在2015年巴黎第21屆聯(lián)合國氣候變化大會上，195個國家就把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高控制在2℃以內的目標達成一致。但隨著能源需求的增長，相關碳排放仍在升高。根據(jù)國際能源署發(fā)布的《全球能源和二氧化碳狀況報告》，2017年，全球能源需求增長了2.1％，增長部分有70％以上來自化石燃料。
令人樂觀的是，報告提到：“2017年，可再生能源是所有能源當中增長率最高的一類，占全球能源需求增長的四分之一。”可再生能源的增長主要是由中國和美國推動的，其次是歐盟、印度和日本。實際上，2017年中國的太陽能發(fā)電量增長相當于法國和德國太陽能發(fā)電量的總和。
鎳在實現(xiàn)能源過渡和應對全球變暖的多種應用中發(fā)揮著重要的作用：南澳州用于儲存風能的一種大容量電池，加拿大的一項大規(guī)模碳捕捉計劃，冰島地熱能的潛力，含鎳不銹鋼協(xié)助減少印度二氧化碳排放量等等。這些應用旨在通過不同的路徑，共同達成巴黎氣候變化大會的目標。鎳將在實現(xiàn)能源過渡的目標、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。
鎳在即將來臨的電動汽車革命中發(fā)揮日益重要的作用
氣候變化應對戰(zhàn)略的一個關鍵部分是改變日常交通方式。交通運輸業(yè)估計占全球溫室氣體（GHG）排放量的14％。雖然有其他多種多樣的解決方案，但預計電動汽車（EV）將在減少污染方面發(fā)揮很大的作用。
顯然，由于電動汽車依賴電力，除非電網(wǎng)本身是無碳電網(wǎng)，否則相關排放量并非為零。但國家可再生能源實驗室最近的一項研究表明，即使在碳密集型電網(wǎng)中，使用電動汽車產(chǎn)生的排放量也少于常規(guī)替代方案。
一直到最近，電動汽車在這個發(fā)展過程中也仍然沒有體現(xiàn)出自身的價值。2017年，電動汽車銷售量首次突破100萬輛，而2016年常規(guī)轎車和輕型商用車的銷售量超過8800萬輛，但這僅僅是開始。
一些分析師預計，到2040年，電動汽車銷售將超過內燃機驅動汽車，每天替代800萬桶汽油。數(shù)百萬輛的轎車、卡車和公交車需要使用含鎳鋰離子電池。根據(jù)市場分析師Roskill的估計，目前電池用鎳約占全球鎳供應量的3％，而這一比例預計會快速上升。
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）。目前正在進一步調整NMC的化學成分，設計一種采用80％鎳、10％錳和10％鈷的8：1：1陰極電池。兩家韓國制造商（包括LG化學公司）宣布了2018年將這些新配方投放市場的計劃。特斯拉（采用NCA－鎳－鈷－鋁技術）等其他公司預計也會增加鎳的比例。
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)勢相當而且有足夠高實際成本效益的技術。因此，在我們拯救地球的行動中，鎳將在電動汽車的全球大規(guī)模普及應用中發(fā)揮日益重要的作用。
預計5年內電動汽車的價格將低于內燃機驅動汽車，而且銷量將暴增至數(shù)千萬輛。有人甚至估計到2035年，路上行駛的電動汽車數(shù)量將高達3.5億輛。
世界上最大的鋰離子電池
2016年，暴風雨破壞了南澳洲關鍵基礎設施，引起斷電，影響170萬當?shù)鼐用?，但鎳無意間竟成為成功應對氣候變化和能源政策的秘密武器。
導致部分居民斷電最長兩周的危機發(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能系統(tǒng)項目。
特斯拉公司與州政府和法國Neoen可再生能源公司（擁有附近的霍恩斯代爾風力發(fā)電廠）共同建造了這個129兆瓦時的電池。這個電池旨在使南澳洲的可再生能源生產(chǎn)實現(xiàn)負載平衡，并在預計電力短缺時提供緊急備用電源。這個電池儲存的基本是已經(jīng)產(chǎn)生的風能和太陽能。
雖然該系統(tǒng)所采用鋰離子電池的具體化學成分沒有公開，但馬斯克曾說特斯拉公司將在電網(wǎng)儲能電池中采用含有鎳、錳和氧化鈷陰極的鋰離子化學成分。
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整鎳、鈷和錳的相對比例，而最新報道顯示鎳的比例高達80％。鎳比例上升，電池吸收鋰的能力也隨之增強，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村實現(xiàn)清潔烹飪技術
據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，傳統(tǒng)沼氣（木材、動物糞便、作物廢料）和煤炭灶具是發(fā)展中國家近30億人烹飪和取暖的主要手段，每年有400多萬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。傳統(tǒng)烹飪方法的熱效率較為低下，而且會通過二氧化碳、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，總部設在新德里的非營利性研究組織能源研究所（TERI）設計了一種高能效的改良灶具（ICS）——TERISPT0610。ICS可以采用多種傳統(tǒng)生物質燃料。其燃燒內筒由304型（UNS S30400）不銹鋼制成，外結構、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院最近進行的實驗室試驗表明，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，被測型號的顆粒物排放量（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ICS投入使用，使烹飪時間縮短了43.6％，而且估計每年能節(jié)省近24000噸薪柴。加州大學圣地亞哥分校、TERI和Nexleaf Analytics公司進行的研究表明，采用清潔的生物質灶具每年可以使每個家庭減少約5噸二氧化碳當量的排放量，而且能使空氣污染減少60％~70％。
含鎳不銹鋼通過ICS這類創(chuàng)新應用有助于改善發(fā)展中國家的空氣質量和健康狀況。
保證清潔燃料和技術的普遍使用是聯(lián)合國的一項能源可持續(xù)發(fā)展目標（SDG7）。如果這個目標得以實現(xiàn)，就能避免數(shù)百萬人的死亡，而且使依賴污染性燃料和技術進行烹飪、取暖和照明的數(shù)十億人的健康狀況和生活質量得以改善。
（本文由國際鎳協(xié)會提供資料整理而成）
