认清锂电池“真面目” ,Tesla们真的环保么?

  • 发表于: 2013/11/18 18:01:14 来源:车云网

我们生活在一个依靠科技才能精巧地运行的社会里,但这个社会里的大多数人对科技都是一知半解。所以,你了解电动车的那些锂电池么?

本文来源于Digtital Trends,车云菌编译。

当环保人士高喊“为了拯救地球,购买电动汽车!”,当Tesla车主高谈阔论这辆车有多环保的时候,我不禁想问:Tesla和其他电动汽车真的有看起来那么好吗?我当时就想弄清楚事实。这个问题的答案可能会让Tesla、Volt 和Leaf这类电动汽车的车主大吃一惊。是的,你们的Tesla汽车只是外表看起来很环保,但对于真正知道其环保成本的人而言,它其实欠了环境一屁股账。

去年,科研人员对电动汽车的环境成本进行了一系列跟踪调研,电动汽车使用的锂电池是他们调研工作的重点,调研工作结束后,他们对公众公布了他们的调研结果。调研结果显示内燃机汽车和电动汽车的环保差距没有人们想象的那么大,如果不考虑碳排放量,锂电池制造过程对环境产生的危害不容忽视。

锂电池是如何制造的?

卡尔·萨根有一句至理名言:“我们生活在一个依靠科技才能精巧地运行的社会里,但这个社会里的大多数人对科技都是一知半解。”卡尔·萨根也曾直接提及锂电池。任何人只要环视一下其三英尺内的环境,他就能找到用锂电池技术制造的东西,但实际上,很多人对锂电池技术并不了解。

锂电池的工作原理是怎样的?与其他电池一样,锂电池的工作原理为电池的正负两个电极与电解液发生化学反应,随即,锂电池的正极(带正电荷)和负极(带负电荷)之间产生流动的电荷,即电流。锂金属能被用于制造高性能蓄电池,因为锂金属传导性能好,是一种高品质电解质,能产生很高的电势。当然,锂电池的电化学反应过程能被逆转,让锂电池能重复充放电。

虽然锂电池具有种种优点,但也有不少缺点:

  1. 锂金属是一种能对环境产生危害的物质。

  2. 锂金属易燃,能与众多物质发生剧烈化学反应,Tesla电动汽车的锂电池燃烧事故的照片就是佐证,但这件锂电池燃烧事故仅仅是锂金属能产生的众多危害中的一个。

  3. 美国环境保护局认为用于制造锂金属电解质和电池阴极的强效熔剂能导致包括癌症和神经系统疾病在内的各种疾病。特别是用来制造压缩型高功率锂电池的钴金属,更是一种高致癌毒物。只要有人接触了钴金属,他的肺、神经、和呼吸道极有可能发生病变。

现在,人们发现一个规律:只要是用来制作工业熔剂的物质都对环境和人类有危害。众所周知,在电池制造业,工业熔剂被大量使用。

其他用来制造锂电池的物质可能没有这么大的危害,但他们之中没有一种是无害的。就致癌性而言,用来制造低能量密度的锂铁膜材料没有钴金属那么高,但锂铁膜材料对生物的负面影响不容忽视。

电动汽车变得越来越热门了?

很明显,制造电动汽车和插电式混合动力汽车要付出环境成本。那么,锂电池对北极地区有怎样的影响?挪威公布了一项关于电动汽车使用周期对全球增温潜能影响的研究报告,该报告研究了从制造电动汽车所需矿产原料的生产开始至电动汽车报废回收的全过程。在挪威公布此研究报告之前,其他研究都没有针对制造电动汽车的高耗能生产过程进行过调研,并忽视了重要的一点:电动汽车的环保效果比内燃机汽车好不了多少。

在全球增温潜能影响方面,与汽油发动机汽车相比,电动汽车的负面影响要低24%,而与柴油发动机汽车相比,电动汽车的负面影响低了10%至14%。电动汽车的这些数据看起来很不错,但如果考虑到电动汽车所使用的电力来源,情况就完全不同了。如果电动汽车使用的电力是使用煤炭为燃料生产的,那么电动汽车对环境的负面影响高出柴油发动机和汽油发动机17%至27%。

以上的这些数据是基于欧洲的电力生产结构进行研究得出的结论,欧洲地区的电力来源偏重于核电、水电和其他再生能源发电,其比例高于世界其他地区。

电动汽车对全球增温潜能的影响直接受到天然气的影响,天然气被普遍看作清洁石化燃料,如果电动汽车使用的电力是使用天然气为燃料生产的,对环境的负面影响比汽油发动机仅仅低12%,与柴油发动机基本持平。

让人感到揪心的是,如果电动汽车使用的电力是使用煤炭为燃料生产的,其对环境的负面影响将高出柴油发动机或汽油发动机17%至27%。这种情况在美国尤为严重,美国煤电的发电量占到了美国总发电量的45%;在田纳西州、宾夕法尼亚州和俄亥俄州这三个美国州,电力来源几乎全部是煤电。对于那些人口众多的美国各州而言,购买一辆电动汽车不仅将对环境产生毒害,还将对全球变暖的产生负面影响,并且其环境负面影响比汽油发动机汽车还要大得多。

电动汽车曾被认为是“零尾气排放”,为什么电动汽车还会对环境产生这么多的污染?答案很简单:电动汽车电池的生产耗费了大量的电力。初期制造一辆电动汽车和电池的碳排放量占到了电动汽车整个使用周期碳排放量的40%左右,相当于制造一辆汽油发动机汽车碳排放量的两倍。

如果一辆电动汽车使用的电力来自与水电或风电这样的环保能源,其初期高碳排放量就能被降下来;要是一辆电动汽车使用的电力源自化石燃料,该电动汽车的初期能源成本将很难低于汽油或柴油发动机汽车,甚至有可能高于这二者。

此前的相关评估忽视了电动汽车生产所需的高额能源成本,并只看到一个情况:从技术讲,煤电的效率要高于内燃机。实际上,就碳排放量而言,如果生产出相同的能量供汽车行驶,煤电的排放量是普通内燃机汽车的两倍;因此,只有提高电动汽车的效率才能弥补其在生产线上产生的碳排放量。

“不为石油发动战争!No!是不为锂发动战争!”

在将内燃机汽车转换为电动汽车之前,人们还得考虑一下地缘政治的影响。有一种观点认为,只要我们使用电动汽车,就能摆脱对国外石油公司或大型石油公司的依赖。实际上,情况有可能是从“依赖大型石油公司”转变为依赖“大型锂产品公司”。

在未来三年内,锂电池的销售额有望达到225亿美元,并有可能在本年代末翻一番。与石油产品的销售额相比,这些数据只是小数目,但如果顾客继续购买电动轿车或电动卡车,情况将发生变化。

至于摆脱对国外原料到依赖,呵呵…… 锂金属并并非稀有,但值得开采的矿藏却很少。让美国和欧洲感到不安的是,大型锂金属矿产地是在玻利维亚、中国和战乱不断的阿富汗这样的国家,而在这些国家之中,没有一个有良好环保记录。

考虑到市场上销售的绝大部分锂电池是中国制造,人们不禁关注起锂电池生产的污染问题,众所周知,环保是个不容忽视的问题。现在,在各种压力下,中国正以低价向其他国家出售锂电池,人们对环保问题的担忧有增无减。

车云小结

一些读者可能会下结论,作者是个讨厌电动汽车的人,并希望人人都不要购买电动汽车。但事实并非如此,因为不论以何种形式发展,电动汽车都是未来个人交通工具发展的趋势。

在当前竞争激烈的清洁能源市场上,电动汽车不是万能药,无法解决全部环保问题。随着新技术的出现,电动汽车也会带来一系列新问题,在对一项新技术形成不可逆转的依赖之前,我们应对这些新问题有清醒的认识。

最后,我们不希望电动汽车所导致的盲目乐观情绪成为主流观点;否则,电动汽车将对全球变暖和全球能源消耗产生负面影响。

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