研究人員已經(jīng)敲響了警鐘。如果不認(rèn)真致力于二次電池的使用，回收和車輛到電網(wǎng)的應(yīng)用，那么脫碳工作可能比預(yù)期的要早得多。
 
地殼中的每一種元素都是有限的，有些元素會(huì)更加稀有。由于鋰離子電池是許多國(guó)家脫碳努力的重要推動(dòng)力，該元素的關(guān)鍵性質(zhì)可能危及全球能源轉(zhuǎn)型。
 
拉彭蘭塔-拉赫蒂理工大學(xué)（LUT）的彼得·格里姆（Peter Greim），所羅門·阿斯法（Solomon Asfaw）和克里斯蒂安·布雷耶（Christian Breyer）的一份報(bào)告指出，從本世紀(jì)中葉開(kāi)始，必須開(kāi)發(fā)近乎全面的回收，車輛到電網(wǎng)的應(yīng)用和電池替代品，芬蘭的奧格斯堡大學(xué)和德國(guó)的奧格斯堡大學(xué)發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》上。
 
LUT博士后研究員Asfaw表示：“目前鋰電池的生產(chǎn)趨勢(shì)表明，短期內(nèi)供需平衡良好。但是，長(zhǎng)期鋰供應(yīng)的可持續(xù)性以及因此在高電氣化水平，特別是在運(yùn)輸部門中保持能量轉(zhuǎn)換的風(fēng)險(xiǎn)受到威脅。鋰電池需求是觀察到的短缺的主要驅(qū)動(dòng)力。”
 
電動(dòng)車既是解決方案，也是罪魁禍?zhǔn)?。?015年到18年，鋰離子電池的復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到了25%，這主要是受電動(dòng)汽車銷量增長(zhǎng)的推動(dòng)。根據(jù)盧特-奧格斯堡報(bào)告，2018年出貨的設(shè)備中有70%是電動(dòng)汽車，而三年前這一比例為43%。
 
電動(dòng)汽車的受歡迎程度也反映在礦業(yè)活動(dòng)中，Greim等人報(bào)告稱，2015年鋰的需求量約為34.6萬(wàn)噸(kt)。其中約60%用于非電池使用，消費(fèi)電子產(chǎn)品和傳統(tǒng)電池市場(chǎng)占總需求的四分之一，電動(dòng)汽車市場(chǎng)占14%，固定能源儲(chǔ)能市場(chǎng)僅占1%。據(jù)報(bào)道，去年全球鋰需求躍升至49萬(wàn)噸，其中60%用于電池相關(guān)產(chǎn)品。
 
 
目前約有10億輛輕型汽車在路上行駛，到2050年，這一數(shù)字將升至30億輛，全球電動(dòng)汽車的發(fā)展可能會(huì)對(duì)鋰的供應(yīng)造成巨大壓力。LUT太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)學(xué)教授布雷耶（Breyer）寫道：“選擇公共交通工具，與同事共享乘車路線-這些都是我們個(gè)人的選擇，從而減少了對(duì)私人輕型車輛的依賴。我們需要激勵(lì)措施來(lái)支持全球各地的這些選擇。”
 
同樣，根據(jù)奧格斯堡理工學(xué)院（LUT-Augsburg）的研究，到本世紀(jì)中葉，電力消耗將隨著全球人口增長(zhǎng)而同步增長(zhǎng)，達(dá)到110億。聯(lián)合國(guó)估計(jì)，到那個(gè)日期，世界將需要人均40兆瓦時(shí)的一次能源，確保本世紀(jì)需要200 TWh的電池容量。2050年后的50年中，功耗可能會(huì)飆升四倍。
 
LUT-奧格斯堡大學(xué)的研究人員研究了各種模型，以確定地球上剩余的鋰量，估計(jì)在3000 - 9500萬(wàn)噸(Mt)之間，例如美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(United States Geological Survey)指出的總資源儲(chǔ)量為80噸。
 
LUT-Augsburg研究小組發(fā)現(xiàn)，在所有情況下，未來(lái)十年的供求關(guān)系都將保持平衡，直到世紀(jì)中葉供應(yīng)將甚至超過(guò)需求，但從那時(shí)起，供應(yīng)短缺將開(kāi)始。
 
研究人員預(yù)測(cè)，隨著時(shí)間的推移，全球電力需求的增長(zhǎng)將不可避免地需要將第二次使用的電動(dòng)汽車電池用于固定儲(chǔ)能，但是即使延長(zhǎng)了電池的使用壽命，也必須進(jìn)入替代設(shè)備的化學(xué)領(lǐng)域，例如釩氧化還原流和鈉硫用來(lái)跟上固定儲(chǔ)能需求。
 
布雷耶說(shuō)：“我們還應(yīng)該找到方法，通過(guò)開(kāi)發(fā)不需要電池的可持續(xù)交通方式來(lái)替代對(duì)電池的需求。”布雷耶認(rèn)為鐵路的使用和共享汽車計(jì)劃都可以替代私家車。
 
研究人員說(shuō)，盡管合成燃料將在長(zhǎng)途海上運(yùn)輸和航空中提供價(jià)值，但由于個(gè)人使用系統(tǒng)時(shí)與鋰離子電池組相比系統(tǒng)效率存在相對(duì)差異，因此合成燃料在個(gè)人運(yùn)輸方面不受歡迎。
 
根據(jù)最新的技術(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)LUT-Augsburg的研究，回收利用也必須在避免鋰供應(yīng)緊縮方面發(fā)揮核心作用。根據(jù)目前的最新技術(shù)數(shù)據(jù)，到2050年，如今回收利用的鋰離子電池的45％將達(dá)到99％。元素的回收效率約為95％。