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        電動汽車與脆弱地球,小電池驅動大未來

        2023-12-29 00:00:00莫莊非
        世界科學 2023年4期

        如今電動汽車十分暢銷,但除非大眾改變出行方式,否則我們對電池材料的需求會威脅到環(huán)境。

        人類應對氣候危機的努力,目前看來略顯無力,但汽車的電動化進程,似乎已開始發(fā)展為一個成功故事。2022年全球范圍內售出的新乘用車中有10%是電動車,由電池而非汽油提供動力。汽油的提煉不僅排碳放毒,也會破壞當地環(huán)境。

        電動車比燃油車潔凈太多,但不可否認,這場行業(yè)革命也有其骯臟的一面。如果人類的目標是盡快使我們現在擁有的一切都電氣化,包括將不計其數的卡車和SUV都換成電動版,且保證其續(xù)航里程類似燃油車,那么對于鋰、鎳和鈷等用作電池的礦物的需求會大規(guī)模增加。這意味著地球表面要出現更多的洞。根據咨詢機構基準礦物(Benchmark Minerals)公司的估計,到2035年將新增近400個礦井,以及隨之而來的更多污染和生態(tài)破壞。加州大學戴維斯分校的一個研究團隊最近發(fā)表了一項新研究,試圖規(guī)劃出一條不同的電氣化道路,一條能在更小破壞前提下實現更快脫碳的道路。這可以從更少的汽車開始。

        研究團隊分析的重點是鋰。鋰是一種幾乎在所有電動汽車電池設計中都能找到的元素。此金屬在地球上儲量豐富,但開采主要集中于澳大利亞、智利和中國等少數幾個國家。與其他采礦形式一樣,鋰礦開采存在各種問題。團隊成員之一、美國普羅維登斯學院政治學家西婭 · 里奧弗蘭科斯(Thea Riofrancos)了解大量新礦井對于環(huán)境意味著什么。她曾親眼目睹鋰礦附近地下水位下降對阿塔卡馬沙漠干旱環(huán)境的影響,以及土著群體如何受到危害,卻又得不到礦產開采帶來的好處。

        里奧弗蘭科斯及其團隊希望用數量更少的電動汽車和使用規(guī)模更小的電池來取代燃油車。超長里程的重型電動SUV未必是未來的必需品。新研究的另一位成員、加州大學戴維斯分校土木與環(huán)境工程教授艾麗莎·肯德爾(Alissa Kendall)表示:“我們的目標并非永遠不進行新的采礦。我們只是認為,如果大家不再那么依賴汽車出行,情況會更好。”

        肯德爾等人為美國制定了五條路徑,每條路徑都重點關注鋰需求的不同情景。在第一種情況下,世界會繼續(xù)順勢前進:電動汽車成為主流,而相當一部分熱愛大卡車和SUV的人士繼續(xù)保持熱愛,人均汽車數量保持不變。很少有人乘坐公共交通工具,因為多數公交系統(tǒng)仍然很糟糕。

        此外,他們模擬了公共交通、步行和自行車基礎設施逐漸完善的世界。在其中最環(huán)保的地方,住房和土地使用政策的變化讓一切——家庭、商店、工作、學校——靠得更近,減少了通勤和其他日常出行。軌道交通取代公共汽車,擁有汽車的人口比例急劇下降。在全球范圍內,2050年售出的新電動汽車數量將少于2021年的,而且那些電動車的電池更小,主要由回收材料制成,因此每一輛新電動汽車都不需要更多采礦。

        人們減少駕車里程數和擁有的汽車數量,能帶來最多益處,卻也很難實現,因為它要求人們去做不喜歡的事情,那就是改變。為減少對汽車的依賴,人們必須改變自己的出行習慣,改變自己對駕駛汽車種類的偏好,并思索自己旅行的次數和原因。

        對于里奧弗蘭科斯等人來說,他們工作的核心理念與一些汽車制造商希望大眾相信的剛好相反——他們相信,簡單地用一種汽車替換另一種汽車并不能令世界擺脫氣候危機。

        分析發(fā)現,即便努力開展電動車電池回收,單憑這個也難阻止鋰金屬供不應求的趨勢。原因在于,接下來的10到15年里,大多數電動汽車都比較新,不會有足夠舊電池可供利用。里奧弗蘭科斯表示,這使得其他因素變得更加重要,例如減少新車數量和車內電池的尺寸。

        如何打破障礙?里奧弗蘭科斯認為,最佳策略是讓大眾覺得,自己減少汽車出行后,能獲得些什么而非損失。大眾需要積極地向往一個“汽車沒那么重要”的未來——許多人已經有這種感覺了——并相信它是可以實現的。

        剛開始時,這可能像個童話故事,一個美麗卻無法實現的目標。但肯德爾認為,即使在像美國這樣依賴汽車的國家,我們也有可能逐步將童話變作現實。“眼下,我們周圍的交通非常糟糕。但我們預計公共交通會帶來利益,而私家車則不然。”

        一個上佳之選是把人們趕上電助力自行車和電動巴士。它們相比常規(guī)電動汽車(尤其是笨重的電動SUV和卡車),人均所需鋰金屬量小得多。如果意識到電池材料的問題,一部分人可能自發(fā)做這類選擇。但里奧弗蘭科斯也指出,政府的政策引導非常重要。

        挪威、美國紐約州和華盛頓特區(qū)已對重量最大的私家車征收更高的費用,此舉或能阻止部分人購買最大型SUV和卡車式電動汽車。里奧弗蘭科斯表示,未來汽車安全規(guī)則還可能懲罰那些因使用更大電池而增加額外的重量的車輛。她建議制定仿照燃油經濟性規(guī)則的法規(guī),以激勵對電池材料的更有效使用。

        對于美國來說,要減少汽車依賴及其帶來的電池材料需求,就必須改變城市的基礎設施。一些地區(qū)已經成功地把民眾從汽車推到自行車上,甚至讓他們舍棄了代步工具。

        由美國聯(lián)邦政府于2005年資助的一個項目見證了四個截然不同的美國社區(qū)——密蘇里州的哥倫比亞、加利福尼亞州的馬林縣、明尼蘇達州的明尼阿波利斯和威斯康星州的希博伊根縣——共投資1億美元用于步行和自行車道建設。一項后續(xù)研究發(fā)現,騎自行車旅行的次數增加了36%,而步行旅行次數增加14%,自駕出行的比例下降3%。監(jiān)督這項研究的非營利組織“軌道步道保護協(xié)會”的政策負責人凱文 · 米爾斯(Kevin Mills)表示,這些努力并沒有顯著減少汽車的使用,但它們表明,有資金支持的努力,真的可以使人們改變自己行為。

        美國國會于2022年12月通過的一項資助法案將在此項工作基礎上向全國的交通項目撥款4 500萬美元。致力于“世界去汽車化”的團體稱贊這筆資金是重大勝利,但同時也承認,對于提供真正互聯(lián)的道路替代方案而言,它顯得微不足道。米爾斯表示:“我們知道有數十億美元的需求。該計劃是為了幫助社區(qū)用這筆錢‘播下種子’,并證明居民對非汽車交通方式的巨大需求?!?/p>

        里奧弗蘭科斯說,這只是一個開始——與想象的最激進、輕資源的場景相去甚遠。在理想方案中,城市會以某種方式變得更加密集,并將公共交通延伸至郊區(qū)。里奧弗蘭科斯指出,我們現在甚至有能力想象未來對材料的需求,這表明圍繞氣候政策的討論發(fā)生了范式轉變。

        不久之前,當我們預測未來的交通時,我們通常會比較電池與化石燃料的好壞——如果相當一部分汽車是電動的,情況會怎么樣?而眼下,我們篤定,路上的燃油車肯定一天比一天少,或許會在某一天幾乎消失。這意味著,車主們差不多要冒出這么一個想法了——是不是該把這輛燃油車給換了?

        資料來源 Wired

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