Re: [討論] 稀土元素在汽車領域的應用

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作者 chandler0227 (錢德勒)
時間 2020-02-27 09:46:28
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2017年的資料,依據Bolt電動車拆解的資料推估 https://i.imgur.com/nvaTEGz.jpg
https://i.imgur.com/pgG0PmJ.jpg
內燃機車輛全換成EV 會增加 29倍的鋰需求 19倍的鈷需求 6.5倍的稀土元素需求 5.2倍的石墨需求 1.1倍的鎳需求 鈷的供需,未來EV電池佔大多數(Source: BNEF) https://i.imgur.com/4kbCVwc.jpg
電池產業對鈷的需求 https://i.imgur.com/9GfehfE.jpg
已知的稀土礦量與每年生產(中國佔絕大多數) https://i.imgur.com/WbMsawK.jpg
稀土常縮寫成REE(rare earth element) 然後講到稀土在電動車上的應用就不得不提釹元素(neodymium, Nd) Assessing the dynamic material criticality of infrastructure transitions: A case of low carbon electricity 釹金屬的生產量和需求量趨勢 https://i.imgur.com/U3tgwMx.jpg
REE Recovery from End-of-Life NdFeB Permanent Magnet Scrap: A Critical Review (2017) 釹金屬的需求量一直增加,而絕大部分來自開採而非回收 https://i.imgur.com/4IHVAkg.jpg
如果對EV不用靠釹,不會有"回收釹"相關的文獻回顧吧 而絕大部分的釹需求正是來自電動車的Powertrain(馬達) https://i.imgur.com/tSWUGYz.jpg
Tesla降低每台車的鈷使用量,但整體電動車產業(電池)的鈷需求量仍然一直增加 TOYOTA也有在開發應用在PM上替代釹的材料,但整體電動車產業對釹需求依舊提高 當然可以預期未來會有能替代開採不易或稀土金屬的材料 但現階段而言,相比傳統汽車產業 電動車產業對鋰、鈷和釹(稀土元素)的依賴相當高是事實 : 稀土元素(Rare-earth element) : 稀土金屬,或稱稀土元素,是元素週期表上第Ⅲ族之鈧、釔和鑭系元素共17種 : 金屬化學元素的合稱,皆屬於副族元素。鈧和釔因為經常與鑭系元素在礦床中 : 共生,且具有相似的化學性質,故被認為是稀土元素的一員。 : 與其名稱暗示的不同,稀土元素在地殼中的豐度相當高,其中鈰在地殼元素豐 : 度排名第25,占0.0068%(與銅接近),是含量最高的稀土元素。 : 雖然稀土元素並不稀有,但其傾向於兩兩或多種一起生成合金,而難以將稀土 : 元素彼此單獨分離,此外稀土元素在地殼中的分布相當分散,很少有稀土元素 : 集中到容許商業開採的礦床,因此被稱為「稀土」元素。 : 另外稀土元素中含量最少的是鎦,但在地殼中的含量比金甚至還要高出200倍。 : https://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_element : http://scimonth.blogspot.com/2011/04/blog-post_1131.html : 而在汽車領域的應用,部分稀土元素例如釹會用在馬達的磁鐵上,以及車內各 : 種元件等有可能使用到各類稀土元素,像是氧化鈰也常被做為汽車玻璃拋光之 : 用,鄉民有的甚至也會拿來除油膜、氧化鑭做為玻璃添加劑製造螢幕、相機鏡 : 頭,還有汽車音響等,甚至內裝用到的皮革、布料等其生產過程也都會使用到 : 稀土。 : 不過大多數產品的稀土使用量極少,使用量最多的還是石油裂解時做為催化劑 : 使用、以及製作現代燃油車必備的觸媒轉化器。在中油官網上對稀土的介紹中 : 說到: : "稀土的用途中在美國產業界使用最多是排氣催化控制及石油化學 : 催化劑、稀土磁鐵,另有綠色科技及國防科技等。" : https://www.cpc.com.tw/cp.aspx?n=248 : 而觸媒轉化器使用的原料除了貴金屬之外,主要是以氧化鈰、氧化鐠和氧化鑭 : 的混合物為主,其中氧化鈰是關鍵成份。由於氧化鈰的氧化還原特性,可以有 : 效地控制排放廢氣的成分。另外將稀土氧化物(Ceo2、Y2O3)加入催化劑中, : 能提高催化劑的抗鉛、硫中毒性能、耐高溫穩定性。這些稀土元素還能降低貴 : 金屬的使用量並且提高觸媒轉化器的效能。 : http://bit.ly/2w4FHeH : https://phys.org/news/2017-12-catalyst-exhaust-modern.html : 而在未來的應用上,馬達自然不必說,永磁馬達內的磁鐵會用到銣金屬;鈰除 : 了用在拋光粉、催化劑外,還會用在儲氫材料、燃料電池原料上,是未來氫燃 : 料電池電動車不可或缺的。 : https://bloom.bg/2T2n4AY : 而目前電動車常用的鋰離子電池以Tesla 為例,Tesla 採用的是NCA 電池,其 : 正極材料組成為鎳、鈷、鋁,其中最貴最稀少也是爭議最多的材料為鈷,因為 : 鈷的來源大約有三分之二都來自於剛果共和國,而剛果因為時常雇用大量童工 : 而在國際社會上引起關注,而Tesla 電池大致上可分為三個時期: : Stage 1 (2009 - 2012) : 這時期用的是18650電池,使用在Tesla Roadster 與初代Model S 上 : 每輛車約需要11公斤的鈷 : Stage 2 (2016 - 2018) : 這時期用的同樣是18650電池,用在Model S 二代車型與Model X 上 : 但每輛車所需的鈷降至7公斤 : Stage 3 (2018 - ) : 這時期的電池外型變了,2170電池目前只用在Model 3 上 : 並且每車所使用的鈷降至4.5公斤 : https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1533746808.A.E89.html : 可以看到鈷的用量是逐年遞減,未來甚至可能完全不使用鈷(這要等到四月份 : Tesla 舉辦的電池日會議上才會明朗),而且製造電池並無直接使用大量的稀土 : 元素當成原料。(註:鈷並非稀土元素) : 稀土元素在現代工業中是扮演著維生素的角色,幾乎各行各業都離不開稀土, : 做為現代工業產物的電動車雖然也離不開稀土,但是要說電動車是不用石油而 : 用量更少的稀土元素去製造高污染電池那是大錯特錯: : https://i.imgur.com/3xvXphF.png
: https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1582628770.A.98E.html : 首先,電池製造並不直接使用大量稀土,其次,稀土並不稀有。甚至在稀土的 : 使用量上,由於製造石油以及廢氣淨化都需要使用到稀土,燃油車生命週期內 : 原本就已經用了非常多的稀土元素,想借由稀土使用來做為抨擊電動車的藉口 : 只能說是對於現代工業以及稀土元素的不了解、相關知識匱乏所導致的。 : PS: : 希望未來的ElectroWheel 板板主whizz 能多補充些相關知識,若是對於電動車 : 有這般錯誤認知而若未來又發文誤導他人那可就是害人又害己了。 -- 光看中油這段介紹我還以為傳統車輛對稀土依賴程度比EV更高哩 https://i.imgur.com/F0gOXWP.jpg
EV銷量主導釹需求 https://i.imgur.com/tSWUGYz.jpg
2015年的資料,石油精煉(Catalyst)跟磁鐵佔稀土比例分別是24%和23%(約莫相當) https://i.imgur.com/tCgtlsu.jpg
石油精煉中汽車石油佔一半,約莫12% Powertrain(永磁馬達)佔3~5%,約莫整體的1% 但那時後HEV/PHEV/BEV加起來的銷量才佔整體車輛銷售量多少比例? 之所以EV佔稀土總需求比例不高,純粹是因為當時EV數量很少 但如果以現階段電動車發展,要達到100% EV,對稀土的依賴程度會提高好幾倍 我不是算給你看了,2015年當時HEV/PHEV/BEV才佔多少比例? 但稀土的使用比例磁鐵可是和觸媒/催化劑相當呢! 生產電池本來就要稀土啊,懷疑喔 同樣2015年,電池佔8%稀土使用量,觸媒/催化劑佔24%稀土使用量 當時的有用到大電池的車輛佔總量多少,BEV連1%都不到勒 https://i.imgur.com/tCgtlsu.jpg
費盡心思帶風向的是誰,上面講過的話再回你一次 光看中油這段介紹我還以為傳統車輛對稀土依賴程度比EV更高哩 https://i.imgur.com/F0gOXWP.jpg
電動車稀土用量更少????? WOW https://i.imgur.com/nvaTEGz.jpg
https://i.imgur.com/pgG0PmJ.jpg
Lanthanum, Cerium, Praseodymium, Neodymium這幾個電動車上都廣泛應用(不只馬達)
※ 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.73.106.124 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1582767991.A.ADA.html

Scape: 謝謝你幫我再度說明了電池製造不直接使用大量稀土元素。 02/27 09:50

Scape: 另外這篇報告我也有看過,他並沒有考慮到石油裂解所需的 02/27 09:50

Scape: 稀土元素;同時這是純燃油車對上EV 的對比,未來燃油車會 02/27 09:51

Scape: 往油電發展,純燃油車將會更少。而油電車也跟電動車相同 02/27 09:52

Scape: 其(永磁)馬達也會使用到稀土元素。 02/27 09:53

d8613518: 很大一部分人狂推電動車有多環保,開採稀土可一點都不 02/27 09:53

d8613518: 環保=_= 02/27 09:53

Scape: 稀土資源開採有環境問題是事實,但要把這鍋給電動車背就不 02/27 09:56

Scape: 對了。我的上一篇文章已經說過,稀土早已經使用在現代各行 02/27 09:57

Scape: 各業上,你衣住行都離不開稀土,而石油裂解更是稀土使用的 02/27 09:58

Scape: 大宗,不考慮車輛生命週期只看製造是無法反映全部事實的 02/27 09:59

d8613518: 電動車是增加了稀土的使用還是減少?你回答這個問題就好 02/27 09:59

hanchueh: 油車的觸媒轉換器也要用到稀土吧 02/27 09:59

ccc101419: 推 02/27 10:00

Scape: 中油那段不就一開始就講石油裂解用很多嗎?你要表達什麼? 02/27 10:00

Scape: 我可不敢這麼肯定的說電動車會增加稀土使用或是減少耶 02/27 10:01

ctx1000: 用很多就解釋成換成電車總量比較少 好 教主是這樣說吧? 02/27 10:02

Scape: 電動車使用稀土主要是用在永磁馬達上的銣,但是感應馬達 02/27 10:03

wisdom: 電動車需要銣元素主要是用來製造強力磁鐵(銣鐵硼磁鐵), 02/27 10:03

wisdom: 不過現在電動車的主要動力源仍是感應馬達,感應馬達是不用 02/27 10:03

wisdom: 磁鐵的。當然現在特斯拉的雙驅車款會使用永磁馬達就是了 02/27 10:03

Scape: 卻沒有大量永磁磁鐵的需求。而感應馬達早就被Tesla證明可 02/27 10:03

Scape: 使用在電動車上,要是銣缺稀了隨時更換也不是什麼問題。 02/27 10:04

Scape: 倒是石油裂解一直使用大量的稀土,美國進口稀土也大多數是 02/27 10:05

d8613518: 石油裂解只為了生產汽油? 02/27 10:05

Scape: 為了石油所用,為何就不肯正視這個事實只敢談車輛本身才料? 02/27 10:06

d8613518: 石油裂解的產多了去,除非你完全不使用石化產業的任何 02/27 10:07

d8613518: 產品 02/27 10:07

d8613518: 特斯拉車上沒任何一石化產業生產的零件?真笑話 02/27 10:09

d8613518: 難道真以為原油只為了變成汽油?? 02/27 10:10

lay10521: 石油產品很多欸 就算淘汰燃油車 還是要煉油 02/27 10:10

Scape: 石油有其他副產品沒錯,但最大宗還是汽油比例將近50% 02/27 10:12

INNBUG: 結果電動車更傷害環境 02/27 10:12

Scape: 最大宗的拿出來講有何問題嗎? 02/27 10:12

d8613518: 不要用汽油就不需要裂解了嗎? 02/27 10:13

Scape: 講電動車更傷環境的請拿出證據呀,更可以證明歐盟都錯了 02/27 10:13

d8613518: 傷不傷環境看你用哪種角度,看哪區域 02/27 10:15

hanchueh: 某些人自以為比VAG總裁還聰明 02/27 10:15

d8613518: 歐盟又不產稀土,就算採稀土再破壞環境,那也只是出產 02/27 10:16

Scape: 所以說就請你拿出證據呀 02/27 10:16

d8613518: 國的事 02/27 10:16

d8613518: 別人小孩死不完的概念,懂? 02/27 10:16

Scape: 你這不叫證據耶,叫說法。首先你就不知道燃油車與電動車 02/27 10:17

Scape: 誰用的稀土更多、誰用的稀土更汙染,你怎能直接說電動車 02/27 10:18

Scape: 更汙染環境呢? 02/27 10:18

d8613518: 額,原po文章中就直接說明了,把所有內燃機換成電動車 02/27 10:24

d8613518: 的情況下,稀土用量是大幅增加的... 02/27 10:24

Scape: 我上面已經說了,這篇文只有考慮到車輛材料並沒有考慮到 02/27 10:26

Scape: 使用的石油,並且未來燃油車都會往油電發展,同樣會大量 02/27 10:26

Scape: 使用銣來製造馬達。 02/27 10:27

d8613518: 我上面說了,裂解石油不完全只會生產出汽油=_= 02/27 10:30

d8613518: 所以不該用環保這種鳥理由來推電動車跟油電車 02/27 10:31

hanchueh: 就算用100%火力發電 電動車還是排碳比較低 02/27 10:33

hanchueh: 所以使用的石油也會比較少 02/27 10:33

d8613518: 一整個就是「不願面對的真相」電動車版... 02/27 10:33

Scape: 現在再講單輛車的稀土用量,0227你拿2015年的整體用量來講 02/27 10:33

hanchueh: 油車只有靠油電才有效率 那一樣要用馬達 02/27 10:33

Scape: 有何意義?你能給出證據證明加上石油裂解後,EV的稀土用量 02/27 10:34

Scape: 比燃油車更多嗎? 02/27 10:34

lay10521: 也有石化燃料火力發電 需要石化工業專家才能解這題XD 02/27 10:34

d8613518: 石油會用的比較少?那也未必,得看目前石油裂解完非汽油 02/27 10:35

d8613518: 部分是否為過剩 02/27 10:35

Scape: 再者,爭誰稀土用的多誰用的少有何意義?要說誰比誰更汙染 02/27 10:36

Scape: 那要考慮的事情多著呢,碳排、用水量都是指標。 02/27 10:37

Scape: 我發文只是要說明一個事實:whizz講生產電池要使用大量稀土 02/27 10:38

Scape: 是不對的。你也部用在那費盡心思想要帶風向轉移焦點了 02/27 10:39

ru04hj4: 還好沒浪費時間去查 02/27 10:39

d8613518: 也沒看教主提出證明,改用電動車後除碳排外會比較少, 02/27 10:43

d8613518: 碳排比較少也是條件才會比較少的=_= 02/27 10:43

Scape: 你看中油介紹然後以為傳統車輛如何如何的關我啥事呀 02/27 10:43

Scape: 中油的介紹又不是我寫的,你還好嗎? 02/27 10:44

Scape: @d86,我從來沒在這篇文中講改用EV會如何,我只是要你提出 02/27 10:45

Scape: 你說EV會用更多稀土的證明而已,那是你講的話要你提證據 02/27 10:46

Scape: 不過分吧。 02/27 10:46

Scape: 0227你實在越混越回去了。電池製造會用到稀土就等於電動車 02/27 10:48

Scape: 電池會用到稀土嗎?電池百百種用處各有不同,有電池會用到 02/27 10:49

Scape: 稀土就等於電動車電池會用到?邏輯是被你當早餐吃了嗎? 02/27 10:49

bluemkevin: EV 就是需要稀土礦這有什麼好辯的 02/27 10:50

ststLiang: 本來想說一篇長知識的文…又被推文邏輯開始亂掉了 02/27 10:52

bluemkevin: 歐美國家對於礦產國或是回收國的環保根本不在乎 02/27 10:53

Scape: 另外再講一次,稀土早就深入你我的生活當中,只是用量極少 02/27 10:53

d8613518: 教主,原po的文就已經拿出報告了,不然你拿一個報告來 02/27 10:53

d8613518: 證明你的論點吧 02/27 10:54

Scape: 同時在地球含量並不低,若是有那種誰含量少誰就環保的想法 02/27 10:54

d8613518: 有人否認稀土使用已經深入生活嗎?本串講的是,當內燃 02/27 10:55

d8613518: 機全改成電動汽車,稀土用量增加數倍好嗎 02/27 10:55

Scape: 那是過於跳躍,環不環保的因素太多,要爭論誰稀土用的少 02/27 10:56

Scape: 真的沒啥意義。 02/27 10:56

bluemkevin: 我當然知道稀土日常生活都會用,但大電池用更凶這也是 02/27 10:56

bluemkevin: 事實 02/27 10:56

d8613518: 稀土開採有多「環保」?用量少一點,就能開採少一點, 02/27 10:56

d8613518: 甚至儘量用回收 02/27 10:56

Scape: 只要不要有像whizz那樣認為電池需要大量稀土製造所以很汙染 02/27 10:56

Scape: 的錯誤想法與認知就好了。 02/27 10:57

bluemkevin: 環保本來各種取捨,有些人說電動車可以減少溫室氣體, 02/27 10:58

d8613518: 你也知環不環保因素多喔,那你何必辯護改用電動汽車就一 02/27 10:58

bluemkevin: 但大電池回收就是新問題 02/27 10:58

d8613518: 定環保? 02/27 10:58

l79cm: 原來中國在推更污染自己環境的電動車的邏輯 02/27 11:00

d8613518: 目前各廠都在努力減少電池使用稀土的量,但,電池就是要 02/27 11:00

d8613518: 用到,一台車電池量或許不多,但要取代內燃機,那個量就 02/27 11:00

d8613518: 是天文數字了,環保?笑話罷了 02/27 11:00

d8613518: 某樓,中國蠢不是ptt的共識? 02/27 11:00

Scape: 哀 都講了兩篇文二三十頁了還在那邊電池用大量稀土。用稀土 02/27 11:02

Scape: 是馬達不是電池好嗎?以後燃油車改油電也會用!!! 02/27 11:02

bluemkevin: 電池用量就是會增加阿... 02/27 11:02

bluemkevin: 沒有人說油電不會阿XD 02/27 11:03

Scape: 算了,我放棄跟這些人溝通了。 02/27 11:03

ctx1000: 首先,電池製造並不直接使用大量稀土 by教主 02/27 11:06

bluemkevin: 我自己開油電都不覺得一定比油車環保 02/27 11:06

SEEDA: 教主現在是在避嫌嗎 都不敢發特斯拉新聞了 02/27 11:09

d8613518: 所以電動車不用馬達??XDD 02/27 11:10

d8613518: 馬達不用稀土?XDD 02/27 11:10

bluemkevin: 好吧,我道歉,我錯把鈷當然稀土 02/27 11:11

d8613518: 教主就趕緊貼篇文獻說明電動車全車不用稀土好不好? 02/27 11:12

hanchueh: 先去複習高中化學吧 鈷不是稀土 02/27 11:17

bluemkevin: 稀土只是含量多寡的差別 02/27 11:18

bluemkevin: 一種礦產人類挖的差不多就變稀土啦 02/27 11:19

dreaminc: 教主 你還不懂你讓人反感嗎 02/27 11:23

hanchueh: 稀土是元素表特定區域的元素才叫稀土 02/27 11:25

fakefate: @d86,S大是在說明稀土/馬達/電池,沒說馬達不會用 02/27 11:31

fakefate: https://i.imgur.com/64FaSPE.jpg 他根本沒這麼說啊 02/27 11:32

fakefate: 發特斯拉新聞也酸,不發也酸,啊不然是要怎樣 02/27 11:33

bluemkevin: 因為以前那些元素不好提煉所以被誤以為含量稀少才將那 02/27 11:34

bluemkevin: 些元素稱作稀土元素 02/27 11:34

Pellaeon: XD 02/27 11:34

d8613518: 既然有用,那內燃機全用電動車替代,稀土用量怎麼會不是 02/27 11:34

d8613518: 倍增? 02/27 11:35

hanchueh: 因為油車要用的觸媒轉換器 電車不需要啊 02/27 11:38

d8613518: 所以一台車的觸媒轉化器稀土用量大於一台電動車稀土的 02/27 11:39

d8613518: 用量囉?副教主 02/27 11:39

ru04hj4: 燃油車減少也可以減少Pd用量 4不4很棒 02/27 11:39

fakefate: https://i.imgur.com/QrUUqDd.jpg 突然想到國小自然老 02/27 11:42

fakefate: 師手上都有強力磁鐵,懷念 02/27 11:42

bluemkevin: 稀土應該是歸在馬達那項 02/27 11:42

cospergod: 講不過就講不過還放棄勒,多跑外送就買得起夢想的車拉 02/27 11:50

hanchueh: Neodymium用在馬達上的確會越來越多 02/27 11:51

hanchueh: 因為超級汙染超級沒效率的內燃機也要靠油電馬達省油 02/27 11:51

hanchueh: 這是不可逆的趨勢 02/27 11:52

lll156k1529: 原po同一段話複製超多遍 快笑死 02/27 11:57

pipi7878: 推一個原po用data說話 02/27 12:14

youkisushe: 原來這麼多人認為一台車用一次跟一台車的能源石油用 02/27 12:20

youkisushe: 很多次 開越多用越多是一樣污染的 02/27 12:20

pigking75: 特粉又都到齊嘍~ 02/27 12:40

m996360: 哈哈哈哈哈,又在跟人吵架,真的不是車的問題 02/27 12:51

MXIC: Google仔又充分的表現出知識不足的地方,這麼愛發文,自己去 02/27 13:03

MXIC: 開個blog就好,整天一直噓文洗文,又不去試乘,顆顆。 02/27 13:03

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