轻便而强大的锂离子电池对电动汽车的转换至关重要,未来25年全球对锂的需求预计将快速增长。加州大学戴维斯分校的一项新分析,发表于《自然可持续性》杂志,探讨了新的矿业操作和电池回收如何满足这一需求。研究人员发现,回收在缓解供应约束方面可能发挥重要作用。
“电池是锂需求的巨大新来源,”加州大学戴维斯分校环境工程教授阿丽莎·肯达尔说,她是这篇论文的资深作者。
肯达尔表示,锂是一种相对常见的矿物,大约在10年前,需求相对较小且稳定,只有少数矿山提供全球供应。随着电动汽车的普及,全球对锂的需求急剧上升——仅在2022至2023年期间就增长了30%。
“政府需要知道锂的来源以及我们是否会用尽,”她说。
研究生巴勃罗·布希说,之前的研究主要集中在预测未来30年的累计需求与已知的地面锂储量相比。而开设一座新的锂矿是一个可能耗资数十亿美元的投资,可能需要10到15年才能开始生产。他表示,新的矿业提案可能会因环境法规和地方反对而被延迟或取消。
“这不仅仅是关于锂的供应是否充足,而是你能多快提取出锂,”布希说。“任何供应中断都会减缓电动汽车的普及,降低交通便利性,并延长燃烧发动机汽车的使用,增加其相关的碳排放。”
可用锂的三大主要来源,按提取难易程度排序:来自地下深处的盐水;岩石;和沉积粘土。目前,世界一半的锂来自澳大利亚,主要是从岩石中开采。南美和美国的一些地区的地热区和油田中有锂矿丰富的盐水,美国还有含锂的粘土。
锂的第四个来源是回收旧电池。肯达尔表示,这与开采相比仍然是一个相对昂贵的过程。
模型预测供需
布希和肯达尔模型化了在不同需求情景下开设新锂矿的需求变化。他们预测,在高需求情景下,到2050年需要打开多达85个新的锂矿藏。但通过促进小型电池和广泛全球回收的政策,这一数字可以大幅减少至仅15个新矿。
研究人员表示,电池回收对市场的影响极大。
“回收在地缘政治和环境方面是非常重要的,”肯达尔说。“如果你能通过回收满足一小部分需求,就会对新矿的需求产生重大影响。”
时机至关重要。一些新矿需要开设以创造可以回收的锂流量。根据需求情景,回收将在2035年前后产生最大差异。
电动汽车的效率标准和改善公共充电网络以减少“续航焦虑”也可以通过鼓励小型汽车来调节锂的需求。
其他作者包括陈云朱和普罗斯珀·奥博纳,他们都是加州大学戴维斯分校的研究人员。这项工作得到了海辛-西蒙基金会和气候行动基金会的资助。