鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1115次 | 2018年11月06日
鋰電池發(fā)展是福是禍?
世界貿(mào)易組織于日內(nèi)瓦時(shí)間2014年3月26日公布了美國、歐盟、日本訴中國稀土、鎢、鉬相關(guān)產(chǎn)品出口管理措施案專家組報(bào)告,并裁定中國實(shí)行的出口限制違反自由貿(mào)易規(guī)定。
該最新裁決不僅意味著中國自2005年來實(shí)施的稀土出口配額制將面臨終結(jié),同時(shí)也引發(fā)了圍繞稀土的一系列議題的討論。且不論美國、歐盟、日本在稀土出口限制案中對中國通過限制稀土供應(yīng)來交換其他外交成果,或操縱國際稀土價(jià)格的指責(zé)是否真實(shí),國內(nèi)稀土購買者確實(shí)會(huì)因?yàn)橄⊥脸隹诹繙p少而獲益。
也就是說,稀土因被迫“出口轉(zhuǎn)內(nèi)銷”,國內(nèi)供給增加,價(jià)格保持低廉,從而導(dǎo)致自然資源因過度開采造成的損失,在下游設(shè)備商計(jì)算其生產(chǎn)成本時(shí)被忽略。而那些使用稀土的清潔能源技術(shù),如永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、新能源汽車、電池儲(chǔ)能,甚至是LED節(jié)能燈泡的推廣也值得進(jìn)一步探討。
根據(jù)國務(wù)院2012年發(fā)布的《中國的稀土狀況與政策》白皮書,中國的稀土儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的23%。根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)的統(tǒng)計(jì),中國在2013年為全球提供了12萬噸的稀土。其中主要用于新能源技術(shù)的數(shù)量達(dá)到3萬噸。
風(fēng)力發(fā)電在全球范圍內(nèi)被視為最成熟的,也是度電發(fā)電成本最低的清潔能源技術(shù)。據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì),2013年,全球風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到35吉瓦,其中使用永磁直驅(qū)技術(shù)的風(fēng)機(jī)數(shù)量占25%,約4500臺(tái)。
每臺(tái)永磁直驅(qū)電機(jī)使用的主要材料釹鐵硼(NdFdB-NeodymiumIronBoron)就需要1噸。從2014年起,每年全球風(fēng)電發(fā)展對稀土的需求量,按照永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量預(yù)測,將接近6000噸。
清潔能源汽車對稀土的需求同樣不可被忽視。在全球被廣泛使用的電動(dòng)汽車電池為鎳金屬氫化物(NiMH——NickelMetalHydride,主要使用于混合動(dòng)力汽車)和添加稀土的鋰鐵(Lithium-ion,主要使用于混合動(dòng)力及純電動(dòng)汽車)電池兩種。
就以2013年銷售的全球新能源汽車(包括混合動(dòng)力及純電動(dòng)汽車)總數(shù)來計(jì)算,稀土使用也超過2000噸。此外,同樣使用稀土鋰電池作為儲(chǔ)能設(shè)備,以及LED燈泡所使用的熒光元素對稀土開采需求也將每年增加。
自中國實(shí)施稀土出口配額以來,國外企業(yè)為確保他國新能源技術(shù)對稀土的需求,在中國紛紛設(shè)立合資公司,與國內(nèi)企業(yè)共同開采,其中包括美國的礦業(yè)集團(tuán)Molycorp。清潔能源的快速發(fā)展降低了當(dāng)?shù)氐奈廴?,但把污染源——稀土的過度開采留在國內(nèi)。
另外,國內(nèi)在近5到10年的時(shí)間也加速新能源技術(shù)的開發(fā)利用,電動(dòng)汽車和電池儲(chǔ)能的研發(fā)及推廣也未間斷,但都建立在低價(jià)競爭的基礎(chǔ)上。國內(nèi)風(fēng)機(jī)平均銷售價(jià)格低于國際平均價(jià)格15%?20%,國產(chǎn)電動(dòng)汽車的價(jià)格甚至低于國際水平的50%以上。能夠取得價(jià)格優(yōu)勢的前提是成本優(yōu)勢,特別是轉(zhuǎn)移污染成本的優(yōu)勢。
事實(shí)上我國稀土政策已從單純的出口限制轉(zhuǎn)向生產(chǎn)環(huán)節(jié)。2012年開始包括商務(wù)部、環(huán)保部、工信部等多個(gè)主管部門都參與整治稀土開采加工秩序。但至今稀土的無序低廉低效的開采還在繼續(xù),在個(gè)別省份開采量超過核準(zhǔn)量上幾十倍的現(xiàn)實(shí)依然存在,造成環(huán)境嚴(yán)重破壞。
為了達(dá)到減少空氣污染的目標(biāo),不能從片面提高清潔能源裝機(jī)入手,或只注重已取代原油數(shù)量,更需要增加技術(shù)研發(fā)投入,特別是從提高資源利用和資源回收方面。
新能源汽車鋰電池帶來稀土污染與衰竭
新能源車尤其是純電動(dòng)車因?yàn)椴蝗加汀⑴欧派?,成為環(huán)保時(shí)尚的代名詞。然而,其上下游產(chǎn)業(yè)鏈帶來的污染可能會(huì)讓人們大吃一驚。對于新能源車產(chǎn)生的污染,目前人們了解最多的是發(fā)電污染:即電動(dòng)車使用過程雖然實(shí)現(xiàn)了零排放,但發(fā)電廠的發(fā)電過程卻造成了嚴(yán)重的煙塵污染。尤其是在中國,75%以上的電力來自煤炭發(fā)電,其污染危害性絲毫不亞于汽油燃燒。
實(shí)際上,新能源車上下游產(chǎn)業(yè)鏈帶來的污染遠(yuǎn)不止于此。例如,新能源車使用的電池,在生產(chǎn)過程就會(huì)產(chǎn)生污染。石墨是電動(dòng)車鋰電池的構(gòu)成要素,有外媒稱,每輛純電動(dòng)車含有約50千克石墨,混合動(dòng)力車含有約10千克,電動(dòng)自行車含有約1千克,筆記本電腦含有約100克,手機(jī)含有約15克。石墨制造過程中會(huì)排放含大量重金屬的強(qiáng)酸性污水,污染農(nóng)田及飲用水,石墨粉塵漂浮至空中會(huì)引起“黑雨”和霧霾現(xiàn)象。
目前,鋰電池已經(jīng)成為新能源車的主流選擇,但仍有大部分低速電動(dòng)車在使用鉛酸電池,生產(chǎn)鉛酸電池的過程會(huì)產(chǎn)生大量鉛塵、鉛煙酸霧、廢水、廢氣。鉛是一種有毒的重金屬,可以通過呼吸和消化系統(tǒng)進(jìn)入人體,還可以通過胚胎和母乳導(dǎo)致嬰兒鉛中毒。鉛進(jìn)入人體后,可以從血液中擴(kuò)散到軟組織和身體器官,最終進(jìn)入骨骼和牙齒,導(dǎo)致重大疾病。
廢舊電池的回收不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生更大污染。廢舊電池中含有重金屬鎘、鉛、汞、鎳、鋅、錳等,會(huì)影響種子的萌發(fā)與生長,造成江、河、湖、海等水體的污染,其中的鎘、鉛、汞會(huì)更會(huì)對人體帶來極大危害。有數(shù)據(jù)顯示,一個(gè)小小的紐扣鋰電池能污染60萬升水。同樣,鉛酸電池如果處理不當(dāng),危害更大。
稀土污染是新能源車無法回避的另一個(gè)痼疾。稀土被稱為“工業(yè)維生素”,大量運(yùn)用在特種、電子等行業(yè),是重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。新能源車使用的電池和稀土永磁電機(jī)也使用了稀土材料。例如,某些高性能電動(dòng)車搭載的同步電機(jī)就采用了稀土材料。
但是,稀土礦露天開采過程會(huì)產(chǎn)生放射性污染,重金屬、氟、氨氮和硫酸根污染,對資源回收利用、周邊大氣、植物、水生態(tài)系統(tǒng)、土壤環(huán)境都有潛在的危害。一些地區(qū)還因?yàn)橄⊥吝^度開采,造成了山體滑坡、河道堵塞、突發(fā)性環(huán)境污染等事件。稀土開采后,礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與治理也是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。
廣東潮汕地區(qū)的稀土礦藏十分豐富。2013年,廣東陸豐某地區(qū)因不法分子盜采稀土,導(dǎo)致周圍數(shù)個(gè)村的水源無法飲用。2011年,潮汕某地區(qū)還因?yàn)橄⊥灵_采污染環(huán)境,引發(fā)當(dāng)?shù)卮迕衽c盜采者的打斗。當(dāng)?shù)卮迕窀嬖V記者,因?yàn)楸I采稀土引發(fā)污染,他們不敢喝水庫里的水,附近的青山變成了黃土高原。小孩去河里洗澡游泳也成為美好的回憶。
另一個(gè)值得關(guān)注的問題是,我國的稀土資源面臨枯竭問題。國務(wù)院新聞辦公室2012年發(fā)表的《中國的稀土狀況與政策》白皮書稱,我國稀土資源儲(chǔ)量占全球儲(chǔ)量的23%,卻供應(yīng)了全球90%的市場需求。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的超強(qiáng)度開采,我國稀土資源保有儲(chǔ)量及保障年限不斷下降,主要礦區(qū)資源加速衰減,原有礦山資源大多枯竭。
白皮書舉例說,包頭稀土礦主要礦區(qū)資源僅剩1/3,南方離子型稀土礦儲(chǔ)采比已由20年前的50降至目前的15。鑒于此,如果新能源車大面積推廣的話,不僅稀土開采導(dǎo)致的污染會(huì)成為攔路虎,稀土是不可再生的戰(zhàn)略資源,稀土枯竭也將影響新能源車的生產(chǎn),正如石油的枯竭將給燃油車畫上句號(hào)一樣。
面對發(fā)電污染,業(yè)界的對策是,新能源車白天用電、晚上充電,可以將電網(wǎng)中無法儲(chǔ)備的電量充分使用,降低能源消耗,同時(shí),大力推廣風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電等綠色能源。面對電池生產(chǎn)帶來的污染和回收污染,國家已經(jīng)制定了統(tǒng)一的電池回收管理辦法,并大力提升電池生產(chǎn)和回收的技術(shù)水平。對于稀土礦藏的枯竭,目前國家的做法是,嚴(yán)格管理稀土開采,提高綜合利用率,規(guī)范出口價(jià)格等。
總之,電池能量密度不夠、配套設(shè)施不健全、國家補(bǔ)貼不到位等因素只是新能源車推廣的顯性障礙,電池污染、原材料開采引發(fā)的污染和資源枯竭,可能是藏在幕后的更大攔路虎。如何邁過這幾道坎,將考驗(yàn)新能源車推廣者的智慧和勇氣。
新能源汽車鋰電原材料隱憂:石墨烯/隔膜/碳酸鋰
新能源汽車目標(biāo)與需求不符:碳酸鋰僅千噸
安泰科分析師在今天的安泰科2014年有色金屬市場報(bào)告會(huì)上透露,2014年工業(yè)級(jí)碳酸鋰價(jià)格與上一年基本持平。
因?yàn)樾履茉雌嚫拍?,鋰成為資本市場熱門品種。安泰科分析師認(rèn)為,全球?qū)⑦M(jìn)入鋰電池產(chǎn)業(yè)革命新時(shí)代。然而,從微觀上來說,目前中國新能源汽車銷量僅2萬輛,距離2015年規(guī)劃目標(biāo)50萬輛仍有很大差距,對碳酸鋰原料形成的需求僅千噸左右。拉動(dòng)碳酸鋰需求的仍然是用于日用消費(fèi)品的小型鋰電。而全球碳酸鋰需求量在幾十萬噸。
供應(yīng)方面,2014年鋰供應(yīng)與上一年基本持平。
許子寒:鋰電應(yīng)用短期內(nèi)難突破
“石墨烯從名字上聽起來就是含有石墨兩個(gè)字,但與石墨相比有天壤之別,石墨烯是純碳原子組成的只有單原子厚度的二維材料?!毙熳雍J(rèn)為市場上熱炒的石墨烯概念大都與真正意義上的石墨烯無關(guān)。
3月27日,在“第四屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”上,深圳六碳科技有限公司創(chuàng)始人許子寒做了題為“石墨烯及相關(guān)材料的進(jìn)展在儲(chǔ)能領(lǐng)域中的應(yīng)用”的主題演講。為在場的500多名CEO、企業(yè)管理人員、投資機(jī)構(gòu)、金融分析師等行業(yè)各界人士分析了石墨烯及相關(guān)材料的研發(fā)進(jìn)展在儲(chǔ)能領(lǐng)域中的應(yīng)用。
“石墨烯是一種純二維的亞納米材料,全部由碳原子組成。它具有所有材料中最高的電子傳輸速率,最高的熱導(dǎo)率,最好的力學(xué)性能,最薄的厚度,以及高達(dá)97.7%的透光率?!毙熳雍J(rèn)為,石墨烯材料因?yàn)槠鋬?yōu)良的特性,應(yīng)用范圍非常廣泛,在超級(jí)電容和儲(chǔ)能領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
作為一種基礎(chǔ)材料,又具有特殊的性質(zhì),石墨烯在多個(gè)領(lǐng)域都有改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)的潛力。例如在鋰離子電池領(lǐng)域,可以解決目前鋰離子電池的充放電速度過慢的問題,推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展;在個(gè)人消費(fèi)電子領(lǐng)域,可以推動(dòng)柔性和可穿戴式電子產(chǎn)品的成熟,改變我們的生活。
然而,國內(nèi)真正掌握石墨烯制取技術(shù)的公司還很少,大部分公司是打著石墨烯的旗號(hào)進(jìn)行資本的炒作,拿石墨微片來充當(dāng)石墨烯材料混淆視聽。
在徐子寒看來,石墨烯和石墨微片的性質(zhì)有著本質(zhì)的區(qū)別,雖然名字只有一字之差,但是石墨烯相對石墨已經(jīng)有了質(zhì)的變化。石墨微片的本質(zhì)還是石墨,只不過在某些應(yīng)用領(lǐng)域的效果相對石墨有一定的改善。但是不具有石墨烯的任何獨(dú)特性質(zhì)。
徐子寒認(rèn)為,石墨烯在低端領(lǐng)域可以作為ITO透明導(dǎo)電膜替代品,可做導(dǎo)熱應(yīng)用,在高端領(lǐng)域可應(yīng)用于光通信、芯片等領(lǐng)域。但是目前國內(nèi)石墨烯大多均處于實(shí)驗(yàn)室水平,應(yīng)用瓶頸在于高質(zhì)量石墨烯的大規(guī)模制備。
“現(xiàn)在石墨烯在國內(nèi)并沒有明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),所以,市場上任何人都可以把任何東西說成是石墨烯?!毙熳雍J(rèn)為,對于投資者而言,具體是否是石墨烯,還需要相關(guān)的人士多做一些功課,防止上當(dāng)受騙。
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