电池是实现可再生能源转型的关键。当太阳不再照耀，风不再吹时，电池帮助储存清洁能源，继续向电网和客户持续可靠地供电。生产和储存清洁能源是地球未来的生命线;燃烧煤、石油和天然气化石燃料导致75%的温室气体排放．化石燃料开采不仅引发了气候变化，而且降低土地野生动物生态系统，污染水道，酸化海洋，加剧自然灾害，征用土著土地，并导致毁灭性的后果慢性健康影响为化石燃料行业的工人和邻近社区。
化石燃料能源网格提取和消耗有限的资源。这是一种设计上的浪费。相比之下，可再生能源电网的几乎每个部分都可以是圆形的。来自太阳和风能的能量永远不会枯竭，可以反复使用。可充电的大型电池可以用太阳能或风能充电，在寿命中可以循环数千次。在寿命结束时，电池中有价值的金属可以回收和重复使用。
循环电池寿命周期是可能的。更多的电池被回收利用通过良好的政策创新和企业承诺。公共行动和提高认识使人们更加关注负责任采购的紧迫性。
这篇文章仔细研究了从材料开采到制造的储能电池供应链。我探索更公正，透明，可持续采购的解决方案，包括确保材料的获得自由、事先和知情同意邻近社区的。我还探索其他替代方案，比如扩大生产和发明使用更少关键矿物的新电池技术，通过增加公共交通和实行公平的城市规划来减少汽车使用。我们的下一个帖子然后将探索通过电池再利用和回收实现循环电池经济的途径。
在这里，我将重点介绍用于电网的储能电池，而电动汽车——在电池市场中占据更大份额——有着非常相似的供应链、制造流程和回收基础设施。金宝博的网址探索UCS在电动汽车电池回收方面的一些资源在这里，在这里，在这里,在这里而且在这里．
采矿和制造业面临挑战
制造锂离子电池需要7种主要原材料。其中，美国将石墨、锂、镍、锰、钴定义为关键矿物质:这些金属对美国能源需求至关重要，但它们的供应链很容易中断。特别是锂、钴和镍，电池行业推动着全球需求。看看我的以前的文章了解电池是如何使用这些材料的。
锂
锂是电池界关注的焦点，是一种推动全球电池革命的强大金属。它在很多方面都是电池的理想材料，因为它很轻(仅由3个质子、3个中子和4个电子组成)，反应性很强，能够在化学键之间储存大量能量。它也是可充电的，而且不会明显退化数百次充电。
根据美国地质调查局(USGS)的数据，全球锂消费量增加从2020年到2021年增长33%，主要原因是电池需求(电动汽车和电力行业)。超过一半(55%)的锂来自澳大利亚，26%来自智利，14%来自中国，6%来自阿根廷。
锂萃取挑战．在诸如阿根廷，智利，玻利维亚，塞尔维亚,美国原住民和相关的环境正义倡导者指责说，锂矿开采加剧了干旱，从而降低了农业产量、当地粮食安全和农村生计。他们还说，采矿污染了水道和土壤，导致警察对抗议采矿的人使用暴力，并威胁到神圣的土著遗址。
南加州的一个潜在的新地点索尔顿湖可以产生一个估计2万公吨碳酸锂(供参考，全球生产2021年为10万吨)。虽然与传统的锂矿生产相比，该工厂有可能使用更少的水，产生更少的废物，技术挑战织机，82%的拉丁帝国谷社区的当地居民有关采矿可能会加剧当地局势环境而且公众健康风险没有解决干旱、有毒污染、失业和贫困等已经存在的挑战。
在2050年人类100%使用可再生能源的情况下，总计锂需求从现在到2050年的电池可以接近或显著超过所有已知的世界储量。(“储备是指目前可经济开采的矿产数量，而不是全球已探明和未探明可开采锂的估计总量，即全球资源总量。)
锂的供需挑战为回收和再利用创新提供了机会，以帮助负责任地维持锂的可用性，进入清洁能源的未来。
钴
钴这个名字来自于小鬼德语中妖精的意思。对于一种对电池阴极生产具有近乎神话般的重要性的金属来说，这是一个合适的绰号，有时会带来紧迫的环境和社会影响。
全球钴消费量增加由于电动汽车电池的需求，从2020年到2021年将增长20%可以包含高达20公斤的钴每100千瓦时(kWh)包，大小为一个特斯拉Model S电池。
全球三分之一的钴都是如此用于电动汽车电池以及全球三分之二以上的钴来自刚果民主共和国。Bamana等人2021年的一项研究报告称，刚果15-20%的钴来自11万至15万钴手工的，小规模的矿工．这项研究记录了小型钴矿和工业钴矿产生的废物如何破坏当地环境并影响粮食安全。手工、小规模矿工也与侵犯人权行为有关，包括童工，住宅位移,矿工缺乏人道的工作条件和工资。
在2050年全球实现100%可再生能源的情况下，如果锂离子电池继续依赖钴-累积从现在到2050年，电池对钴的需求可能会增加远远超过所有已知的世界储量。
但也有好消息:废旧电池中的大部分钴可以被成功回收，并用于制造新电池。此外，电池制造商正在努力减少或去除下一代锂离子电池中的钴。例如，一些电动汽车公司正在从“NMC111”电池(含镍、锰和钴，比例为1:1:1)过渡到“NMC811”电池第四或第五同样多的钴。他们还采用了无钴电池，如LFP(含有alithium-Iron -Phosphate阴极)。例如，一半的人特斯拉汽车金宝博的网址在2022年前三个月生产的汽车使用了LFP电池。LFP电池在储能应用方面可能会取代NMC电池到2030年因为它们更便宜，寿命更长，对关键金属的依赖程度也更低。
镍
向低钴电池的转变意味着需要更多的镍。如钴、镍("类1纯度为99.8%)是用于电池阴极的金属混合物的一种成分。
镍的采购在地理上比钴更加多样化;37%的镍来自于印度尼西亚，14%的菲律宾和9%的俄罗斯。镍矿会导致森林砍伐和水土污染，比如在闲谈、菲律宾。印度尼西亚的矿山污染严重影响了土著居民渔场、国家政策镇压激进分子的抗议．俄罗斯土著社区抗议Nornickel因为尾矿泄漏到水道中，导致鱼类死亡，危及公众健康。
与此同时，一家名为Prony Resources的新公司在新喀里多尼亚(法国领土，拥有大量镍矿床)拥有多数股权部落和地方利益相关者并可能提供更公平的模型利益相关者治理和矿山共有。
国际能源署(IEA)预测电动汽车电池的镍需求在100%可再生能源的情况下，到2040年将增长41倍，储能电池将增长140倍。可再生能源应用的年镍需求预计将从2020年占镍总使用量的8%增长到2040年的61%。像钴一样，减少镍需求的机会在于新的电池化学成分和回收利用。
铜
27%的铜产量在智利，10%在秘鲁，8%在中国，8%在刚果民主共和国。70%的铜用于电池已经回收．研究人员预测，世界将需要扩大铜矿开采，以满足未来的供应短缺。然而，顶层的全球未开发铜矿体300个其中，47%位于土著土地上或在土著土地上，65%位于高水风险地区，65%位于生物多样性保护区内或附近。
与其他关键矿物类似，铜工业如在智利而且秘鲁-可以连接到环境，劳动，以及引发严重的公众健康问题社区的阻力．
为了确保公正的能源转型，反对(而不是加深)压迫和开采，采矿项目必须维护环境正义和人权。
石墨
石墨占电池阳极的95%。电动汽车电池可以含有高达280磅的石墨，超过其总重量的四分之一。电池对石墨的需求预计将增长每年30%直到2030年的比例，可达8至25%全球石墨需求到2040年。中国生产世界上82%的天然石墨(比人工或合成石墨更常见)。中国黑龙江和山东的石墨密集开采释放烟尘颗粒空气中会破坏作物，给房屋蒙上一层深色粉末，并导致心肺疾病。
随着倡导者推动石墨开采监管和透明度的提高，公司正在创新循环经济新技术能够从旧电池和其他材料中回收电池级石墨，并且不使用腐蚀性化学物质。
其他电池材料
锂离子电池工业也只消耗了全球锰、铁、磷和铝供应的很小一部分。虽然数量很少，但确保这些电池材料供应链的公平性和可持续性也很重要。特别是锰矿开采，有时在没有社区补偿或同意的情况下进行，与有毒污染和慢性疾病有关乌克兰，南非,圭亚那．铁矿石开采，会释放出大量的排放，已导致毁灭性的矿山废物泄漏，造成水污染和数百人死亡。在所有采矿业部门，政府和行业对公正的采矿政策和透明的循环经济的承诺至关重要。
制造业
在原材料被提取出来之后，它们必须经过提炼和加工才能用于电池。中国流程全球72%的钴，61%的锂和95%的锰，而俄罗斯在镍加工方面处于领先地位。
中国在锂离子电池制造方面也处于领先地位。这个国家投资这个产业价值超过600亿美元，生产了世界上80%的电池。虽然美国目前生产全球13%的电池(每年约520千兆瓦时，主要生产在特斯拉-松下在内华达州的工厂)，但预计产量将增加重大投资两党基础设施法和降低通货膨胀法．
电池制造能更负责任、更可持续吗?
是的，这个行业能够而且必须实现这一目标。
锂离子电池——许多用于电网储能，更多用于电动汽车——在清洁能源的未来发挥着重要作用。金宝博的网址它们不仅为电网储存可再生能源，而且还为电动汽车提供动力，电动汽车对环境的影响明显低于汽油车。金宝博的网址在美国，每辆电动汽车平均排放52%的二氧化碳减少温室气体排放在它的使用寿命中比一般的汽油车(燃烧大约4500加仑的汽油汽油在它的生命周期中)。电动汽车的平均排放量相当于一辆汽油车每加仑91英里．
为了确保向电池驱动的未来过渡是公平和有效的，能源存储和汽车电池供应链必须是公正和可持续的。
以下是政府和企业决策者可以用来改善锂离子电池材料采购和制造的四种策略:
- 需要有道德的、可持续的采购和强大的供应链标准．公司和组织可以加入全球电池联盟和负责任采矿保证倡议．行业领袖可以积极回应记者和来自组织的研究人员商业和人权资源中心，并确保上游关键矿产供应商获得自由、事先和知情同意他们在附近经营的社区。美国也可以考虑重新加入采掘业透明度倡议(EITI)，这是一个由50多个国家组成的联盟，致力于增加公正和环保的采购。
- 生产电池时减少对高冲击关键矿物的依赖。政策制定者和企业可以加速向使用对环境和社会影响更低的材料的电池过渡。例如，LFP电池由于不含钴和镍，因此冲击较小。
- 支持新型储能电池技术的开发。新的固态，钠离子和氧化还原液流电池，以及其他创新,可能会提供更实惠、更安全、更持久、更关键的无金属能源存储选项。
- 投资基础设施和城市规划解决方案，增加公共交通的使用，步行和骑自行车。虽然加快从内燃机汽车向电动汽车的过渡是当务之急，但减少美国汽车排放的最有效策略——以及减少电池关键金属开采的影响——是减少汽车的拥有金宝博的网址量和使用率。政府必须承担起建设便捷、经济、高效的公共交通系统以及鼓励骑自行车和步行的环境这一艰巨而重要的工作。
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