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減少對稀土依賴性的清潔能源與循環(huán)技術(shù)研究

新能源技術(shù)的長期發(fā)展主要依賴稀土資源如金屬釹、鏑等，原因是這些元素是制造永磁同步電機(jī)的關(guān)鍵材料。據(jù)預(yù)測，隨著對新能源產(chǎn)品的需求量大增，稀土資源供應(yīng)不足的缺口將會越來越大。

在供應(yīng)方面，中國提供了全球87%的稀土資源，但產(chǎn)量無法滿足需求的巨大增長。目前只有不到1%的稀土資源進(jìn)行二次利用，因此這種資源使用模式是一種巨大的浪費(fèi)。單獨(dú)依靠開采新的資源是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，目前提出的新辦法就是進(jìn)行稀土資源的循環(huán)利用。對于電動汽車的永磁電機(jī)，其稀土資源較容易進(jìn)行二次利用，因?yàn)樵谶@種部件中，稀土材料不僅純度高，而且金屬分布集中，有利于提取。

建立了稀土資源的生產(chǎn)及需求增長模型。分析過程中，按照應(yīng)用方式（如電動汽車驅(qū)動電機(jī)）的不同建立稀土資源循環(huán)利用的曲線，估算當(dāng)前稀有金屬元素被耗盡的速度。據(jù)估計(jì)，到2100年，稀土資源需求中，將有50%是由循環(huán)利用的方式滿足的；盡管目前電動汽車相比于傳統(tǒng)汽車的年銷量不足4%（2010年），但是到2050年，電動汽車將是稀土類資源的最大用戶；對于新能源汽車說，如果采用鎳氫電池，則每輛車約消耗0.2kg的金屬釹；電機(jī)要達(dá)到高效率，永磁結(jié)構(gòu)不可避免地要消耗0.5kg的釹、鏑金屬。所以，從汽車發(fā)展的角度看，雖然通過使用鋰電池后，單車的稀土元素使用量減少，但是由于車輛數(shù)量的增大，稀土的總體使用規(guī)模將會出現(xiàn)大幅攀升。

網(wǎng)址：http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S0959652614003837

作者：Komal Habib et al

編譯：張聰