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欧博开户网址:陆地上的电池资源快采完,深海采矿会是解决电动车能源问题的好解法吗?

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分类:科技

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最近的几年,各国都在努力实现严格的碳排放目标,汽车制造商们也在逐步淘汰燃油引擎。在未来的十年内,电动汽车的数量预计将会从去年的1100万辆飞升至1.45亿辆。

不过这些汽车所需要的电池、太阳能和风能蓄电池使得产业对金属的需求量飙升,为了满足市场的需求,矿业公司不得不将目光转向海底。

在海平面的数千公尺以下,有着数百万被称为结核矿的马铃薯大小的岩石:这是镍、铜、锰和钴的丰富来源。一份请求开采这些矿藏的申请在今年六月被正式提交,这份申请里阐述了目前手机和其他电子设备制造业对于这些资源的需求以及在陆地上实行可持续性开采的困难。

这些支持深海采矿的公司说他们没有选择:如果想要过渡到可再生能源,那么我们就必须对海洋深处进行探索。

  • 什么是深海采矿?

深海采矿指从海平面以下200米到海床的区域开采矿藏,这个区域是目前地球上被探索得最少的区域,但又是地球上最大的区域,占地球表面的65%。矿业公司表示,在这些区域发现的金属,如铜、镍、铝、锂、钴和锰,都是制造电池、智慧型手机和太阳能电池板所必需的材料。

  • 什么时候才能进行深海采矿?

到目前为止,联合国下属机构国际海底管理局(ISA)已经颁发了31张勘探许可证,并在太平洋、印度洋以及大西洋中脊地区预留了150万平方公里的海域,相当于蒙古的面积。诺鲁决定启动一项规则,迫使ISA批准《采矿法典》——一套「规范国际海底区域海洋矿物的勘查、勘探和开发」的规则——这一决定可能会促进全面进行海底开采的合约在两年的时间内得以实现。

  • 会导致怎样的问题?

采矿可能会对深海以及那里的生物和生态系统造成巨大的破坏。人类对于海底生态系统,如火山山脉,热液喷口和深海海沟,仍然知之甚少。许多特有的深海物种可能会因为一个大型矿山的建立而灭绝,而许多其他生物将受到噪音、光污染和采矿沉积物羽流的影响。

  • 我们能做些什么?

根据国际自然保护联盟(IUCN)的说法,在科学家评估对生物多样性的潜在损害时,必须立即暂停深海采矿。世界自然保护联盟还表示,人们需要提升回收再利用的意识,以减少对自然资源的开采需求。科研人员们也正在研发不需要利用海底金属的新型电池。

深海研究基金会 Nekton 的创办人兼首席执行长 Oliver Steeds 是 Goodwood 未来实验室的成员。他说:「我们现在拥有的技术可以让我们在未来十年内对海洋的探索比过去的一万年都多。」他的团队使用自主潜水器和机器人等技术来绘制深海地图——不是为了采矿,而是为了促进海洋保护。Nekton 于2019年领导了一项前往印度洋的深海任务,该任务透过在水下200米安置的潜水器进行现场直播。

库克群岛附近海床上的锰结核。深海采矿的支援者认为,如果想要迈向「零碳」的未来,除了开采这些矿物,我们别无选择。图片来源:美国地质调查局

Steeds 表示,采矿和勘探技术的进步预示著「一个非凡的机遇」。但随之发展的深海采矿、进一步的工业化和过度捕捞也使得它成为一种威胁。

「对海洋的无知使我们时常把大海抛在脑后,但是,在摧毁海洋之前,我们应该好好看看海洋里都有些什么。」

据估计,海洋中有220万种物种,其中90%以上还未被人类所知。深海采矿已经进入了最后两年的倒计时,这也促使科学家们发出警告:我们还没有充分了解它对生物多样性和生态系统的潜在影响。

加州大学圣巴巴拉分校教授、贝尼奥夫海洋计画负责人 Douglas McCauley 说,深海采矿的潜在危险让他夜不能寐。

McCauley 说,电动汽车的出现是减少碳排放的「积极途径」。但他指责深海采矿公司关于「可再生能源对于金属的需求必须透过深海采矿才能满足」的「错误表述」。

他说:「关于深海采矿的影响,科学家们提出了一些非常重要的问题:有多少物种会灭绝?这些恢复能力极低的系统需要多长时间才能复原?它会对海洋碳捕捉的能力产生什么影响?」

活动人士还强调,各大租住对于未来资源使用量的预测所使用的假设充满了不确定性。比如,今年7月,绿色和平组织(Greenpeace)的研究人员对2050年的金属需求做出了预测,在他们的预测中,他们假设电动汽车依然需要依赖钴和镍的锂离子电池,但实际上研发人员已经在研发替代品,特斯拉使用的磷酸铁锂电池甚至都不需要任何上述的两种金属。

绿色和平研究实验室(Greenpeace Research Laboratories)的资深科学家 Kevin Bridgen 表示:「人们总认为如果继续保持从前的开采方式会导致金属产量供不应求,但实际上对于金属的需求已经发生了变化。」

越来越多的汽车公司也加入了抗议行列。今年3月,BMW、Volvo、Google 和三星成为世界自然基金会(WWF)呼吁暂停深海采矿的第一批全球公司。世界自然基金会表示,为了支持这一呼吁,这些公司承诺不采购任何来自深海的金属,并将它们排除在供应链之外,他们还表示在对海底采矿的风险和替代方案有更好的了解之前不为深海采矿提供资金。

BMW 公司可持续供应链管理专家 Claudia Becker 在呼吁禁令时表示,她担心深海采矿可能会产生「不可逆转的后果」。

「我们得出的结论是,我们对深海采矿对生物多样性的影响缺乏了解。我们希望向油气行业发出一个明确的讯号,即在这些问题得到解决之前,我们不能选择从深海开采矿产。」

电动方程式赛车的安全车。据估计,十年内电动汽车的数量将达到1.45亿。图片来源:The Guardian

目前正在探索的几种替代方法之一是使用更常见的金属来制造电池,而不是现在所使用的昂贵稀有金属。

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Becker认为,可以透过使用对环境破坏更小的金属来替代稀有金属,或者透过设计出对金属需求更小的电池来避免深海采矿。以总部位于中国的全球第二大电动汽车制造商比亚迪为例,该公司今年宣布,将不再在电池中使用钴。

Volvo 负责媒体关系的高级副总裁 Claes Eliasson 表示,Volvo 集团旗下生产卡车、巴士和建筑设备的部门正聚焦于三种新能源车型:电动、氢燃料和生物燃料。该公司正与戴姆勒卡车公司合作,为长途汽车生产氢燃料电池。

对于回收再利用的呼声也越来越高。McCauley 在谈到废料场时说:「这些富含金属的废弃锂铁电池已经堆积如山了。」他对循环利用持乐观态度,表示从电池中回收矿物质的技术已经有了「令人振奋的发展」,而且他相信开创出新的更便宜、能量更密集的电池「可以赚很多钱」。

研究人员正在研究该如何回收预计在未来几十年内生产出的数以百万计的电动车电池。莱斯特大学物理化学教授 Andy Abbott 说,电动汽车电池的设计初衷里并不包括回收再利用。「大多数电动汽车电池都是由非常小的电池组成的,这些电池被放入不同模组中,而这些模组则被一起放入电池组中。举个例子,特斯拉 Model S 就有4600个电池。」

他说,这些电池都是由坚硬且有剧毒的胶水粘在一起的,所以回收再利用的困难之一就在于找到一种经济有效的方法来分离这些电池,以便回收里面的金属。

「有些人建议使用无胶电池以便于拆卸,」 Abbott 说,「我们正在考虑使用能够拆开电池的机器人。我们已经证明,从经济层面上来讲,把电池拆解开来是再好不过的了。」

产品设计和「计画报废」是金属回收的另一个主要障碍。2019年,全球产生了5360万吨电子垃圾,其中只有930万吨被回收,仅占17.4%。但国际电信联盟(International Telecommunication Union)设定了到2030年回收率达到30%的目标,因此这种情况也即将改变。

2018年,中国开始要求汽车制造商负责电池的回收,目前中国回收的锂离子电池超过了世界其他国家的总和。去年,比亚迪推出了刀片电池,将平板电池直接储存在电池内部,可以用手取出。

Abbott 预计锂铁电池将在未来的「十到十五年年」内得到更有效地回收。但他补充说,几乎可以肯定是,在二十到三十年的时间里,这将不会成为主要的技术,因为「这是一个不断发展的市场,」。

位于陕西西安的比亚迪工厂用来组装电动汽车的生产线。中国要求汽车制造商负责回收电池,目前中国回收的锂离子电池超过了世界其他国家的总和。图片来源:The Guardian

做为计画在太平洋开采结核的几家公司之一,DeepGreen Metals 指责 BMW 、Volvo 和其他公司的指控「不负责任」。在今年3月的一份声明中,该公司问道:「 BMW 究竟是从哪里获得制作电池的金属的?难道他们获取金属的方式不会对我们的气候造成影响吗?」

他们声称从海洋中开采金属对地球的影响最小,不过这一说法受到了质疑。

今年7月,深海保护联盟(Deep Sea Conservation Coalition)、美国绿色和平组织(Greenpeace USA)和全球见证组织(Global Witness)向美国证券交易委员会(SEC)致信,质疑DeepGreen Metals对于环境影响和可行性的声明。

深海保护联盟的联合创办人 Matthew Gianni 表示,「DeepGreen Metals 在破坏雨林环境还是海洋环境之间做出了错误的、反乌托邦的选择,我们不需要非得破坏环境,在这个社会中,无论是消费者、私营企业,还是投资可再生能源技术的政府,都可以、也应该在汽车电池和其他储能技术的建设中使用替代材料和金属。」

TMC 拒绝就本文置评。

对此感到担忧的不仅仅是活动人士。BMW 的 Becker 说,尽管经常有雇佣童工、砍伐森林和环境污染等问题,但至少陆地上的采矿工作是可以被检查并追责的。

冲向海底:灾难性地、盲目地冲向深海。图片来源:The Guardian

「我并不是说世界上的每一个矿井都是完美的,」 Becker 说,「但我们至少有一些标准(比如尽职调查标准)可以用来监管并改进这些矿井。」

「但是再看看深海采矿所涉及的机械,它们只经过了小规模的、甚至根本就没有经过测试。但没有测试的话,我们该如何信任这些机械呢?」

Volvo 的 Eliasson 表示:「如果所有的专家都可以拍著胸脯保证深海采矿是一个简单易行且不会对生物多样性造成影响的选择,那么我们当然举双手赞成。但到目前为止,对于相关领域的研究依旧十分匮乏。

「在一个非常敏感的环境中进行深海采矿并不是一个好主意,除非我们已经找到了更科学的方法。」

McCauley 对此表示赞同。「这是一个令人兴奋的机会,我们有义务充分利用科学和人类的创造力,以一种不会给我们的海洋造成新的环境灾难、并最大限度地减少采矿对陆地的影响的方式,加速电动汽车的大规模生产。」

记者联系了 TMC 请其置评,但该公司没有回应。

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