آینده خودروهای برقی و نگرانی‌ها درباره آن – بخش اول

مقدمه:

امروزه سعی بر آن است که مصرف انرژی در همه رده‌های زندگی به کمترین میزان ممکن برسد یکی از منابع محدود و تجدید ناپذیر نفت و مشتقات آن است که خواسته یا ناخواسته در چندین دهه آینده رو به پایان خواهد بود.

امروزه حمل و نقل یکی از ضروری‌ترین کارهای روزمره کشورها می‌باشد؛ چه زمینی، هوایی و دریایی. این عوامل باعث مصرف سوخت بسیار بالایی در روز و ایجاد آلودگی‌های زیستی می‌شود. خودروهای برقی جایگزینی مناسب برای خودروهای سوختی می‌باشند که به نوبه خود از مصرف سوخت‌های فسیلی کم می‌کنند و آلودگی زیست محیطی بسیار پایین‌تر دارند. این دو عامل، یعنی مصرف سوخت و آلودگی دو امر مهم برای جایگزینی و پیش‌بینی طرح‌هایی برای آینده این نسل از خودروها می‌باشد.

عصر خودروهای برقی:

با توجه به عوامل ذکر شده، خودرو برقی یکی از مواردی می­‌باشد که برای جایگزینی خودروهای سوختی مورد استفاده قرار گرفته و میزان استفاده از آن رو به افزایش خواهد بود. جنرال موتورز اعلام کرد قصد دارد فروش مدل­‌های بنزینی و دیزلی را تا سال 2035 متوقف کند. آئودی، مستقر در آلمان، قصد دارد تولید چنین خودروهایی را تا سال 2033 متوقف کند. در بسیاری از کشورها، دستورات دولت تغییرات را تسریع می­کند. طبق مشاوره BloombergNEF (BNEF) در لندن، حتی بدون سیاست­ها یا مقررات جدید ، نیمی از فروش جهانی خودروهای سواری در سال 2035 الکتریکی خواهد بود.

اما افزایش خودروهای برقی با چالشی به نام باتری همراه است. چه در تهیه و تولید آن و چه در بازیافت و مصرف دوباره آن.

دانشمندان با پیش‌بینی دنیای تحت سلطه وسایل نقلیه برقی، با نگرانی­‌هایی رو ­به­ رو هستند: یکی اینکه فلزات استفاده شده در باتری­‌ها، کمیاب، گران و مشکل ساز هستند زیرا استخراج آنها هزینه‌­های زیست‌محیطی و اجتماعی زیادی را متحمل می‌­شود. و مورد دیگر بهبود بازیافت باتری است، چرا که از فلزات ارزشمند موجود در باتری‌­های خودروهای برقی می­‌توان به طور مؤثر استفاده کرد. کواسی آمپوفو ، مهندس معدن که تحلیلگر اصلی فلزات و معادن در BNEF است ، می‌­گوید: “بازیافت نقش کلیدی در ترکیب بازی خواهد کرد.”

باتری و خودروسازان در حال حاضر میلیاردها دلار برای کاهش هزینه­‌های تولید و بازیافت باتری­‌های خودروهای برقی (EV) هزینه می­‌کنند – که بخشی از آن با انگیزه­‌های دولت و انتظار مقررات آتی ایجاد شده است. سرمایه گذاران تحقیقات ملی نیز مراکزی را برای مطالعه راه­‌های بهتر ساخت و بازیافت باتری تأسیس کرده‌اند. از آنجا که هنوز در بیشتر موارد، استخراج فلزات نسبت به بازیافت آنها ارزان‌تر است، هدف اصلی توسعه فرایندهای بازیابی فلزات ارزشمند برای رقابت با فلزات تازه استخراج شده است. جفری اسپانگنبرگر، مهندس شیمی آزمایشگاه ملی Argonne در لمونت، ایلینویز، که مدیریت طرح بازیافت باتری­‌های لیتیوم-یون با بودجه فدرال ایالات متحده به نام ReCell را بر عهده دارد، می­گوید: “پول حرف اول را می‌زند.”

آینده لیتیوم:

یک خودروی برقی همراه با باتری­‌های لیتیومی درون آن

اولین چالش برای محققان کاهش میزان فلزات استخراج شده برای باتری­‌های EV است. میزان مواد موجود بسته به نوع باتری و مدل وسیله نقلیه متفاوت است. اما یک بسته باتری لیتیوم یونی اتومبیل از نوع شناخته شده با (NMC532) می­‌تواند از 8 کیلوگرم لیتیوم، 35 کیلوگرم نیکل، 20 کیلوگرم منگنز و 14 کیلوگرم کبالت تشکیل شده باشد.

تحلیلگران به زودی پیش بینی نمی‌­کنند که از باتری­های لیتیوم یونی دور شوند: هزینه تولید آن‌ها به شدت کاهش یافته است، آنقدر چشمگیر که به احتمال زیاد آن‌ها فناوری غالب در آینده نزدیک خواهند بود. در حال حاضر آن‌ها 30 برابر ارزان‌تر از زمانی هستند که برای اولین بار به عنوان باتری‌­های کوچک قابل حمل در اوایل دهه 1990 وارد بازار شدند. BNEF پیش بینی می­‌کند که هزینه یک بسته باتری لیتیوم یونی EV تا سال 2023 به زیر 100 دلار در کیلووات ساعت خواهد رسید. در نتیجه این پیش‌بینی‌ها می‌بایست خودروهای برقی – که هنوز گران‌تر از خودروهای معمولی هستند – تا اواسط سال 2020 به برابری قیمت می‌رسیدند. (البته بر اساس برخی برآوردهای صورت گرفته، اتومبیل­‌های برقی در طول عمر خود ارزان‌تر از خودروهای بنزینی هستند، زیرا هزینه کمتری برای تأمین و نگهداری دارند.)

لیتیوم به خودی خود کمیاب نیست. BNEF2 تخمین زده است که ذخایر فعلی این فلز – به گفته سازمان زمین شناسی ایالات متحده – 21 میلیون تن – جهت استفاده برای تبدیل به انرژی الکتریکی تا اواسط قرن حاضر کافی است.

آمپوفو می‌­گوید با برقی شدن خودروها، چالش موجود افزایش تولید لیتیوم به منظور پاسخگویی به میزان تقاضا است که بین سال­‌های 2020 تا 2030 حدود 7 برابر رشد خواهد کرد.

افزایش استخراج لیتیوم نگرانی‌­های زیست‌محیطی خود را دارد: اشکال فعلی استخراج به مقدار زیادی انرژی (برای استخراج لیتیوم از سنگ) یا آب (برای استخراج از آب نمک) نیاز دارد. اما تکنیک‌­های مدرن‌تری با استفاده از انرژی زمین‌گرمایی برای هدایت فرآیند وجود دارند که لیتیوم را از آب زمین‌گرمایی استخراج می­‌کنند و کم‌خطرتر به نظر می‌آیند. علی‌رغم این عوارض زیست‌محیطی، استخراج لیتیوم به جابجایی استخراج سوخت فسیلی مخرب کمک می­‌کند.

محققان بیشتر نگران کبالت هستند که با ارزش‌ترین عنصر باتری‌­های الکتریکی فعلی است. دو سوم عرضه جهانی در جمهوری دموکراتیک کنگو استخراج می‌شود. فعالان حقوق بشر نگرانی‌­هایی را در مورد شرایط موجود، به ویژه در مورد کار کودکان و آسیب به سلامت کارگران مطرح کرده‌اند؛ مانند دیگر فلزات سنگین، کبالت در صورت عدم مدیریت صحیح سمی است. می‌توان از منابع جایگزین مانند nodules که فلزی غنی است و در کف دریا یافت می‌شود استفاده کرد، اما خطرات زیست‌محیطی خود را دارند. و اما نیکل، یکی دیگر از اجزای اصلی باتری‌های EV، نیز ممکن است با کمبود روبرو شود.

ادامه مطلب را در مقاله بعدی نمایید . . .