陸地上的電池資源快採完,深海採礦會是解決電動車能源問題的好解法嗎?

陸地上的電池資源快採完,深海採礦會是解決電動車能源問題的好解法嗎?

最近的幾年,各國都在努力實現嚴格的碳排放目標,汽車製造商們也在逐步淘汰燃油引擎。在未來的十年內,電動汽車的數量預計將會從去年的1100萬輛飛昇至1.45億輛。

不過這些汽車所需要的電池、太陽能和風能蓄電池使得產業對金屬的需求量飆升,為了滿足市場的需求,礦業公司不得不將目光轉向海底。

在海平面的數千公尺以下,有著數百萬被稱為結核礦的馬鈴薯大小的岩石:這是鎳、銅、錳和鈷的豐富來源。一份請求開採這些礦藏的申請在今年六月被正式提交,這份申請里闡述了目前手機和其他電子設備製造業對於這些資源的需求以及在陸地上實行可持續性開採的困難。

這些支持深海採礦的公司說他們沒有選擇:如果想要過渡到可再生能源,那麼我們就必須對海洋深處進行探索。

常見問題

  • 什麼是深海採礦?

深海採礦指從海平面以下200米到海床的區域開採礦藏,這個區域是目前地球上被探索得最少的區域,但又是地球上最大的區域,佔地球表面的65%。礦業公司表示,在這些區域發現的金屬,如銅、鎳、鋁、鋰、鈷和錳,都是製造電池、智慧型手機和太陽能電池板所必需的材料。

  • 什麼時候才能進行深海採礦?

到目前為止,聯合國下屬機構國際海底管理局(ISA)已經頒發了31張勘探許可證,並在太平洋、印度洋以及大西洋中脊地區預留了150萬平方公里的海域,相當於蒙古的面積。諾魯決定啟動一項規則,迫使ISA批准《採礦法典》——一套「規範國際海底區域海洋礦物的勘查、勘探和開發」的規則——這一決定可能會促進全面進行海底開採的合約在兩年的時間內得以實現。

  • 會導致怎樣的問題?

採礦可能會對深海以及那里的生物和生態系統造成巨大的破壞。人類對於海底生態系統,如火山山脈,熱液噴口和深海海溝,仍然知之甚少。許多特有的深海物種可能會因為一個大型礦山的建立而滅絕,而許多其他生物將受到噪音、光污染和採礦沉積物羽流的影響。

  • 我們能做些什麼?

根據國際自然保護聯盟(IUCN)的說法,在科學家評估對生物多樣性的潛在損害時,必須立即暫停深海採礦。世界自然保護聯盟還表示,人們需要提升回收再利用的意識,以減少對自然資源的開採需求。科研人員們也正在研發不需要利用海底金屬的新型電池。

深海研究基金會 Nekton 的創辦人兼首席執行長 Oliver Steeds 是 Goodwood 未來實驗室的成員。他說:「我們現在擁有的技術可以讓我們在未來十年內對海洋的探索比過去的一萬年都多。」他的團隊使用自主潛水器和機器人等技術來繪製深海地圖——不是為了採礦,而是為了促進海洋保護。Nekton 於2019年領導了一項前往印度洋的深海任務,該任務透過在水下200米安置的潛水器進行現場直播。

庫克群島附近海床上的錳結核。深海採礦的支援者認為,如果想要邁向「零碳」的未來,除了開採這些礦物,我們別無選擇。圖片來源:美國地質調查局

Steeds 表示,採礦和勘探技術的進步預示著「一個非凡的機遇」。但隨之發展的深海採礦、進一步的工業化和過度捕撈也使得它成為一種威脅。

「對海洋的無知使我們時常把大海拋在腦後,但是,在摧毀海洋之前,我們應該好好看看海洋里都有些什麼。」

據估計,海洋中有220萬種物種,其中90%以上還未被人類所知。深海採礦已經進入了最後兩年的倒計時,這也促使科學家們發出警告:我們還沒有充分瞭解它對生物多樣性和生態系統的潛在影響。

加州大學聖巴巴拉分校教授、貝尼奧夫海洋計畫負責人 Douglas McCauley 說,深海採礦的潛在危險讓他夜不能寐。

McCauley 說,電動汽車的出現是減少碳排放的「積極途徑」。但他指責深海採礦公司關於「可再生能源對於金屬的需求必須透過深海採礦才能滿足」的「錯誤表述」。

他說:「關於深海採礦的影響,科學家們提出了一些非常重要的問題:有多少物種會滅絕?這些恢復能力極低的系統需要多長時間才能復原?它會對海洋碳捕捉的能力產生什麼影響?」

活動人士還強調,各大租住對於未來資源使用量的預測所使用的假設充滿了不確定性。比如,今年7月,綠色和平組織(Greenpeace)的研究人員對2050年的金屬需求做出了預測,在他們的預測中,他們假設電動汽車依然需要依賴鈷和鎳的鋰離子電池,但實際上研發人員已經在研發替代品,特斯拉使用的磷酸鐵鋰電池甚至都不需要任何上述的兩種金屬。

綠色和平研究實驗室(Greenpeace Research Laboratories)的資深科學家 Kevin Bridgen 表示:「人們總認為如果繼續保持從前的開採方式會導致金屬產量供不應求,但實際上對於金屬的需求已經發生了變化。」

越來越多的汽車公司也加入了抗議行列。今年3月,BMW、Volvo、Google 和三星成為世界自然基金會(WWF)呼籲暫停深海採礦的第一批全球公司。世界自然基金會表示,為了支持這一呼籲,這些公司承諾不採購任何來自深海的金屬,並將它們排除在供應鏈之外,他們還表示在對海底採礦的風險和替代方案有更好的瞭解之前不為深海採礦提供資金。

BMW 公司可持續供應鏈管理專家 Claudia Becker 在呼籲禁令時表示,她擔心深海採礦可能會產生「不可逆轉的後果」。

「我們得出的結論是,我們對深海採礦對生物多樣性的影響缺乏瞭解。我們希望向油氣行業發出一個明確的訊號,即在這些問題得到解決之前,我們不能選擇從深海開採礦產。」

電動方程式賽車的安全車。據估計,十年內電動汽車的數量將達到1.45億。圖片來源:The Guardian

替代方式

目前正在探索的幾種替代方法之一是使用更常見的金屬來製造電池,而不是現在所使用的昂貴稀有金屬。

Becker認為,可以透過使用對環境破壞更小的金屬來替代稀有金屬,或者透過設計出對金屬需求更小的電池來避免深海採礦。以總部位於中國的全球第二大電動汽車製造商比亞迪為例,該公司今年宣佈,將不再在電池中使用鈷。

Volvo 負責媒體關係的高級副總裁 Claes Eliasson 表示,Volvo 集團旗下生產卡車、巴士和建築設備的部門正聚焦於三種新能源車型:電動、氫燃料和生物燃料。該公司正與戴姆勒卡車公司合作,為長途汽車生產氫燃料電池。

對於回收再利用的呼聲也越來越高。McCauley 在談到廢料場時說:「這些富含金屬的廢棄鋰鐵電池已經堆積如山了。」他對循環利用持樂觀態度,表示從電池中回收礦物質的技術已經有了「令人振奮的發展」,而且他相信開創出新的更便宜、能量更密集的電池「可以賺很多錢」。

研究人員正在研究該如何回收預計在未來幾十年內生產出的數以百萬計的電動車電池。萊斯特大學物理化學教授 Andy Abbott 說,電動汽車電池的設計初衷里並不包括回收再利用。「大多數電動汽車電池都是由非常小的電池組成的,這些電池被放入不同模組中,而這些模組則被一起放入電池組中。舉個例子,特斯拉 Model S 就有4600個電池。」

他說,這些電池都是由堅硬且有劇毒的膠水粘在一起的,所以回收再利用的困難之一就在於找到一種經濟有效的方法來分離這些電池,以便回收里面的金屬。

「有些人建議使用無膠電池以便於拆卸,」 Abbott 說,「我們正在考慮使用能夠拆開電池的機器人。我們已經證明,從經濟層面上來講,把電池拆解開來是再好不過的了。」

產品設計和「計畫報廢」是金屬回收的另一個主要障礙。2019年,全球產生了5360萬噸電子垃圾,其中只有930萬噸被回收,僅佔17.4%。但國際電信聯盟(International Telecommunication Union)設定了到2030年回收率達到30%的目標,因此這種情況也即將改變。

2018年,中國開始要求汽車製造商負責電池的回收,目前中國回收的鋰離子電池超過了世界其他國家的總和。去年,比亞迪推出了刀片電池,將平板電池直接儲存在電池內部,可以用手取出。

Abbott 預計鋰鐵電池將在未來的「十到十五年年」內得到更有效地回收。但他補充說,幾乎可以肯定是,在二十到三十年的時間里,這將不會成為主要的技術,因為「這是一個不斷發展的市場,」。

位於陝西西安的比亞迪工廠用來組裝電動汽車的生產線。中國要求汽車製造商負責回收電池,目前中國回收的鋰離子電池超過了世界其他國家的總和。圖片來源:The Guardian

做為計畫在太平洋開採結核的幾家公司之一,DeepGreen Metals 指責 BMW 、Volvo 和其他公司的指控「不負責任」。在今年3月的一份聲明中,該公司問道:「 BMW 究竟是從哪里獲得製作電池的金屬的?難道他們獲取金屬的方式不會對我們的氣候造成影響嗎?」

他們聲稱從海洋中開採金屬對地球的影響最小,不過這一說法受到了質疑。

今年7月,深海保護聯盟(Deep Sea Conservation Coalition)、美國綠色和平組織(Greenpeace USA)和全球見證組織(Global Witness)向美國證券交易委員會(SEC)致信,質疑DeepGreen Metals對於環境影響和可行性的聲明。

深海保護聯盟的聯合創辦人 Matthew Gianni 表示,「DeepGreen Metals 在破壞雨林環境還是海洋環境之間做出了錯誤的、反烏托邦的選擇,我們不需要非得破壞環境,在這個社會中,無論是消費者、私營企業,還是投資可再生能源技術的政府,都可以、也應該在汽車電池和其他儲能技術的建設中使用替代材料和金屬。」

TMC 拒絕就本文置評。

對此感到擔憂的不僅僅是活動人士。BMW 的 Becker 說,儘管經常有僱傭童工、砍伐森林和環境污染等問題,但至少陸地上的採礦工作是可以被檢查並追責的。

衝向海底:災難性地、盲目地衝向深海。圖片來源:The Guardian

「我並不是說世界上的每一個礦井都是完美的,」 Becker 說,「但我們至少有一些標準(比如盡職調查標準)可以用來監管並改進這些礦井。」

「但是再看看深海採礦所涉及的機械,它們只經過了小規模的、甚至根本就沒有經過測試。但沒有測試的話,我們該如何信任這些機械呢?」

Volvo 的 Eliasson 表示:「如果所有的專家都可以拍著胸脯保證深海採礦是一個簡單易行且不會對生物多樣性造成影響的選擇,那麼我們當然舉雙手讚成。但到目前為止,對於相關領域的研究依舊十分匱乏。

「在一個非常敏感的環境中進行深海採礦並不是一個好主意,除非我們已經找到了更科學的方法。」

McCauley 對此表示讚同。「這是一個令人興奮的機會,我們有義務充分利用科學和人類的創造力,以一種不會給我們的海洋造成新的環境災難、並最大限度地減少採礦對陸地的影響的方式,加速電動汽車的大規模生產。」

記者聯繫了 TMC 請其置評,但該公司沒有回應。

36Kr
作者

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