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锂电池环保“短板”待补齐



  
2019-06-24         中国能源报        

锂电池环保“短板”待补齐


锂作为储能的关键组成元素,在近年来电动汽车产业和电池储能技术发展日益成熟的背景下,需求猛增,产量也日益扩大。虽然动力电池产业逐步走上正轨带来了更多积极意义,但同时也面临着环保难题:锂资源在开采利用过程中如果处理不当,会对生态环境造成不良影响。那么,这一问题是否会反过来制约锂电池的发展?


锂资源行情走高


锂离子电池作为全球清洁能源的重要组成部分,近年来正被越来越多的企业用于生产电动汽车。凯恩能源研究顾问公司曾分析,锂离子行业的年产量预计将从2017年的100兆瓦时增长到2027年的近800兆瓦时。日前,另有外媒预测,到2025年锂的需求量预计将增加到130万公吨,将是目前水平的5倍有余。


而在国内,记者了解到,2018年我国锂电池总出货量为102GWh,同比增长27%,其中动力电池出货量占比63.7%,占比持续上升中。


“从发展态势看,目前锂电池成为电化学储能的主要增长点,占据化学储能规模75%。一方面,在新能源汽车高速发展的带动下,锂电池材料及系统技术迅速升级;另一方面,磷酸铁锂电池成本的快速下降也为锂电池在储能市场的大规模商用提供可能。”近日发布的调研报告显示,储能市场规模化应用锂电池已呈不可逆之势,预计未来1-2年,在国家政策指引以及锂电池储能成本进一步下滑的推动下,储能市场,尤其是电网侧储能将能将迎来高速增长。


开采与回收均易造成环境污染


然而,锂电池产业的行情走高,并不能掩盖利用锂资源所带来的弊端。就开采而言,无论是卤水开采还是硬岩开采都会在不同程度上对环境造成破坏。


据了解,我国锂资源的卤水开采比例在70%以上,是我国开采锂资源的最主要手段。这是一种通过在盐碱地表钻孔,将富含矿物质的盐水泵出地表,然后使矿物质水反复蒸滤得出固体,最后从混合物中提取出碳酸锂的方法。该法不仅对水资源消耗巨大,在蒸滤过程中产生的带毒物质也极易对水域、土地造成恶劣影响。


另一方面,位于产业链下游的锂电池回收也容易因为处理不当而污染环境。据相关资料显示,废旧动力锂电池中含有大量的锰、钴、镍等重金属元素,同时在其电解液中也包含有六氟磷酸锂等高毒性物质,以及其它易挥发性有机物,这些物质如果得不到妥善处置,不仅会造成资源的浪费,还会对环境造成巨大污染。


“废旧动力锂电池并不是完全没有了‘能量’,它依然含有300V到1000V不等的高压,如果在回收、拆解、处理过程中操作不当,可能带来起火爆炸、重金属污染、有机物废气排放等多种问题。”中国科学院过程工程研究所研究员曹宏斌表示。


降低污染需创新技术


有报告指出,电动汽车的规模化越高,电池的产量越大,该行业的经济性就越强,生产的过程也将向更高效、污染更少的方向发展。


对此,致力于研发突破性开采锂技术的能源勘探技术公司表示,为满足电动汽车日益增长的锂需求,希望可以通过新技术来提升卤水的开采度,甚至包括以前无法开采的低浓度卤水资源。“我们的目标是开发出快速、低成本、回收率高、对环境影响最小的锂萃取分离膜。”该公司首席执行官蒂格·伊根介绍,该公司的金属有机骨架膜可以通过优化提取工艺来提高产量,从而大幅降低锂的生产价格。“这可以显著提高产量,同时生产商及其客户也能得到更高的经济效益。”


除了提升采锂技术外,还有不少初创企业正在寻求电池存储技术上的突破,他们企图找到一种更高效、成本更低的“新型”电池,以取代或弥补锂离子电池的缺点。其中一个名为“突破性能源投资”的项目,由比尔·盖茨等多位亿万富翁资助,旨在为零碳未来找到解决方案。


“储能显然是低碳未来中不可或缺的一部分,我们需要新技术来最大限度地利用我们有限的锂资源。”一位不愿具名的业内人士认为,无论是提高锂资源的开采技术还是电池回收技术,或是进一步完善电池回收地产业链,都对环境的改善有巨大好处。“此外,对矿业公司使用责任制也有利于促进更安全的行业标准诞生,能够有效减少环境污染。”


 
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