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寻找锂电池材料,史上最大深海采矿潮来临

2024-11-24 205


许多人认为海底是一片广阔的沙滩,但其实深海是参差不齐的动态景观,变化与陆地一样多。一个多世纪以来,海洋学家持续在海底寻找新的矿物,包括铜、镍、银、铂、金,甚至宝石,采矿公司则在找海平面以下 15,000 英尺的海底岩石凝固物,称为多金属结核,含有镍、钴、铜和锰,是能源存储必不可少的四种矿物质,随着锂电池需求愈来愈大,史上最大的深海采矿潮即将展开。

结核中发现的矿物质,特别是钴和镍,是锂电池的关键成分。锂电池的能源密度非常高,因此非常适合应用在手机到电动汽车等各种终端,在有限空间下有大量的能源需求的装置。

尽管研究人员正在探索替代电池技术,例如利用电化学电池的钠离子电池和液流电池,但这些技术离商业化还很远。麻省理工学院材料系统实验室主任 Richard Roth 表示,“很少有人期望在未来十年中能够使用这些锂离子替代品,等待未知的未来电池化学和技术,可能会严重延迟电动汽车的广泛采用。”

麻省理工学院环境动力学专家接着说明,“随着社会朝着驾驶更多的电动汽车和利用可再生能源的方向发展,制造这些物质以使经济脱碳所需的电池对这些矿物的需求将会增加。”

目前,镍和钴是透过陆上采矿作业提取,开采大部分发生在刚果民主共和国,生产世界 60% 的钴。这些陆基矿山会破坏栖息地,侵蚀土壤和造成水污染影响周围环境。也有人担心,随着对电池的需求增加,陆上采矿,尤其是在政治不稳定的国家,可能无法提供足够的材料,使采矿商将目光转向海底。

位于夏威夷和美国西海岸之间的大片海洋,也称为克拉里昂克利珀顿断裂带,估计拥有的钴和镍,比所有已知的陆上矿藏多 6 倍,且有锰和大量铜。从海底采集多金属结核被认为是获取这些材料的一种新手段,尽管海底富含这些物质,但人们对开采海拔低于 15,000 英尺的海底,会造成什么环境影响知之甚少。

科学家警告,海底采矿造成的影响主要是搅动沉积物形成的沉积云或羽流,被洋流带走并散布到其他地方形成沉积物,此外,采矿活动完成后将不需要的其他沉积物倒回海里,形成排放羽流,这两种羽流在水中传播,影响可能会远远超出采矿区。

过去国际间从未正式建立海洋开采法规。联合国已将这项任务交给一个名不见经传的组织,即国际海底管理局(ISA),该组织总部设在牙买加金斯敦港。目前国际海底管理局正在就国家管辖范围以外地区的深海采矿举行法规草案的谈判。

但是在他们讨论废物处理和生态保护的细节时,ISA 已在全球范围内授予开采许可,大约 30 个矿物承包商已经持有在大西洋、太平洋和印度洋等广阔地区工作的许可证。而拥有勘探这些地区许可的公司筹集惊人的风险投资,他们设计并建造实验车辆,将其降低到海底,等待 ISA 完成《采矿法》,并为商业开采打开大门时,开始进行开采的测试作业。

数百年来在陆地采矿付出沉重代价,热带岛屿被剥夺、山顶被砍伐、地下水被污染、物种被消灭。鉴于陆上采矿的巨大破坏,我们是否应该毫不犹豫地开采海洋?

《大西洋》期刊问 ISA 秘书长这个问题,结果得到的回答是,“我不认为人们应该担心那么多。矿区肯定会产生影响,但是我们可以找到解决方法。我们需要管理沉积物羽流。”《大西洋》期刊记者写道,“当他讲话时,我意识这些问题对他来说都不值得反思。”他说,“他在那里是为了促进采矿,而不是质疑这样做的智慧。”

深海管理计划(Deep-Ocean Stewardship Initiative)科学家担忧,“我们将进行人类有史以来对地球表面的最大改变之一。我们将剥离一个巨大的栖息地,一旦消失,它就不会回来。”

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(首图来源:Flickr/Gary J. Wood CC By 2.0)

2019-12-24 07:08:00

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