再论电动汽车的“伪环保”

从十八届五中全会以来,国内外经济形势发生了巨大的变化,随着国家互联网+大战略的实施,越来越多的热钱流入到“触网”的公司,而传统的能源业、制造业等都出现了萎缩甚至倒退,为了跟上目前的趋势,越来越多的企业把精力投入到概念行业,以期得到热钱的青睐。电动汽车就是这个背景下的产物。

  进入2015年以来,国家几次发文,大力支持新能源汽车也就是电动汽车的发展,甚至不惜动用政治手段,强令各级政府购买电动汽车,由政府财政补贴电动汽车的发展。电动汽车的企业也大肆宣传“0排放、无污染”,这一切美好的背后,又真的有多少人认真分析过,电动汽车真的是那么美好么?

电池的来源
  随着电动汽车的种类不同而略有差异。在仅装备蓄电池的纯电动汽车中,蓄电池的作用是汽车驱动系统的惟一动力源。先以现在比较有风头的两个品牌特斯拉和比亚迪做个例子,看看他们的电池是哪里来的。是不是真的足够环保。
  特斯拉和比亚迪基本上代表了电动车电池技术的两大流派:钴酸锂电池、磷酸铁锂电池。从公开资料可以查得,特斯拉使用的是松下18650电池,对于有些爱研究的人,应该对这个很熟悉,笔记本电脑电池、充电宝电芯都是用的这种电池,只不过特斯拉里装了7000颗这个电池。
  18650电池属于钴酸锂电池(镍钴铝酸锂(NCA))为技术基础的,作为锂电池为基础发展起来的电池技术,首先,锂金属是一种能对环境产生危害的物质。这点是毫无疑问的。美国环境保护局认为用于制造锂金属电解质和电池阴极的强效熔剂能导致包括癌症和神经系统疾病在内的各种疾病。特别是用来制造压缩型高功率锂电池的钴金属,更是一种高致癌毒物。只要有人接触了钴金属,他的肺、神经、和呼吸道极有可能发生病变。现在,人们发现一个规律:只要是用来制作工业熔剂的物质都对环境和人类有危害。
众所周知,在电池制造业,工业熔剂被大量使用。其他用来制造锂电池的物质可能没有这么大的危害,但他们之中没有一种是无害的。就致癌性而言,用来制造低能量密度的锂铁膜材料没有钴金属那么高,但锂铁膜材料对生物的负面影响不容忽视。而且,我们不能忽视的是,大规模工业化生产电池同样会带来大量的二氧化碳排放,根据维基百科资料显示为一辆纯电动车制造电池产生的二氧化碳占了整个生产程序的43%。上面这些问题,对于另一技术流派,也同样面临。

  比亚迪所代表的的技术流派使用的是磷酸铁锂电池,同样归属这个流派的还有雪佛兰VOLT、日产LEAF等。磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池,简称为磷酸铁锂电池,是用磷酸铁锂(LiFePO4)材料作电池正极的锂离子电池。这种电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属,无毒(SGS认证通过),无污染,符合欧洲RoHS规定。但是作为锂电池的延伸技术,磷酸铁锂电池生产过程中也同样面临着和钴酸锂电池一样的环保问题。它也不能避免污染的问题。有一些媒体也曾经报道过“比亚迪在深圳正建设中的电池厂,曾受到了当地居民的抗议,直指其环保报告造假,意在获得国家补贴。比亚迪只能把新建的铁锂电池厂生产布局进行调整,把污染工序转向他处生产。”这也从另一面证明了,电池的生产面临着巨大的环保风险。


电力的来源
  2014年,全国全口径发电量55459亿千瓦时,比上年增长3.6%。分类型看,水电发电量10661亿千瓦时,占全国发电量的19.2%;火电发电量41731亿千瓦时,占全国发电量的75.2%;核电、并网风电和并网太阳能发电量分别为1262亿千瓦时、1563亿千瓦时和231亿千瓦时。(*中国电力企业联合会)

由下图可以看出,全国最大的电力来源仍然是火电,而且所占比重超过3/4,而目前国内火力发电企业尤其是东北电网、华北电网99%的电力来自于火力发电,绝大多数发电企业使用的是燃煤发电,所以“清洁电力”的大部分来源却是“雾霾”的元凶煤炭。




注:
有人会说,水力发电,风力发电,核电都是清洁的,让我们分析一下:

风力发电
  随着冬天的到来,大规模的雾霾又将笼罩京津冀地区。人们不断地探索消除雾霾的有效方式,但目前为止,效果最立竿见影的似乎就是等来一场呼啸而至的大风。而事与愿违的是,近年来北方的风总是非常不给力。人们一边在雾霾中自强不“吸”,一边苦苦思索着大风减弱的缘由。

  京津冀地区冬季多刮偏北风,然而从2008年以来,在中国北方的“大风口”内蒙古地区,正发生着另外一场能源巨变。为发展新能源产业,内蒙古地区倾力打造“风电三峡”,装机容量从2007年底的58万千瓦,发展到目前的1848.86万千瓦,五年内暴增了近32倍,跃居全国第一,为中国的风电建设书写了浓墨重彩的一笔。
  巧合的是,京津冀地区雾霾天气的剧增,也正是从2008年前后开始。以北京为例,根据2008年4月至2014年3月收集到的PM2.5数据显示,2028天当中,“非常不健康”天数约有311天,“有毒害”天数约94天,大大高于往年。
目前并没有可靠的研究和确凿的结论可以将风力发电与北京的大风减弱关联起来。但这并不妨碍人们对此进行深入思考。毕竟,亚马逊雨林中一只蝴蝶偶扇翅膀,都可能会在大洋彼岸引发一场龙卷风,更何况是如此大规模的风力阻滞呢?
  美国斯坦福大学土木与环境工程教授Archer和Mark Jacobson的研究显示,海上的风力发电机组可以降低地球上最狂暴的飓风风速。研究人员发现,风力涡轮发电机会让飓风的外旋风波高下降,降低空气往飓风中心的运动速度,从而增加中心部位的压力,加快飓风能量的消耗,并最终导致飓风减弱。
  清华大学地球系统科学研究中心教授赵宗慈也认为,国内外的相关研究基本上一致认为,风电场对局地风速有明显影响。比如在丹麦一个风电场进行的观测表明,进入风电场的风速是8至9米/秒,经过风电场运行对风量的吸收后,在风电场的下风的风速明显减弱,其下风处6公里的风速与原有风速比率为0.86,下风11公里处的比率是0.90。研究结果与人们的常识极为相符。
美国有科学家更是大胆推测,未来40年内的风速还将继续下降10%左右。


水利发电


  水利发电对“雾霾”的影响不是直接的,但是水力发电对环境的破坏却一直存在争论,自然方面:巨大的水库可能引起地表的活动,甚至诱发地震。生物方面:对陆生动物而言,水库建成后,可能会造成大量的野生动植物被淹没死亡,甚至全部灭绝。对水生动物而言,由于上游生态环境的改变,会使鱼类受到影响,导致灭绝或种群数量减少。同时,由于上游水域面积的扩大,使某些生物(如钉螺)的栖息地点增加,为一些地区性疾病(如血吸虫病)的蔓延创造了条件。


核能发电
  还记得日本福岛么……

  可能有人会说,那人类不用电,直接返回原始社会好了,本文并不是要违反人类发展的历程,只是想告诉大家,人类对于自然,对于地球一定要怀有一颗敬畏之心,不能因为某些电动汽车企业“虚伪的”宣传而蒙蔽了自己的双眼。



电池的回收
  电池本身就是一种复杂的化学物质,我们还要面临报废以后的电池污染。动力锂电池的使用寿命大约为20年,一旦用于汽车,经过3-5年的使用时间,就必须报废。2015年1~8月,新能源汽车累计生产12.35万辆,同比增长3倍。其中,纯电动乘用车生产5.21万辆;插电式混合动力乘用车生产3.28万辆;纯电动商用车生产2.83万辆;插电式混合动力商用车生产1.02万辆。如果以一辆车配备20kWh(千瓦时)动力电池来计算,那么这些新能源汽车配备的动力电池总量已经超过2.4GWh(1000000千瓦时)。
  据业界专家预测,今年,我们国家动力电池的报废量累计约为2万-4万吨,到2020年前后,我国仅纯电动乘用车和混合动力乘用车的电池累计报废量,将突破15万吨,达到17万吨左右的规模。这些电池如果不及时地进行回收和处理,将会对地球造成二次污染,环境问题将变得更加严重。
  当电池结束了使用周期后,怎样处理成为了重要问题。目前为止,在国内除了收集存放、找地填埋之外仍没有形成回收利用的产业链。这个问题也困扰着欧美等发达国家,包括小日本。近日,美国国家交通研究联盟发表了一篇文章,给出了三种可行的方案。
1、维修制造:替换电池上的损坏零件,重新制造电池并装配给电动汽车。
2、转变用途:改变电池调校,将其装配给非车用的静态储能装置。
3、分解处理:分解提取电池中的贵重金属、化学材料和其他副产品,并在原材料市场出售或重新投入车用电池的生产。
  中国的现状是无论政策还是技术都不能像国外,形成一个良性的回收产业链,将废旧电池拆解提炼得到有用的重金属。在国内的电池回收利用率几乎为零,这种现状也是很无奈的。


总结
  电和电池是纯电动汽车是否环保的两个关键点。发电方式不环保,发展纯电动汽车,只是转移了污染地域,集中了污染源。电池制造回收不环保,只是换了一种污染的方式。
  发展电动汽车,尽管减少了传统汽车的尾气排放,做到了低碳,但间接的环境问题决不容小觑。比如发电厂污染问题,比如蓄电池的回收问题。当大规模发展电动汽车的时候,如果蓄电池的相关产业,尤其是其蓄电池回收产业不能及时跟上,那么由于废旧蓄电池而带来的水、土壤等污染隐患,就暴露了这种低碳中不利于环保的一面。国家发展改革委和工信部发布了《电动汽车动力蓄电池回收利用的技术政策(2015版)》(征求意见稿)实际上间接承认了废旧电池如果回收不好就会对环境造成巨大破坏。

  所以,我们呼吁国家相关部门正视汽车以及能源行业全产业链的综合环境污染问题,对于电动汽车与其他清洁能源汽车给予相同的待遇,不要等到土地被电池污染,雾霾还是依旧时再思考变化。

清洁能源应用与发展协会

2015.12.30