在2015年巴黎第21屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)上，195個(gè)國(guó)家就把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高控制在2℃以內(nèi)的目標(biāo)達(dá)成一致。但隨著能源需求的增長(zhǎng)，相關(guān)碳排放仍在升高。根據(jù)國(guó)際能源署發(fā)布的《全球能源和二氧化碳狀況報(bào)告》，2017年，全球能源需求增長(zhǎng)了2.1%，增長(zhǎng)部分有70%以上來(lái)自化石燃料。

令人樂觀的是，報(bào)告提到：“2017年，可再生能源是所有能源當(dāng)中增長(zhǎng)率最高的一類，占全球能源需求增長(zhǎng)的四分之一。”可再生能源的增長(zhǎng)主要是由中國(guó)和美國(guó)推動(dòng)的，其次是歐盟、印度和日本。實(shí)際上，2017年中國(guó)的太陽(yáng)能發(fā)電量增長(zhǎng)相當(dāng)于法國(guó)和德國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電量的總和。

鎳在實(shí)現(xiàn)能源過渡和應(yīng)對(duì)全球變暖的多種應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用：南澳州用于儲(chǔ)存風(fēng)能的一種大容量電池，加拿大的一項(xiàng)大規(guī)模碳捕捉計(jì)劃，冰島地?zé)崮艿臐摿�，含鎳不銹鋼協(xié)助減少印度二氧化碳排放量等等。這些應(yīng)用旨在通過不同的路徑，共同達(dá)成巴黎氣候變化大會(huì)的目標(biāo)。鎳將在實(shí)現(xiàn)能源過渡的目標(biāo)、減少溫室氣體排放量并提高能源效率的過程中發(fā)揮重要作用。

鎳在即將來(lái)臨的電動(dòng)汽車革命中發(fā)揮日益重要的作用

氣候變化應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵部分是改變?nèi)粘＝煌ǚ绞�。交通運(yùn)輸業(yè)估計(jì)占全球溫室氣體(GHG)排放量的14%。雖然有其他多種多樣的解決方案，但預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車(EV)將在減少污染方面發(fā)揮很大的作用。

顯然，由于電動(dòng)汽車依賴電力，除非電網(wǎng)本身是無(wú)碳電網(wǎng)，否則相關(guān)排放量并非為零。但國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室最近的一項(xiàng)研究表明，即使在碳密集型電網(wǎng)中，使用電動(dòng)汽車產(chǎn)生的排放量也少于常規(guī)替代方案。

一直到最近，電動(dòng)汽車在這個(gè)發(fā)展過程中也仍然沒有體現(xiàn)出自身的價(jià)值。2017年，電動(dòng)汽車銷售量首次突破100萬(wàn)輛，而2016年常規(guī)轎車和輕型商用車的銷售量超過8800萬(wàn)輛，但這僅僅是開始。

一些分析師預(yù)計(jì)，到2040年，電動(dòng)汽車銷售將超過內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車，每天替代800萬(wàn)桶汽油。數(shù)百萬(wàn)輛的轎車、卡車和公交車需要使用含鎳鋰離子電池。根據(jù)市場(chǎng)分析師Roskill的估計(jì)，目前電池用鎳約占全球鎳供應(yīng)量的3%，而這一比例預(yù)計(jì)會(huì)快速上升。

很多汽車制造商目前所使用的鎳錳鈷(NMC)電池成分比例為33%鎳、33%鈷和33%錳(稱作1：1：1)，而另一些汽車制造商已經(jīng)開始采用6：2：2的配方了(60%鎳、20%錳和20%鈷)。目前正在進(jìn)一步調(diào)整NMC的化學(xué)成分，設(shè)計(jì)一種采用80%鎳、10%錳和10%鈷的8：1：1陰極電池。兩家韓國(guó)制造商(包括LG化學(xué)公司)宣布了2018年將這些新配方投放市場(chǎng)的計(jì)劃。特斯拉(采用NCA-鎳-鈷-鋁技術(shù))等其他公司預(yù)計(jì)也會(huì)增加鎳的比例。

雖然也有非鎳鋰離子的配方，但還沒有人開發(fā)出與鎳優(yōu)勢(shì)相當(dāng)而且有足夠高實(shí)際成本效益的技術(shù)。因此，在我們拯救地球的行動(dòng)中，鎳將在電動(dòng)汽車的全球大規(guī)模普及應(yīng)用中發(fā)揮日益重要的作用。

預(yù)計(jì)5年內(nèi)電動(dòng)汽車的價(jià)格將低于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車，而且銷量將暴增至數(shù)千萬(wàn)輛。有人甚至估計(jì)到2035年，路上行駛的電動(dòng)汽車數(shù)量將高達(dá)3.5億輛。

世界上最大的鋰離子電池

2016年，暴風(fēng)雨破壞了南澳洲關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，引起斷電，影響170萬(wàn)當(dāng)?shù)鼐用瘢�但鎳無(wú)意間竟成為成功應(yīng)對(duì)氣候變化和能源政策的秘密武器。

導(dǎo)致部分居民斷電最長(zhǎng)兩周的危機(jī)發(fā)生后，特斯拉公司首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克承諾在100天內(nèi)在南澳洲建造世界上最大的鋰離子電池，由此誕生了霍恩斯代爾儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目。

特斯拉公司與州政府和法國(guó)Neoen可再生能源公司(擁有附近的霍恩斯代爾風(fēng)力發(fā)電廠)共同建造了這個(gè)129兆瓦時(shí)的電池。這個(gè)電池旨在使南澳洲的可再生能源生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡，并在預(yù)計(jì)電力短缺時(shí)提供緊急備用電源。這個(gè)電池儲(chǔ)存的基本是已經(jīng)產(chǎn)生的風(fēng)能和太陽(yáng)能。

雖然該系統(tǒng)所采用鋰離子電池的具體化學(xué)成分沒有公開，但馬斯克曾說(shuō)特斯拉公司將在電網(wǎng)儲(chǔ)能電池中采用含有鎳、錳和氧化鈷陰極的鋰離子化學(xué)成分。

傳統(tǒng)NMC電池的配置采用3等分的鎳、錳和鈷。但電池制造商開始調(diào)整鎳、鈷和錳的相對(duì)比例，而最新報(bào)道顯示鎳的比例高達(dá)80%。鎳比例上升，電池吸收鋰的能力也隨之增強(qiáng)，伴隨著容量的增大和制造成本的降低。鎳、鈷、石墨和鋰是電池總成本的最大推動(dòng)因素，而特斯拉公司已努力使總成本降低了35%。

含鎳不銹鋼灶具在印度農(nóng)村實(shí)現(xiàn)清潔烹飪技術(shù)

據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，傳統(tǒng)沼氣(木材、動(dòng)物糞便、作物廢料)和煤炭灶具是發(fā)展中國(guó)家近30億人烹飪和取暖的主要手段，每年有400多萬(wàn)人因吸入這類灶具排放的煙氣而死亡。

印度每年死于這種煙氣的人數(shù)超過120萬(wàn)。傳統(tǒng)烹飪方法的熱效率較為低下，而且會(huì)通過二氧化碳、甲烷等溫室氣體和碳黑等氣溶膠的排放加劇氣候變化。

為了抵消這類影響，總部設(shè)在新德里的非營(yíng)利性研究組織能源研究所(TERI)設(shè)計(jì)了一種高能效的改良灶具(ICS)——TERISPT0610。ICS可以采用多種傳統(tǒng)生物質(zhì)燃料。其燃燒內(nèi)筒由304型(UNS S30400)不銹鋼制成，外結(jié)構(gòu)、底座、螺母和螺栓由202型(S20200)不銹鋼制成。

位于德里的印度理工學(xué)院最近進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，含鎳不銹鋼灶具的表現(xiàn)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)灶具，不僅排放量較小，而且更節(jié)省燃料。ICS的燃燒效率為37%。與傳統(tǒng)泥制灶具相比，被測(cè)型號(hào)的顆粒物排放量(PM2.5)減少72%、一氧化碳排放量減少80%、燃料消耗量減少54%。

2009年至2015年間,有20869臺(tái)ICS投入使用，使烹飪時(shí)間縮短了43.6%，而且估計(jì)每年能節(jié)省近24000噸薪柴。加州大學(xué)圣地亞哥分校、TERI和Nexleaf Analytics公司進(jìn)行的研究表明，采用清潔的生物質(zhì)灶具每年可以使每個(gè)家庭減少約5噸二氧化碳當(dāng)量的排放量，而且能使空氣污染減少60%~70%。

含鎳不銹鋼通過ICS這類創(chuàng)新應(yīng)用有助于改善發(fā)展中國(guó)家的空氣質(zhì)量和健康狀況。

保證清潔燃料和技術(shù)的普遍使用是聯(lián)合國(guó)的一項(xiàng)能源可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDG7)。如果這個(gè)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，就能避免數(shù)百萬(wàn)人的死亡，而且使依賴污染性燃料和技術(shù)進(jìn)行烹飪、取暖和照明的數(shù)十億人的健康狀況和生活質(zhì)量得以改善。

(關(guān)鍵字：能源 鎳 氣候變化)