鋰電池

隨著車廠和政府承諾增加電動車數量，預計到2030年將有1.45億輛電動汽車上路。雖然電動汽車可以在減少排放方面發揮重要作用，但它們也帶來潛在的環境定時炸彈——電池。根據估計，從現在到2030年之間，將有超過1200萬噸的鋰電池退役。這些電池不僅使用大量的原材料，包括鋰、鎳和鈷，而且採礦可能影響氣候、環境和人權。電池的壽命結束時也會成為堆積如山的電子垃圾。專家表示，隨著汽車業開始轉型，現在該規劃電池如何壽終正寢，減少對採礦的依賴並保持材料的循環流通。

為緩解氣候危機，許多新的綠色技術陸續被開發出來。風力和太陽能發電廠將取代燃煤和天然氣發電廠，電動汽車將取代汽油和柴油車輛。隨著人類對化石燃料的依賴將逐漸降低，全球暖化的壓力可望減輕。但根據英國衛報報導，科學家們警告，這可能要付出另一套環境代價，因為探勘和開採建造這些設備的材料，也可能會嚴重影響生態和生物多樣性。全世界鈷礦六成來自剛果 當地童工、勞動條件問題卻多年未解倫敦自然歷史博物館地球科學主管赫林頓（Richard Herrington）教授說：「至少在短期內，要實現淨零排放目標將對地球造成新的壓力。和考量其他經濟問題一樣，我們必須重新學習如何考量生態系統的損益。」赫林頓說，鋰、鈷這類金屬就是很明顯的棘手案例。這兩個元素都是製造電動汽車電池以及風能和太陽能發電廠儲能必備的元素。未來十年間，它們的產量可能會大大增加，可能會導致嚴重的生態問題。以鈷來說，全世界60%的供應量來自剛果民主共和國

衛報報導，最新的奈米科技已經能把不起眼的磚塊變成可以儲電的電池，未來的建築物也許能成為真正的發電廠。這項刊登於《自然通訊（Nature Communications）》期刊的新技術，充分利用紅磚多孔的特性，將磚頭中的孔隙用微小的導電塑膠奈米纖維填滿以儲存電荷。在首次嘗試中，這些磚塊所儲存的電力能點亮小燈。如果可以增加容量，有機會成為鋰離子電池的低成本替代品。儲電磚屬於超級電容 充電和放電速度遠快於電池 但儲存能量少嚴格來說，這些儲電磚算是超級電容，而非電池。超級電容將電能以靜電荷形式儲存在固體中，而不是像電池那樣透過化學反應儲存。超級電容的優點是充電和放電速度遠快於電池，但是目前為止，它們只能儲存少量能量。

華盛頓州立大學（WSU）和西北太平洋國家實驗室（PNNL）的研究人員，創建了一種鈉離子電池，有望成為新一代的充電電池，而且比現行的鋰離子電池有個巨大的優勢，就是原料相當廉價。科技探險（techxplore）報導，功效良好的鋰離子電池，幾乎可說「改變了整個時代」，它幾乎達到「無處不在」的地步，舉凡手機、筆記型電腦、和電動汽車，都需要用到鋰離子電池。但是鋰離子電池一直都有個隱憂，就是稀缺。鋰電池的材料來自鈷、鋰等稀少、昂貴的材料製成，所以未來這些材料將變得更難獲得，有朝一日可能會遇到材料枯竭的危機，因此鈉電池就是一種希望。美國能源部電力辦公室儲能研究室主管伊默 ‧古克博士(Imre Gyuk)說：「這是鈉離子電池的一項重大發展，人們會希望用鈉離子電池，代替鋰離子電池。」

昆州與能源巨頭AGL達成協議，建造澳洲最大的電池。通過彌補風能和太陽能的間歇性特性，這組鋰電池將增強電網從煤炭供電轉向可再生能源供電的能力。昆州政府週三表示，獨立電力供應商Vena Energy將在18個月內在萬多恩（Wandoan）建造一座新的巨型電網級電池，耗資1.2億澳元。該電池與美國科技界億萬富翁馬斯克（Elon Musk）在南澳建造的最大鋰電池規模相近，有100兆瓦的容量，可儲存150兆瓦小時的電力，足夠5萬7000個家庭使用。去年，上市公司AGL與可再生能源公司茂能集團（Maoneng Group）簽署了一項為期15年的協議，將在新州建造四塊大型電池，為2023年利德爾（Liddell）燃煤發電廠的關閉做準備。

諾貝爾化學獎今天（9日）揭曉，3位得主分別是美國固態物理學家古德諾、日本研究員吉野彰和英國學者惠廷安，他們因研發鋰離子電池對人類貢獻卓著，獲得這項殊榮。鋰離子電池是促成智慧型手機當道，以及人類社會擺脫化石燃料的關鍵。諾貝爾獎評審團表示：「這種輕量、可重複充電且電力強大的電池，如今應用廣泛，從行動電話至筆記型電腦以迄電動車…（並且）也能儲存相當數量的太陽能與風力發電，讓無化石燃料社會成為可能。」

智利《時代評判者報》（La Tercera）10 月 6 日報導，智利核能委員會拒絕了全球最大的鋰生產商美商雅寶化學（Albemarle Corporation）提高鋰生產配額的請求。智利主要的鋰資源位於阿塔卡馬鹽沼（Salar de Atacama），鋰蘊藏量占全球 27%。該國主要的鋰生產商包括智利化學礦業公司（Sociedad Quimicay Minera de Chile，SQM）以及美商雅寶公司近年都已經向政府申請提高產量。全球鋰需求正以創紀錄的速度增長，以碳酸鋰約當量計算的鋰消費量從 2012 年的 14.9 萬噸增加至 2017 年的 21.1 萬噸，年均增長率為 8%；預期至 2027 年，將大幅增長達到 126.5 萬噸，年均增長率將近 5 成，預估，全球電動車產量將迅速增長，2017 年全球電動車產量已經倍增至 200 萬輛，而至 2027 年，預期將會超過 4,00

（承接上篇）德國南部城市弗萊堡（Freiburg）新都市計畫的一處工地上，預計2019年底完成、16層樓的住商大樓智能綠塔（Smart Green Tower）正在加緊施工，這裡將是下一代的智慧建築的起點嗎？在這個極具野心的計畫裡，節能建築、太陽能光電與智慧管理系統只是基本配備，挾著百萬瓦等級的儲能電池，在建築師弗萊（Wolfgang Frey）的計畫裡，這裡將扮演削弱尖峰用電需求的角色，並與附近大樓整合，成為區域智慧綠電網的中心。百萬瓦儲能加太陽能 尖峰用電靠自己「這裡會是未來的回收水中心，這些水將供廁所使用」、「這裡以後是住戶的多功能活動廳，那裡有一大片玻璃，可以望向外面」、「看到起重機嗎？建完後這裡有48公尺高，比那架起重機的高度低一點」，從地下室到三樓，穿梭在層層灰色隔間牆與建築支架間，工地主任清楚地描繪他所看到的智能綠塔。

歐洲的電力化競賽開始了。媒體《氣候之家》指出，到2020年，歐洲至少會有七家新的超級電池工廠（Gigafactories）開始運營，據傳還有另外三家也正在計畫準備階段。十年內，這些工廠每年將產生80GWh的電量，是2017年全球電動汽車鋰離子電池產能的三倍以上。超級工廠是特斯拉執行長馬斯克在美國喊出的一個術語，每年生產1GWh（10億瓦小時）以上的電池。截至今年，全歐洲都還沒有這種規模的工廠。但隨著歐洲電動汽車的需求預估將激增（荷蘭銀行ING預測，到2035年歐洲所有售出的新車都會是電動車），一座新的電池廠房將落腳歐洲。全球五大鋰電池製造商中，有三家正在計劃或已經開始在歐洲建設千兆級工廠，分別是LG、三星（Samsung）以及特斯拉（Tesla）和松下（Panasonic）的合作計畫。有了美國、日本和韓國大廠的推動，許多歐洲公司開始投資興建自己的區域性千兆工廠。賓士母公司戴姆勒（Daiml

電動車等新能源運用裝置快速崛起，全球正上演一場鋰電池供應鏈的爭奪戰，而中國企業藉由掌握主要原料──鈷礦開採，已完成從源頭到生產、銷售的全產業鏈生態系布局。數據顯示，目前中資公司透過與最大產鈷國剛果合作，幾乎壟斷了全球的精煉鈷化學品市場，中國主導全球電池供應鏈命脈的趨勢，正在迅速形成。鈷是製造鋰電池等新型電池必要的金屬原料，廣泛應用於電動車、3C消費電子產品、航空精密設備等領域；而中國為全球最大電動車市場，也是最大的鈷消費國，因此中資企業紛紛切入上游鈷礦開採環節，讓中國在全球電池市場的話語權與日俱增。剛果是全球最大的產鈷國，產量占全球的54%，但據市調機構Darton Commodities數據顯示，剛果94%的鈷出口給了中國冶煉企業。而大宗商品研究機構CRU Group數據就顯示，中資公司生產的精煉鈷化學品，占全球約77%的市場。該機構顧問George Heppel進一步預計，中資公司的市

青海省為鋰資源大省的，目前生產一系列寬溫鋰電池「試水」新能源市場，並拿下127億人民幣意向訂單。青海是中國鋰資源最為豐富的省份之一。地勘資料顯示，在該省柴達木鹽湖地區，目前已探明的鋰礦儲量為1724萬噸，占中國保有儲量的比例達83%。中國科學院西安光學精密機械研究所研究員張洪介紹，監測資料顯示，該系列產品在-43℃至65℃範圍內的使用容量保持在85%以上，具有能量高、容量大、壽命長、綠色無污染、可回收的特點，適宜在高海拔高寒山地等極端環境中使用。該系列寬溫鋰電池研製單位是青海綠草地新能源科技有限公司，是亞洲唯一擁有稀土鋰離子寬溫電池專利技術的公司，目前世界上海拔最高的高速公路隧道—青海花久高速公路隧道的供電保障工程正是採用了寬溫鋰電池。

不願從市場上消失的石油大亨開始佈局車用鋰電池，迎接快速成長的電動車市場。亞太地區最大、全世界第18大產油公司印度石油（Indian Oil Corporation，IOC）也加入這個行列。如果研發成功，印度石油業可能會投資鋰電池生產。在政府的計畫之下，印度的電動車產業吸引近1400億盧比（20億美元）來自公部門與私人企業的投資，準備要爆炸性的成長。印度政府預計在2030年前達到100%電動汽機車。今日印度登記電動車有13萬台，政府目標是2020年達到600~700萬台。印度是石油淨輸入國，政府希望達到更高程度的能源自給自足，甚至能輸出乾淨能源給中國和歐洲。在全球，運輸電子化即將衝擊汽油與柴油需求。印度第一個實驗性鋰電池工廠中央電化研究所（Central Electro Chemical Research Institute，CECRI）去年於泰米爾納德邦落成，運用同一個研究集團科學工業研究