多年来,气候科学家一直敦促世界各国政府从化石燃料转向可再生能源。近年来,风能和太阳能发电厂越来越受欢迎,但它们都存在一个根本问题。天气事件导致阳光和风力减弱,很难可靠地捕获和储存所有能源,尤其是在试图为大城市供电时。解决可靠性问题的办法是使用电池,而且要使用大量的电池。 国际能源署 (IEA) 最近发布的一份新报告指出,这些电池将在决定国际专家制定的雄心勃勃的气候目标能否实现方面发挥关键作用。锂离子电池技术的最新创新大大降低了成本,从而帮助世界各地的社区更切实地转向可再生能源。报告指出,到 2030 年,电池价格可能会下降 40%。 与此同时,对电池驱动的电动汽车和可再生能源的需求不断增长,这意味着电池技术需要在短短几年内变得更便宜,才能满足日益增长的需求。根据国际能源署的估计,到 2030 年,所有这些都需要将能源存储容量提高六倍。廉价电池需要变得更便宜。 国际能源署执行主任法提赫·比罗尔写道:“减少排放并实现国际能源和气候目标将取决于世界能否足够快地扩大电池的使用。电池正在我们眼前改变游戏规则。” 锂离子电池成本下降幅度超过任何其他能源技术尽管锂离子电池通常与小工具和其他消费电子产品有关,但这已不再是它们的主要用途。根据国际能源署的数据,到 2023 年,能源行业将占所有电池需求的 90%。整个锂离子电池市场规模已比八年前增长了近十倍。报告称,在过去 15 年里,这些电池的成本已下降了 90%。报告指出,总体而言,电池价格下降幅度是迄今为止所有能源技术中最大的。电池价格的下降导致电动汽车和太阳能的价格与化石燃料相当。 比罗尔在一份声明中表示:“太阳能光伏和电池的组合目前与印度新建的燃煤电厂具有竞争力。而且在未来几年内,它将比中国新建的燃煤电厂和美国的燃气发电厂更便宜。” 尽管这些数字听起来令人印象深刻,但国际能源署指出,这可能还不足以满足不断增长的能源需求。为了实现联合国到 2030 年将可再生能源容量增加三倍的目标,国际能源署估计,全球电池存储量需要增加到目前的六倍。要做到这一点,电池存储部署每年平均需要增加至少 25%。电池价格需要大幅下降,同时保持或提高性能。国际能源署估计,从现在到 2030 年,电池化学和制造方面的新创新可以将全球锂离子电池成本降低 40%。电池制造能力目前也仅限于少数几个国家,国际能源署表示,这种情况需要在未来得到改变。 报告中写道:“电池部署不足可能会导致电力行业清洁能源转型停滞。” 更便宜的电池对消费者意味着什么电动汽车和可再生能源的普及对减少排放发挥着重要作用。虽然美国的电动汽车普及速度与前几年相比略有放缓,但全球趋势是上升的。2023 年,电动汽车部署增长了 40%,这意味着将有 1400 万辆电动汽车上路。国际能源署估计,到 2020 年,不断增长的电动汽车数量可能取代每天 800 万桶石油的需求。实际上,电池成本的降低将在不久的将来转化为更便宜的电动汽车。美国司机一再提到价格是阻止他们改用电动汽车的主要因素之一。由于电池价格下跌,更多价格更实惠的车型可能会鼓励更多司机改用电动汽车,甚至可能有助于实现拜登政府的目标,即到 2030 年,电动汽车占新车总销量的 50%。 在基础设施方面,更便宜的储能价格意味着希望建造新发电厂的发展中国家可以选择更多可再生能源,价格与不可再生能源相当。电池价格下降也使得在目前传统能源电网服务不足的地区部署可再生微电网成为可能。 在美国等地,以电池为支撑的更可靠的能源部门将进一步提高该国的能源独立性,并减少从其他国家购买化石燃料的需要。2020 年,可再生能源仅占美国能源电网的 19%,但价格实惠、更可靠的存储可能会改变这种状况。斯坦福大学的研究人员最近进行了一项模拟,展示了美国到 2050 年维持 100% 可再生能源电网的可能性,从而为这种情况提供了一些证据。 电池存在严重的矿物质问题更便宜的电池,至少是目前制造的电池,并不是灵丹妙药。如今,全球电池市场很大程度上依赖于来自少数几个国家的关键矿物。仅中国就占锂和钴材料加工的一半以上。从地球上开采这些矿物是一项危险的工作,可能会产生破坏性的污染源。大型矿山还会彻底改变整个社区的环境。 新型电池可以为矿物问题提供一些解决方案。磷酸锂离子 (LFP) 电池越来越多地用于新型电动汽车,它采用不同的化学方法,不含镍或钴。尽管矿物密集型锂离子电池仍占电池存储的绝大部分,但 (LFP) 电池占去年新电池产量的 80%。更有效地回收堆积如山的电子垃圾中发现的铝、铜和其他资源的努力也可能有助于制造未来开采强度较低的电池。目前,电子垃圾中发现的稀土金属中只有不到 1% 被回收利用。 |
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