再論電動汽車的“偽環?!?

從十八屆五中全會以來,國內外經濟形勢發生了巨大的變化,隨著國家互聯網+大戰略的實施,越來越多的熱錢流入到“觸網”的公司,而傳統的能源業、制造業等都出現了萎縮甚至倒退,為了跟上目前的趨勢,越來越多的企業把精力投入到概念行業,以期得到熱錢的青睞。電動汽車就是這個背景下的產物。

  進入2015年以來,國家幾次發文,大力支持新能源汽車也就是電動汽車的發展,甚至不惜動用政治手段,強令各級政府購買電動汽車,由政府財政補貼電動汽車的發展。電動汽車的企業也大肆宣傳“0排放、無污染”,這一切美好的背后,又真的有多少人認真分析過,電動汽車真的是那么美好么?

電池的來源
  隨著電動汽車的種類不同而略有差異。在僅裝備蓄電池的純電動汽車中,蓄電池的作用是汽車驅動系統的惟一動力源。先以現在比較有風頭的兩個品牌特斯拉和比亞迪做個例子,看看他們的電池是哪里來的。是不是真的足夠環保。
  特斯拉和比亞迪基本上代表了電動車電池技術的兩大流派:鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池。從公開資料可以查得,特斯拉使用的是松下18650電池,對于有些愛研究的人,應該對這個很熟悉,筆記本電腦電池、充電寶電芯都是用的這種電池,只不過特斯拉里裝了7000顆這個電池。
  18650電池屬于鈷酸鋰電池(鎳鈷鋁酸鋰(NCA))為技術基礎的,作為鋰電池為基礎發展起來的電池技術,首先,鋰金屬是一種能對環境產生危害的物質。這點是毫無疑問的。美國環境保護局認為用于制造鋰金屬電解質和電池陰極的強效熔劑能導致包括癌癥和神經系統疾病在內的各種疾病。特別是用來制造壓縮型高功率鋰電池的鈷金屬,更是一種高致癌毒物。只要有人接觸了鈷金屬,他的肺、神經、和呼吸道極有可能發生病變?,F在,人們發現一個規律:只要是用來制作工業熔劑的物質都對環境和人類有危害。
眾所周知,在電池制造業,工業熔劑被大量使用。其他用來制造鋰電池的物質可能沒有這么大的危害,但他們之中沒有一種是無害的。就致癌性而言,用來制造低能量密度的鋰鐵膜材料沒有鈷金屬那么高,但鋰鐵膜材料對生物的負面影響不容忽視。而且,我們不能忽視的是,大規模工業化生產電池同樣會帶來大量的二氧化碳排放,根據維基百科資料顯示為一輛純電動車制造電池產生的二氧化碳占了整個生產程序的43%。上面這些問題,對于另一技術流派,也同樣面臨。

  比亞迪所代表的的技術流派使用的是磷酸鐵鋰電池,同樣歸屬這個流派的還有雪佛蘭VOLT、日產LEAF等。磷酸鐵鋰電池的全名應是磷酸鐵鋰鋰離子電池,簡稱為磷酸鐵鋰電池,是用磷酸鐵鋰(LiFePO4)材料作電池正極的鋰離子電池。這種電池一般被認為是不含任何重金屬與稀有金屬,無毒(SGS認證通過),無污染,符合歐洲RoHS規定。但是作為鋰電池的延伸技術,磷酸鐵鋰電池生產過程中也同樣面臨著和鈷酸鋰電池一樣的環保問題。它也不能避免污染的問題。有一些媒體也曾經報道過“比亞迪在深圳正建設中的電池廠,曾受到了當地居民的抗議,直指其環保報告造假,意在獲得國家補貼。比亞迪只能把新建的鐵鋰電池廠生產布局進行調整,把污染工序轉向他處生產?!边@也從另一面證明了,電池的生產面臨著巨大的環保風險。


電力的來源
  2014年,全國全口徑發電量55459億千瓦時,比上年增長3.6%。分類型看,水電發電量10661億千瓦時,占全國發電量的19.2%;火電發電量41731億千瓦時,占全國發電量的75.2%;核電、并網風電和并網太陽能發電量分別為1262億千瓦時、1563億千瓦時和231億千瓦時。(*中國電力企業聯合會)

由下圖可以看出,全國最大的電力來源仍然是火電,而且所占比重超過3/4,而目前國內火力發電企業尤其是東北電網、華北電網99%的電力來自于火力發電,絕大多數發電企業使用的是燃煤發電,所以“清潔電力”的大部分來源卻是“霧霾”的元兇煤炭。




注:
有人會說,水力發電,風力發電,核電都是清潔的,讓我們分析一下:

風力發電
  隨著冬天的到來,大規模的霧霾又將籠罩京津冀地區。人們不斷地探索消除霧霾的有效方式,但目前為止,效果最立竿見影的似乎就是等來一場呼嘯而至的大風。而事與愿違的是,近年來北方的風總是非常不給力。人們一邊在霧霾中自強不“吸”,一邊苦苦思索著大風減弱的緣由。

  京津冀地區冬季多刮偏北風,然而從2008年以來,在中國北方的“大風口”內蒙古地區,正發生著另外一場能源巨變。為發展新能源產業,內蒙古地區傾力打造“風電三峽”,裝機容量從2007年底的58萬千瓦,發展到目前的1848.86萬千瓦,五年內暴增了近32倍,躍居全國第一,為中國的風電建設書寫了濃墨重彩的一筆。
  巧合的是,京津冀地區霧霾天氣的劇增,也正是從2008年前后開始。以北京為例,根據2008年4月至2014年3月收集到的PM2.5數據顯示,2028天當中,“非常不健康”天數約有311天,“有毒害”天數約94天,大大高于往年。
目前并沒有可靠的研究和確鑿的結論可以將風力發電與北京的大風減弱關聯起來。但這并不妨礙人們對此進行深入思考。畢竟,亞馬遜雨林中一只蝴蝶偶扇翅膀,都可能會在大洋彼岸引發一場龍卷風,更何況是如此大規模的風力阻滯呢?
  美國斯坦福大學土木與環境工程教授Archer和Mark Jacobson的研究顯示,海上的風力發電機組可以降低地球上最狂暴的颶風風速。研究人員發現,風力渦輪發電機會讓颶風的外旋風波高下降,降低空氣往颶風中心的運動速度,從而增加中心部位的壓力,加快颶風能量的消耗,并最終導致颶風減弱。
  清華大學地球系統科學研究中心教授趙宗慈也認為,國內外的相關研究基本上一致認為,風電場對局地風速有明顯影響。比如在丹麥一個風電場進行的觀測表明,進入風電場的風速是8至9米/秒,經過風電場運行對風量的吸收后,在風電場的下風的風速明顯減弱,其下風處6公里的風速與原有風速比率為0.86,下風11公里處的比率是0.90。研究結果與人們的常識極為相符。
美國有科學家更是大膽推測,未來40年內的風速還將繼續下降10%左右。


水利發電


  水利發電對“霧霾”的影響不是直接的,但是水力發電對環境的破壞卻一直存在爭論,自然方面:巨大的水庫可能引起地表的活動,甚至誘發地震。生物方面:對陸生動物而言,水庫建成后,可能會造成大量的野生動植物被淹沒死亡,甚至全部滅絕。對水生動物而言,由于上游生態環境的改變,會使魚類受到影響,導致滅絕或種群數量減少。同時,由于上游水域面積的擴大,使某些生物(如釘螺)的棲息地點增加,為一些地區性疾病(如血吸蟲病)的蔓延創造了條件。


核能發電
  還記得日本福島么……

  可能有人會說,那人類不用電,直接返回原始社會好了,本文并不是要違反人類發展的歷程,只是想告訴大家,人類對于自然,對于地球一定要懷有一顆敬畏之心,不能因為某些電動汽車企業“虛偽的”宣傳而蒙蔽了自己的雙眼。



電池的回收
  電池本身就是一種復雜的化學物質,我們還要面臨報廢以后的電池污染。動力鋰電池的使用壽命大約為20年,一旦用于汽車,經過3-5年的使用時間,就必須報廢。2015年1~8月,新能源汽車累計生產12.35萬輛,同比增長3倍。其中,純電動乘用車生產5.21萬輛;插電式混合動力乘用車生產3.28萬輛;純電動商用車生產2.83萬輛;插電式混合動力商用車生產1.02萬輛。如果以一輛車配備20kWh(千瓦時)動力電池來計算,那么這些新能源汽車配備的動力電池總量已經超過2.4GWh(1000000千瓦時)。
  據業界專家預測,今年,我們國家動力電池的報廢量累計約為2萬-4萬噸,到2020年前后,我國僅純電動乘用車和混合動力乘用車的電池累計報廢量,將突破15萬噸,達到17萬噸左右的規模。這些電池如果不及時地進行回收和處理,將會對地球造成二次污染,環境問題將變得更加嚴重。
  當電池結束了使用周期后,怎樣處理成為了重要問題。目前為止,在國內除了收集存放、找地填埋之外仍沒有形成回收利用的產業鏈。這個問題也困擾著歐美等發達國家,包括小日本。近日,美國國家交通研究聯盟發表了一篇文章,給出了三種可行的方案。
1、維修制造:替換電池上的損壞零件,重新制造電池并裝配給電動汽車。
2、轉變用途:改變電池調校,將其裝配給非車用的靜態儲能裝置。
3、分解處理:分解提取電池中的貴重金屬、化學材料和其他副產品,并在原材料市場出售或重新投入車用電池的生產。
  中國的現狀是無論政策還是技術都不能像國外,形成一個良性的回收產業鏈,將廢舊電池拆解提煉得到有用的重金屬。在國內的電池回收利用率幾乎為零,這種現狀也是很無奈的。


總結
  電和電池是純電動汽車是否環保的兩個關鍵點。發電方式不環保,發展純電動汽車,只是轉移了污染地域,集中了污染源。電池制造回收不環保,只是換了一種污染的方式。
  發展電動汽車,盡管減少了傳統汽車的尾氣排放,做到了低碳,但間接的環境問題決不容小覷。比如發電廠污染問題,比如蓄電池的回收問題。當大規模發展電動汽車的時候,如果蓄電池的相關產業,尤其是其蓄電池回收產業不能及時跟上,那么由于廢舊蓄電池而帶來的水、土壤等污染隱患,就暴露了這種低碳中不利于環保的一面。國家發展改革委和工信部發布了《電動汽車動力蓄電池回收利用的技術政策(2015版)》(征求意見稿)實際上間接承認了廢舊電池如果回收不好就會對環境造成巨大破壞。

  所以,我們呼吁國家相關部門正視汽車以及能源行業全產業鏈的綜合環境污染問題,對于電動汽車與其他清潔能源汽車給予相同的待遇,不要等到土地被電池污染,霧霾還是依舊時再思考變化。

清潔能源應用與發展協會

2015.12.30