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时不我待

全球气候变化是个亟待解决的严峻问题。从长远来看,创建可持续社会,需增加对可再生能源的利用,电池在这个过程中起到了关键作用。
No time to waste case story
科学家们说,温室气体排放量的增加将带来全球变暖的风险,地球平均温度上升2°C,并在很多方面造成严重的影响。而造成这一问题的罪魁祸首便是化石能量:我们该如何提取、处理和使用这类能量。为了完成巴黎协定设定的目标:全球平均气温较工业化前水平升高控制在2°C之内,并把升温控制在1.5°C内,我们仍需做出更多的努力。解决这一问题的关键在于增加对可再生能源的利用。

由于电能的生产管理无法采用化石能源或核能的管理方式,因此电力储存需求将日益增加。“事实上可再生能源并不短缺。从全球来看,太阳能和风能储量最丰富。” InnoEnergy智能电网和电力存储部项目主管Bo Normark说。InnoEnergy被誉为全欧洲可持续能源的创新引擎。

“如果我们可以将这些可再生能源更多地引入能源系统,将是极大的收获。因为这种能源不仅是清洁能源,而且它的能效要比化石燃料大得多,是无可比拟的能量组合。”他继续说:“关于能量储存,初期需要提供由变压器线路连接的大型仓库,但现在更多的是较短期的储存。针对这种情况,电池成为了关键。”

汽车行业的电动化转型历史最为久远,可以说所有的汽车制造商都抱着雄心壮志想要发展相关项目。如今,电动化趋势也逐渐蔓延到自动化、机器人和医药技术等领域。“随着电池的不断改进,它们的应用范围也在扩大。如今,甚至可以使用电池给大型车辆供电。”瑞典乌普萨拉大学无机化学教授兼埃格斯特朗高级电池中心负责人Kristina Edström表示。

如果这项发展想要持续下去,需要将电池单元打造得更加强大、安全、寿命持久且可预测。可预测是指在不损伤电池的情况下,预测其可达到多大的产能。而能量越高,对于安全性能的要求就越来越高。

“增加能量,制造更强大的电池,已经成为了可能,但首先我们必须确保不会发生意外,保证电池不会破坏设备。”Kristina Edström表示。“接下来就是高能量加上高能源这一组合问题。如今的电池不是优化了电力就是优化了能量,但有些时候,你想要电池同时具备这两个优点:既能长时间运行设备,同时又能快速充电。”

电池的广泛应用催生出越来越多的需求: 不论是政府政策为电气化转型提供了适当的条件,还是建立起了运转良好的生态系统——从原材料的提取到电池回收——长远看来,都是可持续发展的。大多数类型的现代电池都依赖于特殊的金属或金属化合物,而这些目前并不是大量存在的。例如,每年镍的开采量约为100万吨,而铁的开采量为14亿吨。因此,对三大“电池金属”镍、钴和锂的需求量现已急剧上升。“其中一个重要原因是汽车行业希望确保这类资源的安全。”EIT RawMaterials North(全球原材料产业最大的联营集团)总经理Per Storm说。

“就中期而言,钴是个大问题。目前钴矿在很多地方没有开采地,且钴属于其他金属的副产品。很大一部分钴矿是在刚果开采的,但那里存在一些社会和环境问题。”

他继续说道:“关于镍,其产能高于上世纪90年代中国快速工业化时期的水平,而如今它的产能极有可能不断增加。锂是三种金属中使用最少的,它的产量未来有可能增加,尤其是在智利和玻利维亚。我相信,锂的需求将大幅增长,且锂矿能够满足日益增长的市场需求。”

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