采矿业:好还是坏?

几个星期前,我参加了一次小组讨论,我们在讨论中谈到了电池矿物和采矿。讨论用的是芬兰语,你可以在 YouTube频道 .受这次活动的启发,我决定写这个关于采矿的博客。

至少在芬兰,采矿业一直是一个引起许多关注的话题。但另一方面,没有采矿,我们就没有绿色过渡和减少温室气体排放所需的矿物。那么,采矿业是好还是坏?

为什么我们需要矿物质

例如,需要有几种矿物来制造电池,这是减少运输过程中二氧化碳排放的关键。交通导致全球六分之一的温室气体排放。因此,使交通通电,即使用电动车辆而不是内燃机车辆,可以大大有助于减少排放。电池还需要用于固定存储应用,以存储风能和太阳能。

最近有关全球变暖的消息表明,我们需要迅速减少排放。在过去几十年中气温稳步上升之后,2023年 异常温暖的 .

哪些矿物是电池所需的

电池需要锂、石墨、钴、镍、锰、铁、磷、铜和铝等材料。但不是所有的电池都一样。为了简单起见,让我们专注于电动汽车电池。电动汽车中最高能量密度的电池就是所谓的锂-NMC电池,在阴极侧使用锂、镍、锰和钴。电动汽车中另一种常见的电池类型是LFP电池,它以磷酸锂铁锂为阴极。LFP电池没有高能量密度。因此,范围较短。然而,LFP电池比NMC电池便宜,这使他们越来越受欢迎。

尽管电池的化学成分可能稍有不同,但所有目前使用的电动汽车电池都有两个共同的电极材料。它们都至少使用锂和石墨。

电池的矿物来自哪里

大部分电池矿物来自地下。例如,锂可以从盐水矿床或矿石中提取。盐水沉积物是浓缩的水沉积物,它们被泵到地球表面,水在那里蒸发了几个月甚至几年。剩余的高浓度卤水将用于制备锂,采用不同的化学处理和过滤步骤。矿石是开采的坚硬岩石材料。它们的锂浓度往往高于盐水,但由于采矿,加工成本更高。

接下来我们来看看石墨,它是目前在电动汽车电池中一直使用的另一种电极材料(除了锂)。电池中使用的石墨可以是天然的也可以是合成的。这两种材料都由组织良好的石墨烯板层组成。天然石墨是一种天然元素矿物,它被开采。合成石墨是由非晶态碳的胶合而成,例如从石油中得到的。

目前,大多数电池材料都是主要材料,这意味着这些材料以前未用于电池,也未用于采矿和从地面提取。其目标是逐步增加电池中回收材料的数量。这些被称为次生材料。但我们还没有足够的报废电池为所有新电池提供原料。因此,在今后20年左右的时间里,我们需要从地雷中获得大量的材料。

欧洲只开采和精炼了我们用于电池生产的一小部分材料。石墨主要来自中国,锂大部分来自南美洲和澳大利亚。欧洲只有一个锂矿,那就是葡萄牙。芬兰的另一个锂矿将在几年后开始开采。

对采矿的关切

尽管现代采矿计划是为了积极减轻负面影响,但采矿并非没有问题。地雷明显地改变了景观,已经在视觉上扰乱了景观。但也有其他的影响。

例如,从盐水中提取锂会消耗大量的水。就像最近 出版物 在蒸发过程中,多达90%的原水流失,精炼过程中的多个步骤也需要淡水。还有关于地雷造成的土壤和水污染的消息。

此外,社会问题也存在。已知的、但不幸的不是唯一的社会问题实例是在孔戈开采钴。我们看到了儿童在钴矿工作的形象,即使对成年人来说,工作条件也是可怕的。

对不采矿的关切(在欧洲)

那么,既然采矿是有问题的,那么欧洲没有很多矿山是件好事吗?呃,也不是。如果我们在欧洲有更多的地雷,我们就能更好地控制工作和环境安全条件。我们可以确保采矿符合道德标准。

没有地雷,欧洲也严重依赖其他大陆的矿物。供应存在风险,近年来的情况表明,供应链可能非常脆弱。如果电池材料供应链不起作用,欧洲电动汽车行业将遭受损失。

一个潜在问题的例子是 最近的声明 中国将收紧石墨材料的出口。由于中国对全世界90%的石墨进行精炼,这可能是欧洲的一个大问题。

欧洲正在采取行动克服这些问题。最近公布的《关键原材料法》的目标是增加欧洲的关键原材料生产,到2030年将满足欧盟每年10%的开采消费和40%的关键矿物加工消费。在实践中,这意味着例如更快地允许流程。为了澄清,更快的许可并不意味着更少的严格的权限.这意味着我们应该有更多的人使用权限或者找到其他方法来减少等待时间。

需要多少采矿

我听到的估计是,为绿色过渡而采矿的需要比我们继续如往常那样使用煤炭取暖和发电所需的要少。最近,有一个 出版物 关于这个话题。据作者计算,2021年开采的矿石年产量为12.5吨,如果绿色过渡成功,可以减少45%。这是因为我们不再需要那么多煤矿了。

结论

所以,我们需要采矿。否则,就不可能制造锂离子电池和减少温室气体排放,我们将看到温度上升。但我们可以尽力减少采矿需求。

最简单但无论如何具有挑战性的选择是减少消费。我们应该仔细考虑是否需要新的"东西",或者我们可以用自行车或公共交通代替汽车,或者我们可以在冬季降低家中的房间温度(如果你在夏季使用空调,你需要多少凉爽温度?)。所有这些都将有助于减缓气候变化。这使研究人员和工业界有更多的时间发展清洁和可持续能源生产和储存的方法。

我们还应该明智地使用关键材料。使用特别高能量密度的锂离子电池来固定能量储存是没有意义的,因为电池的大小和重量并不十分重要。钠离子电池或流动电池将是固定储存应用的好选择。当然,回收是必须的。提高电池寿命的方法也是相关的.

我们没时间等了。却没有一个能解决气候危机的解决方案。