新能源車尤其是純電動車因為不燃油、排放少,成為環保時尚的代名詞。然而,其上下游產業鏈帶來的污染可能會讓人們大吃一驚。對于新能源車產生的污染,目前人們了解最多的是發電污染:即電動車使用過程雖然實現了零排放,但發電廠的發電過程卻造成了嚴重的煙塵污染。尤其是在中國,75%以上的電力來自煤炭發電,其污染危害性絲毫不亞于汽油燃燒。
實際上,新能源車上下游產業鏈帶來的污染遠不止于此。例如,新能源車使用的電池,在生產過程就會產生污染。石墨是電動車鋰電池的構成要素,有外媒稱,每輛純電動車含有約50千克石墨,混合動力車含有約10千克,電動自行車含有約1千克,筆記本電腦含有約100克,手機含有約15克。石墨制造過程中會排放含大量重金屬的強酸性污水,污染農田及飲用水,石墨粉塵漂浮至空中會引起“黑雨”和霧霾現象。
目前,鋰電池已經成為新能源車的主流選擇,但仍有大部分低速電動車在使用鉛酸電池,生產鉛酸電池的過程會產生大量鉛塵、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進入人體,還可以通過胚胎和母乳導致嬰兒鉛中毒。鉛進入人體后,可以從血液中擴散到軟組織和身體器官,最終進入骨骼和牙齒,導致重大疾病。
廢舊電池的回收不當會產生更大污染。廢舊電池中含有重金屬鎘、鉛、汞、鎳、鋅、錳等,會影響種子的萌發與生長,造成江、河、湖、海等水體的污染,其中的鎘、鉛、汞會更會對人體帶來極大危害。有數據顯示,一個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,危害更大。
稀土污染是新能源車無法回避的另一個痼疾。稀土被稱為“工業維生素”,大量運用在軍工、電子等行業,是重要的戰略性礦產資源。新能源車使用的電池和稀土永磁電機也使用了稀土材料。例如,某些高性能電動車搭載的同步電機就采用了稀土材料。
但是,稀土礦露天開采過程會產生放射性污染,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、水生態系統、土壤環境都有潛在的危害。一些地區還因為稀土過度開采,造成了山體滑坡、河道堵塞、突發性環境污染等事件。稀土開采后,礦區的生態環境恢復與治理也是一個沉重的負擔。
廣東潮汕地區的稀土礦藏十分豐富。2013年,廣東陸豐某地區因不法分子盜采稀土,導致周圍數個村的水源無法飲用。2011年,潮汕某地區還因為稀土開采污染環境,引發當地村民與盜采者的打斗。當地村民告訴記者,因為盜采稀土引發污染,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。
另一個值得關注的問題是,我國的稀土資源面臨枯竭問題。國務院新聞辦公室2012年發表的《中國的稀土狀況與政策》白皮書稱,我國稀土資源儲量占全球儲量的23%,卻供應了全球90%的市場需求。經過半個多世紀的超強度開采,我國稀土資源保有儲量及保障年限不斷下降,主要礦區資源加速衰減,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資源僅剩1/3,南方離子型稀土礦儲采比已由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,不僅稀土開采導致的污染會成為攔路虎,稀土是不可再生的戰略資源,稀土枯竭也將影響新能源車的生產,正如石油的枯竭將給燃油車畫上句號一樣。
面對發電污染,業界的對策是,新能源車白天用電、晚上充電,可以將電網中無法儲備的電量充分使用,降低能源消耗,同時,大力推廣風力發電和水力發電等綠色能源。面對電池生產帶來的污染和回收污染,國家已經制定了統一的電池回收管理辦法,并大力提升電池生產和回收的技術水平。對于稀土礦藏的枯竭,目前國家的做法是,嚴格管理稀土開采,提高綜合利用率,規范出口價格等。
總之,電池能量密度不夠、配套設施不健全、國家補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年有色金屬市場報告會上透露,2014年工業級碳酸鋰價格與上一年基本持平。
因為新能源汽車概念,鋰成為資本市場熱門品種。安泰科分析師認為,全球將進入鋰電池產業革命新時代。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年規劃目標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。拉動碳酸鋰需求的仍然是用于日用消費品的小型鋰電。而全球碳酸鋰需求量在幾十萬噸。
供應方面,2014年鋰供應與上一年基本持平。
許子寒:鋰電應用短期內難突破
“石墨烯從名字上聽起來就是含有石墨兩個字,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。”徐子寒認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。
3月27日,在“第四屆高工鋰電產業峰會”上,深圳六碳科技有限公司創始人許子寒做了題為“石墨烯及相關材料的進展在儲能領域中的應用”的主題演講。為在場的500多名CEO、企業管理人員、投資機構、金融分析師等行業各界人士分析了石墨烯及相關材料的研發進展在儲能領域中的應用。
“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,最高的熱導率,最好的力學性能,最薄的厚度,以及高達97.7%的透光率。”徐子寒認為,石墨烯材料因為其優良的特性,應用范圍非常廣泛,在超級電容和儲能領域有很好的應用前景。
作為一種基礎材料,又具有特殊的性質,石墨烯在多個領域都有改變整個產業的潛力。例如在鋰離子電池領域,可以解決目前鋰離子電池的充放電速度過慢的問題,推動電動汽車的發展;在個人消費電子領域,可以推動柔性和可穿戴式電子產品的成熟,改變我們的生活。
然而,國內真正掌握石墨烯制取技術的公司還很少,大部分公司是打著石墨烯的旗號進行資本的炒作,拿石墨微片來充當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有著本質的區別,雖然名字只有一字之差,但是石墨烯相對石墨已經有了質的變化。石墨微片的本質還是石墨,只不過在某些應用領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特性質。
徐子寒認為,石墨烯在低端領域可以作為ITO透明導電膜替代品,可做導熱應用,在高端領域可應用于光通信、芯片等領域。但是目前國內石墨烯大多均處于實驗室水平,應用瓶頸在于高質量石墨烯的大規模制備。
“現在石墨烯在國內并沒有明確的技術標準,所以,市場上任何人都可以把任何東西說成是石墨烯。”徐子寒認為,對于投資者而言,具體是否是石墨烯,還需要相關的人士多做一些功課,防止上當受騙。
新能源車尤其是純電動車因為不燃油、排放少,成為環保時尚的代名詞。然而,其上下游產業鏈帶來的污染可能會讓人們大吃一驚。對于新能源車產生的污染,目前人們了解最多的是發電污染:即電動車使用過程雖然實現了零排放,但發電廠的發電過程卻造成了嚴重的煙塵污染。尤其是在中國,75%以上的電力來自煤炭發電,其污染危害性絲毫不亞于汽油燃燒。
實際上,新能源車上下游產業鏈帶來的污染遠不止于此。例如,新能源車使用的電池,在生產過程就會產生污染。石墨是電動車鋰電池的構成要素,有外媒稱,每輛純電動車含有約50千克石墨,混合動力車含有約10千克,電動自行車含有約1千克,筆記本電腦含有約100克,手機含有約15克。石墨制造過程中會排放含大量重金屬的強酸性污水,污染農田及飲用水,石墨粉塵漂浮至空中會引起“黑雨”和霧霾現象。
目前,鋰電池已經成為新能源車的主流選擇,但仍有大部分低速電動車在使用鉛酸電池,生產鉛酸電池的過程會產生大量鉛塵、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進入人體,還可以通過胚胎和母乳導致嬰兒鉛中毒。鉛進入人體后,可以從血液中擴散到軟組織和身體器官,最終進入骨骼和牙齒,導致重大疾病。
廢舊電池的回收不當會產生更大污染。廢舊電池中含有重金屬鎘、鉛、汞、鎳、鋅、錳等,會影響種子的萌發與生長,造成江、河、湖、海等水體的污染,其中的鎘、鉛、汞會更會對人體帶來極大危害。有數據顯示,一個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,危害更大。
稀土污染是新能源車無法回避的另一個痼疾。稀土被稱為“工業維生素”,大量運用在軍工、電子等行業,是重要的戰略性礦產資源。新能源車使用的電池和稀土永磁電機也使用了稀土材料。例如,某些高性能電動車搭載的同步電機就采用了稀土材料。
但是,稀土礦露天開采過程會產生放射性污染,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、水生態系統、土壤環境都有潛在的危害。一些地區還因為稀土過度開采,造成了山體滑坡、河道堵塞、突發性環境污染等事件。稀土開采后,礦區的生態環境恢復與治理也是一個沉重的負擔。
廣東潮汕地區的稀土礦藏十分豐富。2013年,廣東陸豐某地區因不法分子盜采稀土,導致周圍數個村的水源無法飲用。2011年,潮汕某地區還因為稀土開采污染環境,引發當地村民與盜采者的打斗。當地村民告訴記者,因為盜采稀土引發污染,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。
另一個值得關注的問題是,我國的稀土資源面臨枯竭問題。國務院新聞辦公室2012年發表的《中國的稀土狀況與政策》白皮書稱,我國稀土資源儲量占全球儲量的23%,卻供應了全球90%的市場需求。經過半個多世紀的超強度開采,我國稀土資源保有儲量及保障年限不斷下降,主要礦區資源加速衰減,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資源僅剩1/3,南方離子型稀土礦儲采比已由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,不僅稀土開采導致的污染會成為攔路虎,稀土是不可再生的戰略資源,稀土枯竭也將影響新能源車的生產,正如石油的枯竭將給燃油車畫上句號一樣。
面對發電污染,業界的對策是,新能源車白天用電、晚上充電,可以將電網中無法儲備的電量充分使用,降低能源消耗,同時,大力推廣風力發電和水力發電等綠色能源。面對電池生產帶來的污染和回收污染,國家已經制定了統一的電池回收管理辦法,并大力提升電池生產和回收的技術水平。對于稀土礦藏的枯竭,目前國家的做法是,嚴格管理稀土開采,提高綜合利用率,規范出口價格等。
總之,電池能量密度不夠、配套設施不健全、國家補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年有色金屬市場報告會上透露,2014年工業級碳酸鋰價格與上一年基本持平。
因為新能源汽車概念,鋰成為資本市場熱門品種。安泰科分析師認為,全球將進入鋰電池產業革命新時代。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年規劃目標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。拉動碳酸鋰需求的仍然是用于日用消費品的小型鋰電。而全球碳酸鋰需求量在幾十萬噸。
供應方面,2014年鋰供應與上一年基本持平。
許子寒:鋰電應用短期內難突破
“石墨烯從名字上聽起來就是含有石墨兩個字,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。”徐子寒認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。
3月27日,在“第四屆高工鋰電產業峰會”上,深圳六碳科技有限公司創始人許子寒做了題為“石墨烯及相關材料的進展在儲能領域中的應用”的主題演講。為在場的500多名CEO、企業管理人員、投資機構、金融分析師等行業各界人士分析了石墨烯及相關材料的研發進展在儲能領域中的應用。
“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,最高的熱導率,最好的力學性能,最薄的厚度,以及高達97.7%的透光率。”徐子寒認為,石墨烯材料因為其優良的特性,應用范圍非常廣泛,在超級電容和儲能領域有很好的應用前景。
作為一種基礎材料,又具有特殊的性質,石墨烯在多個領域都有改變整個產業的潛力。例如在鋰離子電池領域,可以解決目前鋰離子電池的充放電速度過慢的問題,推動電動汽車的發展;在個人消費電子領域,可以推動柔性和可穿戴式電子產品的成熟,改變我們的生活。
然而,國內真正掌握石墨烯制取技術的公司還很少,大部分公司是打著石墨烯的旗號進行資本的炒作,拿石墨微片來充當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有著本質的區別,雖然名字只有一字之差,但是石墨烯相對石墨已經有了質的變化。石墨微片的本質還是石墨,只不過在某些應用領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特性質。
徐子寒認為,石墨烯在低端領域可以作為ITO透明導電膜替代品,可做導熱應用,在高端領域可應用于光通信、芯片等領域。但是目前國內石墨烯大多均處于實驗室水平,應用瓶頸在于高質量石墨烯的大規模制備。
“現在石墨烯在國內并沒有明確的技術標準,所以,市場上任何人都可以把任何東西說成是石墨烯。”徐子寒認為,對于投資者而言,具體是否是石墨烯,還需要相關的人士多做一些功課,防止上當受騙。
特斯拉鋰電超級工廠落戶美國 國產原料難受益
特斯拉動力鋰電超級工廠可能落戶于美國的亞利桑那、德州、內華達或新墨西哥。特斯拉的女新聞發言人利茲˙哈維斯-西恩(Liz Jarvis-Shean)表示,特斯拉(未來)不會在全球其他市場尋找建設Gigafactory工廠所需的石墨、鈷和其他材料。
但是,目前特斯拉使用的石墨原料“絕大部分”來自日本和歐洲市場,而且都是化學合成石墨(即人工石墨),并非是天然開采來的石墨。
編輯統計發現,目前人工石墨的主要國際供貨商有日立化學、日本東海碳素、日本昭和電工SCMG、日本JFE化學、美國康菲石油公司、瑞士特密高公司等。
國內上市公司中涉足人工石墨業務的公司主要有杉杉股份旗下的上海杉杉、中國寶安旗下的貝特瑞、當升科技旗下的長沙星城等。
有業內人士表示,目前國內所研究的鋰離子電池通常是以磷酸鐵鋰(LFP)、鎳鈷錳(NCM)三元材料、以及錳酸鋰等為正極,碳基材料為負極,負極用天然、人工石墨,目前動力鋰電池也主要是用人造石墨。
天然石墨主要用于數碼類產品,編輯對國內主要動力鋰電企業使用負極材料情況整理也發現上述現象,目前國內動力鋰電池負極材料主要采用的確實是人造石墨。
一位鋰電負極材料公司的高管表示,較天然石墨來說,人工石墨的規整性和結構穩定性好,尤其是循環壽命較長,當然其價格也相對較高。
另外,氯化鈷占鈷酸鋰正極材料生產成本約70%以上,但在鈷資源方面,中國屬于鈷資源儲量較少的國家,鈷金屬主要依靠進口,恐難以從未來的超級工廠中受益。據高工鋰電統計,中國鈷儲量7.2萬噸,僅占全球的1.0%。
人造石墨是通過高溫石墨化、球化、純化、改性等核心技術而開發的具有高壓實、高容量、長壽命的先進人造石墨負極材料。在技術上對石墨改性可對原始材料進行表面改性和結構調整,或使部分無序化,或在各類材料中形成納米級的孔、洞和通道等結構,加大非化學計量嵌入-脫嵌反應。從而能夠大幅提高能量密度、延長使用壽命等。