减少对稀土依赖性的清洁能源与循环技术研究



减少对稀土依赖性的清洁能源与循环技术研究

新能源技术的长期发展主要依赖稀土资源如金属钕、镝等，原因是这些元素是制造永磁同步电机的关键材料。据预测，随着对新能源产品的需求量大增，稀土资源供应不足的缺口将会越来越大。

在供应方面，中国提供了全球87%的稀土资源，但产量无法满足需求的巨大增长。目前只有不到1%的稀土资源进行二次利用，因此这种资源使用模式是一种巨大的浪费。单独依靠开采新的资源是远远不够的，目前提出的新办法就是进行稀土资源的循环利用。对于电动汽车的永磁电机，其稀土资源较容易进行二次利用，因为在这种部件中，稀土材料不仅纯度高，而且金属分布集中，有利于提取。

建立了稀土资源的生产及需求增长模型。分析过程中，按照应用方式（如电动汽车驱动电机）的不同建立稀土资源循环利用的曲线，估算当前稀有金属元素被耗尽的速度。据估计，到2100年，稀土资源需求中，将有50%是由循环利用的方式满足的；尽管目前电动汽车相比于传统汽车的年销量不足4%（2010年），但是到2050年，电动汽车将是稀土类资源的最大用户；对于新能源汽车说，如果采用镍氢电池，则每辆车约消耗0.2kg的金属钕；电机要达到高效率，永磁结构不可避免地要消耗0.5kg的钕、镝金属。所以，从汽车发展的角度看，虽然通过使用锂电池后，单车的稀土元素使用量减少，但是由于车辆数量的增大，稀土的总体使用规模将会出现大幅攀升。

网址：http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S0959652614003837

作者：Komal Habib et al

编译：张聪