锂电池环保争议不断,到底会对环境与水资源造成什么影响?

锂离子电池是稳定再生能源供电与驱使电动汽车的重要核心,根据彭博能源财经(BNEF)的最新数据,2024年光是电动汽车电池需求就高达2TWh(万亿瓦时),届时电池的价格将会从2010年的每KWh 1,100元,跌落到100元的神奇价格,到时候电动汽车价格会跟传统汽车差不多。

随着电池需求量水涨船高,对于锂、钴、镍等金属的需求也随之增加,即代表矿业开采计划数目将会不断增长下去。对于环境生态来说,就不是件好事了。

锂电池的用量高,但环保团体对开采锂的质疑一点也没有少,就如同智利大学锂电池专家Guillermo Gonzalez所说,就跟所有开采业务一样,开采锂也是种环境侵入性技术,会破坏景观、地下水,并污染地球和当地井水。

目前锂矿分布最高的国家是智利,锂储量高达800万吨,不过它并非2018年最大锂生产国,仅排在第二名,年生产14,100吨,年生产最高的国家则是锂储量居次的澳洲,年生产18,700吨,其中澳洲主要是通过矿石精制,从岩石中开采出锂元素,再使用化学品提取出可用的锂;智利、阿根廷与玻利维亚等南美洲等国则主要是在盐沼中提取锂。

盐沼提取锂方法相对便宜和快速,研究机构Visual Capitalist预估,硬岩开采成本可能高达4,000万美元,耗时长达4年,这比锂盐滩地还要贵,盐滩开发阶段只要1,000万美元,耗时也较短、只有1-2年。

然而提取锂却会直接影响水资源与环境,偏偏“锂三角”又是地球上最干旱的地方之一。若要在盐滩地提取锂,首先要将富含锂、钠、镁的溶解盐泵出地表,随后将盐水进入蒸发池蒸发好几个月,收集到钾、锰、硼、锂盐等混合物后,然后再进行过滤与碳酸钠处理,最后形成白色粉末状的碳酸锂。

整个过程中要使用大量的水,一家公司开采的用水量就多达每秒1,700公升左右,而平均提取每吨锂大约需要190万公升的水,这将会严重破坏周围的生态系统统,除了影响着锂三角国家玻利维亚、阿根廷和智利的民生用水,像是采矿工程就消耗智利阿他加马省65%的水,锂矿的有毒化学品也有可能会泄漏到供水系统中。

不过也有人认为环保团体的数据言过其实,也有点过于针对。就以用水量来说,德国电池研究人员Helmholtz国家研究院电化学储能教授Maximilian Fichtner表示,制造一辆Model 3所需的64kWh锂电池,用水量大约是3,840公升,相当于31杯咖啡、10颗酪梨、250克的牛肉,又或者是半条牛仔裤的用水量。

而在电动汽车尚未兴起之前,锂已经广泛出现在工业与化学过程,锂电池甚至是手机、笔记本等3C智能设备的核心,Fichtner指出,公众从来没有加以检讨智能设备电池中的锂,但突然间大家开始在意起电动汽车的电池。

目前许多科学家则是将研究聚焦在如何延长电池的寿命,又或是让回收废弃锂电池再利用既有元素,进而降低对整体环境的损害,同时也有科学家正在探索另一种锂开采方法,像是从海水中开采锂。

(首图为智利阿他加马盐滩,来源:Flickr/Leandro Neumann Ciuffo CC BY 2.0)

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