我們可以用更少的進口原料來餵養清潔能源野獸嗎？

美國和文明世界有另一種武器來對付俄羅斯對烏克蘭的無端戰爭：鎳。 這是電動汽車使用的電池內部和電網平衡的關鍵要素。 俄羅斯是世界第三大鎳供應國。

但這涉及到更廣泛的觀點：用於當今電池存儲設備的礦物來自可能對民主價值觀不友好的地方。 鋰、鈷、石墨和錳是其他原材料。 可以從敵對較少的國家購買鎳嗎？ 是否可行 回收這些原材料? 什麼技術即將取代流行的鋰離子電池？

根據 EPRI 的技術主管斯蒂芬妮·肖 (Stephanie Shaw) 的說法，關於是回收原材料還是進口原材料的決定必須考慮與採礦和運輸相關的所有“外部因素”，這些因素會產生溫室氣體影響。 當前的供應鏈中斷也必須納入該表格。 “無論何時進行成本效益分析，都必須包括材料生命週期中的所有成本。

“在回收時，需要對材料進行實際提取和處理，”Shaw 在由 美國能源協會，其中這位記者是小組成員。 “電池回收供應商已經能夠顯著提高這些過程的效率並創造更高的產品純度。 這擴大了進入不同產品範圍的能力。 它改變了整個回收經濟。”

從歷史上看，l鋰離子技術使用鈷 — 一種難以開採且可能導致“熱失控”或火災的元素。 但該技術具有更大的密度，可以儲存更多的能量。 它不僅用於電動汽車和電網平衡。 它也用於可以快速運行的手機。

為此，出現了競爭性電池技術。 一個是 “固態”電池 避免使用鋰並使用氧化物、硫化物、磷酸鹽和固體聚合物。 它們不使用任何可燃材料，而且使用壽命也很長——電動汽車的續航里程可達 400,000 英里。 但它們比鋰離子電池貴。 伊隆麝香 已經表明這是特斯拉的方向
TSLA
會去。 豐田表示，它可以在 2025 年之前將這種電池推向市場。LG 化學、松下和三星也在開發這項技術。

“鋰離子電池並不是鎮上唯一的遊戲，”雷德蘭能源集團負責人約翰豪斯說。 “鋰離子是非常耗能的，但是當你開始增加能量密度時，你就會增加與之相關的風險。 需要做很多工作，而且需要一段時間才能達到“更輕、更強大的電池可以在電動汽車中使用”的地步。

在哪裡耕種我們的資源？

ESS Inc. 首席執行官 Eric Dresselhuys 補充道：“我們應該專注於尋找非鋰替代品來解決電池存儲問題。從成本的角度來看，鐵鋰電池技術可能是我們能做的最近期的事情。” 由於其合理的成本、安全特性和低毒性，它們正在尋找市場作為公用事業和中國汽車市場的備用電源。 他們不使用 鎳 這可能來自俄羅斯——或者對美國更友好的印度尼西亞和菲律賓。

Dresselhuys 說，美國永遠無法超越中國和其他缺乏嚴格環境法規的新興國家。 因此，這個國家應該專注於打造更好、更便宜的電池技術——而不是原材料的探索。

美國依賴中國提供廉價勞動力。 稀土含有 17 種必須分離的礦物質，這是一項骯髒且勞動密集型的工作。 中國開采了所有此類礦產的 63%. 但它仍然控制著 85% 的加工過程——從稀土岩石中分離出 17 種礦物的步驟。 考慮到美國仍然生產 38,000 噸。 但那是送到中國處理的。 關於鎳，俄羅斯的 Norlisk Nickel 是主要參與者。

但今天的採礦技術對環境無害，作家兼地質學家內德·馬穆拉 (Ned Mamula) 表示。 “我們國家幾乎擁有豐富的所有這些資源。 但是，由於某些許可要求，我們不能在聯邦土地上生產它們。 不幸的是，您無法打開這些材料的龍頭，這可能需要 10 年才能上線。

“我們在加拿大和澳大利亞的朋友的許可期限要短得多，”他補充道。 “我們可以確定我們可以從中進口的其他盟友。 對我來說，這根本不是一個長期計劃，因為其中一些國家和我們有同樣的問題。 我們可以做的另一件事是看看回收利用，然後我們可以做的第三件事是看看在鋰的情況下，可以用什麼替代這些礦物質和金屬。”

緩解瓶頸

為此，拜登總統剛剛援引 國防生產法 加快和擴大重要原材料供應。 通過行政命令，聯邦政府將呼籲私營公司生產更多用於電池的原材料。 小組成員都同意這對家庭的影響可以忽略不計。

電池存儲技術將變得越來越複雜。 考慮到福特和通用汽車
GM
正在與 Pacific Gas & Electric 合作開發 “雙向”設備 它可以從充電器接收電力，但也可以將該電力返回到電網。 他們正在創建一個示範項目，讓房主可以使用他們的電動汽車作為備用電源。 福特的 F150 卡車已被證明可以在停電期間交付。

愛迪生電氣研究所安全副總裁 Scott Aaronson 說：“由於清潔能源轉型，需求激增。” “我們面臨著材料短缺和製造挑戰，因為我們正在擺脫大流行。 芯片短缺會影響充電器、智能電錶和電力系統的其他組件。 公司在適當的時候通過儲備來進行創新和規劃。”

他補充說，能源網已經面臨擴大其處理電動汽車湧​​入的能力的挑戰。 隨著越來越多的車輛上路，它將繼續關注這一呼聲。

低碳未來已來。 現在的跋涉到 2050 年將實現淨零排放。隨之而來的是更多支持電網運營的電動汽車和電池存儲設備——催生了越來越多的投資和創新。 目前，富含礦物質的鋰離子電池正在發揮作用。 但隨著時間的推移，它們將得到改進，或者可能被更便宜、更耐用的電池所取代，這些電池對來自敵對國家的進口依賴程度較低。

2030年是一個戰略點。 不過，我們越早到達那裡，餵養清潔能源野獸就越容易。