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电动汽车的发展会破坏地球上最后一个未受破坏的生态系统吗?

  • 2023-07-15
  • Armanda
在克拉里昂-克利珀顿区探险期间发现的一颗海蛇尾的特写。这个深海生态系统蕴藏着大量以前科学界未知的物种,但也蕴藏着大量公司想要开采的稀有矿物。 (图片来源:DeepCCZ 合作伙伴:夏威夷大学(美国)、自然历史博物馆(英国)和哥德堡大学(瑞典)。)

为了防止气候灾难,世界必须大幅削减碳排放。但是,要制造足够的电池来为无碳未来所需的电动汽车(EV)提供动力,就需要大规模增加铜、钴和锰等矿物的供应。

各国都在争先恐后地从地球上开采这些珍贵的材料,从地球上到处挖掘刚果民主共和国的雨林到印度尼西亚。然而,这些努力却受到了困扰环境问题和人权问题。

因此,一些公司将目光转向了其他地方:海底。

在海面以下数英里处,海底分布着数十亿颗富含锰、镍、钴、铜和其他珍贵矿物的岩石块。在某些地区,钴也集中在厚金属壳中侧面的水下山脉。

一些公司和国家正准备收获这些所谓的深海多金属结核并提取其中的宝藏。目前,国际水域的海底采矿在法律上尚不明确,公司尚未开始商业开采作业。但代表国国际海底管理局联合国支持的政府间机构(ISA)目前正在牙买加金斯敦召开会议,为期两周(7 月 10 日至 7 月 28 日),以制定可为此类采矿铺平道路的法规。

专家告诉《生活科学》杂志,这种做法可能会对世界海洋产生严重后果。那么这些环境影响有多严重?我们是否有可能在不开采深海的情况下实现我们的气候目标?

海底发现的多金属结核特写。这些结核富含钴和铜等稀有矿物质,这些矿物质用于电动汽车电池。(图片来源:NOAA 海洋勘探与研究办公室,2019 年美国东南部深海勘探)

深海破坏

新的证据表明深海采矿可能会损害海底生态系统。

矿业公司瞄准的一个关键区域是从夏威夷到墨西哥的一片海域。尽管气温寒冷、食物供应量低,这个被称为克拉里昂-克利珀顿区 (CCZ) 的深海栖息地却栖息着数量惊人的物种,从发光海参到露齿鮟鱇鱼。科学家最近编目了超过在 CCZ 中,大约 90% 的物质是科学未知的。

鹦鹉螺号科考船上的研究人员使用遥控潜水器在檀香山东南部的太平洋偏远岛屿海洋国家保护区发现了这种海参。生物学家表示,这样的深海环境可能蕴藏着丰富的稀有矿物矿藏,但也是地球上最原始的生态系统之一,开采它们可能会破坏它们。(图片来源:Nautilus Live / 海洋探索信托基金)

大多数海底采矿需要大型机器来收集结核,将它们带到海面,然后将不必要的沉积物排放回海洋。这种方法可能会给生活在那里的动物带来灾难性的后果,。

“他们实际上必须挖掘和研磨海底才能获取矿物质,”道格拉斯·麦考利加州大学圣塔芭芭拉分校的海洋生物学家告诉《生活科学》。 “所以生活在那个栖息地的任何东西都将被摧毁。”这包括附着在和,如海绵和黑珊瑚。

由于这种做法尚未在工业规模上开始,海洋科学家主要依靠计算机模型和小规模试验来预测深海采矿的影响。然而,1989 年,一组科学家试图模拟海底采矿的效果,他们在秘鲁海底挖掘了一块约 3.9 平方英里(10.1 平方公里)、深约 2.6 英里(4.2 公里)的区域。根据该杂志 2019 年发表的一项研究,该地区的许多物种在 25 年后仍未回归,犁留下的痕迹仍然清晰可见。

有关的:

负面影响可能不会仅限于原矿区;机械设备会造成噪音污染,噪音污染跨越海洋、电脑、绵延数百英里模型建议。这种噪音可能会破坏动物导航、定位猎物或寻找配偶的能力。

但海底采矿最具破坏性的副产品之一也许是海底车辆的沉积物羽流麦考利说,这可能“就像海底沙尘暴一样,会窒息那里的生命”。根据麦考利与人共同撰写并于 7 月 11 日发表在该杂志上的一项研究,这些沉积物羽流可能会损害金枪鱼的栖息地,随着海洋温度变暖,金枪鱼的栖息地正在发生变化,并将与富含矿物质的 CCZ 区域越来越多地重叠。。

一些公司正在研究缩小这些羽流的技术。例如,挪威矿业公司洛克最近获得的英国海底资源有限公司.,一家深海采矿公司,拥有两份勘探合同,允许该公司开始在 CCZ 中寻找矿物,但尚未进行商业开采。该公司首席执行官 Walter Sognnes 告诉 Live Science,Loke 的目标是到 2030 年启动深海采矿业务。

“我们正在努力做的是尽量减少影响并最大限度地了解这种影响,”松尼斯说。

松尼斯说,洛克正在开发采矿车辆,这些车辆仅在穿过海底时才会产生羽流,而不是在回收结核后将多余的沉积物倾倒到海洋中。然而,该技术仍处于理论阶段。

洛克设想的开采这些矿物的技术的说明。水面上的一艘船与小型车辆(黄色)相连,这些车辆在海底深处移动以提取矿物质。洛克正在设计的车辆仅在穿过海底时才会产生羽流,而不是在排出多余的沉积物时产生羽流。(图片来源:洛克)

一些研究人员对是否存在“可持续”的深海采矿方式表示怀疑。

“我认为,如果不造成当地重大环境破坏,造成数万平方公里规模的巨大损失,就不可能做到这一点,”克雷格·史密斯夏威夷大学马诺阿分校的深海生态学家告诉《生活科学》杂志。 “这根本不可能。”

无需深海采矿,我们能否满足电动汽车矿物需求?

刚果民主共和国科卢韦齐 Mutanda Mining Sarl 的露天铜钴矿。专家表示,此类陆地稀有矿藏足以满足电动汽车不断增长的需求,但以可持续的方式获取这些资源可能具有挑战性。(图片来源:Per-Anders Pettersson/Getty)

根据一份报告,如果我们要实现 2015 年《巴黎协定》的气候目标,各国必须到 2040 年将电动汽车的矿产产量增加 30 倍。国际能源署(国际能源署)。

这种对材料的迫切需求提出了一个问题:如果我们不开采海底,我们可以在其他地方获得用于电动汽车的矿物吗?答案很可能是肯定的,但以可持续的方式获取这些陆地矿产储量可能很困难。

到 2022 年,地球拥有约 2500 万吨(2300 万公吨)陆地钴资源,假设所有陆地储量均已开采,可满足 2040 年的需求,研究表明。据镍矿资源统计,全球镍资源储量约为 3 亿吨(2.72 亿吨)。美国地质调查局,足以支持电动汽车产量的增加,。然而,这些资源通常隐藏在茂密的森林深处,并不总是容易获得或开采在经济上不可行。创建新矿山的行动导致大量森林砍伐,这会减少生物多样性并向大气中排放导致气候变暖的排放物。

“你可以从陆地矿藏中获得世界上所有电动汽车或其他任何东西所需的所有矿物,但对环境影响最小的方法实际上可能是以负责任的方式在良好的监管下使用一些深海矿藏,”王西弗加州环境研究中心突破研究所气候与能源联席主任告诉《生活科学》杂志。不过,他补充说,在任何深海采矿作业开始之前,ISA 应该制定更严格的法规和指导方针。

专家表示,新兴电池技术可能有助于减轻矿产市场的压力。目前,使用最广泛的电池电动汽车中的矿物被称为 NMC(使用锂、镍、锰和钴),但汽车制造商渴望找到不需要那么多这些矿物的更便宜的技术。这些电池可能包括钠离子电池或由锂制成的磷酸铁锂电池,以及铁(亚铁)和磷酸盐——这些材料比钴和锰更容易获得和获取。 5月,福特密歇根州的一家新工厂计划于 2026 年开始生产 LFP 电池。然而,据介绍,这些电池目前的能量密度较低,这可能会限制电动汽车的续航里程国际能源署。


“无需深海采矿即可实现向电动汽车的实质性过渡,”肯尼思·吉林厄姆耶鲁大学研究电动汽车的能源经济学家告诉《生活科学》杂志,不过他补充说,海底采矿可能会“减轻一些关键金属市场的压力”。

加利福尼亚州安博伊布里斯托尔干湖上的盐蒸发池,标准锂有限公司正计划从盐水中提取锂。专家表示,锂的储量比钴和锰丰富得多,因此转向磷酸铁锂电池可能会减轻开采这些稀有矿物的部分压力。(图片来源:大卫·麦克纽/盖蒂)

有关的:

尽管深海采矿可以提供丰富的关键矿产资源,但一些汽车制造商——包括宝马、沃尔沃和雷诺——近 20 个国家公开支持暂停以便科学家有更多时间研究其潜在的环境影响。此外,超过 750 名科学家和政策专家已签署正式声明呼吁暂停深海采矿活动。

尽管有关深海采矿的规则尚未最终确定,但截至 7 月 9 日,由于现行条约中的一项模糊规定,ISA 必须接受海底采矿申请。

这并不一定意味着深海采矿很快就会发生,因为 ISA 没有义务批准这些申请,而且法律仍然不明朗。越来越多的专家表示,决定是否进行深海采矿的关键是需要更多的时间来研究、创造新技术,并权衡海底采矿的优点和缺陷。

“了解深海采矿的收益和成本需要进行极其深思熟虑的评估,其中涉及许多目前尚未解决的不确定性,”谢尔盖·帕尔采夫麻省理工学院的能源经济学家在一封电子邮件中告诉《生活科学》。

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