罗布·巴尼诺
长期以来,燃油机动车被视为“环境之敌”,原因显而易见。驾驶摩托车、汽车、面包车以及卡车等机动车会燃烧大量化石燃料,排放二氧化碳及其他污染物,加剧全球变暖。因此,很多国家都在推动电动汽车的发展。但在回收利用方面,燃油机动车却表现得比电动汽车更友好。
英国伯明翰大学的材料化学家丹尼尔·里德解释,燃油汽车的铅酸蓄电池回收起来很容易。
“铅酸蓄电池是全球回收量最多的消费品。回收技术已经成熟和标准化了,不论电池的生产厂家以及汽车品牌是什么,电池的生产、利用和回收都符合監管规范。”铅酸蓄电池的使用材料也相对简单,一般来说,电极用铅,电解液用硫酸溶液,电池外壳用聚丙烯,其中每种材料都很容易拆分和回收。
而电动汽车使用的锂离子电池的情况几乎截然相反。
“锂离子电池的成分非常复杂,约含10种复合材料,比如含氟聚合物、电解液以及溶剂,分离这些材料简直是一场噩梦。”英国莱斯特大学的物理化学家安德鲁·阿博特表示。因为这些材料中很多是有毒的,甚至有些材料接触空气会自燃,因此分解电动汽车的电池是一个复杂的过程,而且成本很高。
另一个问题在于,制造锂离子电池需要一些关键金属材料,例如锂和钴,这些材料只能在少数几个国家中找到,但它们对开发清洁能源又至关重要。因此,如果要确保这些材料能持久供应,唯一方法就是从已经报废的产品中回收。看起来,选择电动汽车似乎面临着更多问题,但实际上,电动汽车也有其独特优势。
首先,电动汽车的电池可以重复使用。即使电池的使用寿命耗尽,无法再为汽车提供动力,也可以将废旧电池进行回收,用作存储清洁电力的设施。
其次,电动汽车电池是可以回收的,只是回收过程比较复杂,在目前来看并不划算。但这种情况或许会发生改变。
因为电动汽车的电池性能会逐渐提升,政府也会针对碳排放等问题调整相关产业的税收。到2023年,燃油汽车和电动汽车的价格可能会持平。“价格将对人们的选择产生巨大影响。”阿博特表示,“届时,电动汽车的电池寿命可能会超过10 年。而随着电动汽车逐渐占领市场,15年后,英国每年可能需要回收约50万辆电动汽车。”届时,汽车电池的市场规模预计将扩大到目前铅酸蓄电池市场的10倍。
而电动汽车电池现有的问题,比如电池尺寸过大、制造电池所需材料较多、部分材料难以分解回收等,在往后的几年里会逐步解决,因为这个领域存在巨大的市场机会。
当然,要想妥善解决这些问题,仅靠市场的力量是不够的。“各国有必要建立一些法规,促使制造商开发更环保的电动汽车电池。欧盟已经出台了相关法律,希望其他国家和地区也能出台类似的法规,”里德表示,“当然,关于电动汽车电池的法律不能太过严厉,不然会限制创新。”创新对于电池制造至关重要,因为当前的回收障碍就来源于电池设计的复杂性和多样性。
而且这些问题仍在不断涌现——每年都会出现新型电池,而如果电池采用了错误的设计,会给制造商造成严重损失。现在,所有厂商都想开发出一种标准化的汽车电池,安全、简易、便宜,可以轻松地分解成各个部件。
换句话说,未来的电动汽车电池会像现在的铅酸蓄电池一样具有多重优点。
还有一点值得注意的是,锂离子电池从20 世纪 80 年代才开始使用。而铅酸蓄电池从1860年左右投入使用,一直到20世纪70年代,铅酸蓄电池和机动车辆的设计才实现标准化。“汽车电池的标准化迟早会实现,但其中存在一个‘先有鸡还是先有蛋’的抉择问题。”阿博特说,“因为汽车电池的回收问题存在已久,现在也有已知的解决方案。当下是探索更好的回收方案,还是开发更好回收的新型电池,也是科学家研究的重点。”
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