W najbliższych latach na ulicach będziemy widzieć coraz więcej samochodów elektrycznych. Nie ma co do tego wątpliwości. Największe koncerny motoryzacyjne określają nawet ramy czasowe, w których całkowicie wyeliminują z produkcji pojazdy z silnikami spalinowymi. Dla amerykańskiego giganta General Motors ma to być 2035 rok, dla Audi 2033, a dla Volvo 2030. Zasadniczo każda firma pracuje intensywnie nad zwiększeniem udziału samochodów elektrycznych – a zmniejszeniem spalinowych – w swojej flocie. Pojazdy elektryczne, jak z resztą wszystko produkowane na tak ogromną skalę, mają jednak pewne konsekwencje ekologiczne. W tym przypadku problemem nie jest już (przynajmniej bezpośrednio) wydobycie paliw kopalnych i ich spalanie w silnikach spalinowych, a produkcja baterii. To naturalnie nie znaczy, że zrównoważona elektromobilność jest niemożliwa. Jest – ale tylko wtedy, kiedy wdrożymy gospodarkę o obiegu zamkniętym, a baterie będą pochodzić z recyklingu.
Emisje pojazdów bezemisyjnych
Zasadność wymiany samochodów spalinowych na elektryczne jest kwestionowana najczęściej ze względu na nieodnawialne źródła energii do ich ładowania. Co z tego, że samochód jest elektryczny, jeśli do wytworzenia prądu nadal spala się węgiel? To argument przeciw rozwojowi elektromobilności, który spotykamy najczęściej. Rzeczywiście, pojazdy napędzane energią elektryczną nie są do końca ekologiczne – ale zupełnie nie dlatego.
Nawet samochód ładowany prądem wytworzonym w spalarni węgla emituje w przeliczeniu co najwyżej tyle dwutlenku węgla, co wydajny samochód spalinowy (a zazwyczaj mniej) [1]. Co więcej, przy stale i intensywnie rosnącym udziale OZE w miksie energetycznym krajów wysokorozwiniętych, ta kwestia niebawem w ogóle przestanie być zagadnieniem.
Niestety nie oznacza to, że samochody elektryczne napędzane wyłącznie energią odnawialną są wolne emisji. Bynajmniej – szacuje się, że produkcja baterii wiąże się z wypuszczeniem do atmosfery od 56 do 494 kg CO2 na każdą kilowatogodzinę jej pojemności. W przeliczeniu na każdy 1 km przejechany przez cały cykl życiowy pojazdu, emisje wynoszą ok. 1-2 g CO2 na kWh pojemności baterii [2]. Nie jest to wiele, ale nie jest to nic – które należy brać pod uwagę.
Rzadkie metale w coraz bardziej popularnych samochodach
To nie jedyny problem tego konkretnego podzespołu. Do wyprodukowania baterii litowo-jonowych, które napędzają tak samo samochody elektryczne, jak i smartfony czy laptopy, potrzebne są dziesiątki kilogramów rzadkich – lub problematycznych w pozyskaniu – pierwiastków. Te, naturalnie, trzeba najpierw wykopać.
Wyprodukowanie jednej baterii do samochodu elektrycznego wymaga zużycia (średnio) ok. 8 kg litu, 35 kg niklu, 20 kg manganu i 14 kg kobaltu [3]. Do tego trochę grafitu i innych pierwiastków. Najbardziej problematyczne ekologicznie są jednak kobalt i lit.
Blisko⅔ światowego zapotrzebowania na kobalt zaspokajają złoża, które znajdują się na terenie jednego tylko kraju – Demokratycznej Republiki Konga. To niestety niekorzystnie wpływa na prawa pracownicze i prawa człowieka (włączając pracę dzieci) [3]. Co więcej, kobalt – jako metal ciężki – może być toksyczny, jeśli nieodpowiednio się z nim obchodzimy. Przy braku odpowiedniej kontroli BHP nietrudno o tragedię.
Z kolei pozyskanie litu wymaga zużycia ogromnych ilości wody (lub – przy mniej popularnym sposobie jego wydobycia – energii). Proces ten może pochłaniać prawie 2 miliony litrów wody na tonę litu [4]. W niektórych rejonach Ameryki Południowej (gdzie znajdują się największe złoża tego metalu), jego ekstrakcja zużywa 65% zasobów wody dostępnej lokalnie. Dodając do tego toksyczne wycieki z solanek litowych, możemy łatwo wyobrazić sobie wpływ przetwórstwa litu na lokalny ekosystem oraz zdrowie i dobrostan ludzi żyjących w jego okolicy.
Już dzisiaj pozyskanie tych surowców na potrzeby produkcji elektroniki ma poważne konsekwencje społeczno-ekologiczne. Przy założeniu, że do 2035 roku połowa nowych samochodów osobowych, które trafią na rynek, będzie elektryczna [3], problem będzie się pogłębiał w zastraszającym tempie.
Potrzebujemy czystej energii i zmiany podejścia do zasobów
Odchodzenie od paliw kopalnych jest niezbędne, a zastąpienie samochodów spalinowych elektrycznymi to bardzo ważny element tej transformacji. Musimy być jednak uważni na nowe problemy, które generuje to rozwiązanie. Nie możemy dopuścić do sytuacji, w której zapobiegając jednej katastrofie, wywołamy inną.
Jak podsumowują przedstawiciele International Energy Agency [5], rozwój elektromobilności to poniekąd przerzucenie się z systemu o intensywnym wykorzystaniu paliwa na system o intensywnym wykorzystaniu materiałów. Przynajmniej w obecnej rzeczywistości. Drugie będzie lepsze od pierwszego tylko pod warunkiem, że zmienimy swoje podejście z eksploatacyjnego, na regeneracyjne.
Jeśli samochody mają być bezemisyjne, musimy skupić się na optymalizacji produkcji baterii pod kątem zużycia energii i napędzaniu procesów energią czystą, odnawialną. Jeśli naszym celem jest naprawdę zrównoważona elektromobilność, zamiast utylizacji zużytych baterii i dalszej eksploatacji złóż, musimy zwrócić się w kierunku efektywnego recyklingu. Tym bardziej, że za 10-15 lat trzeba będzie zrobić coś z bateriami samochodów wyprodukowanych do tej pory [6]. Składowanie ich na wysypiskach jest absurdalne.
Zrównoważona elektromobilność to dopiero perspektywa
Problem w tym, że w większości przypadków wydobywanie metali jest wciąż bardziej opłacalne niż ich odzyskiwanie [3]. Kiedy w grę wchodzą ogromne, korporacyjne pieniądze, są raczej niewielkie szanse na zmianę modelu biznesowego na mniej opłacalny w imię ekologii czy humanitaryzmu. Jedynym rozwiązaniem jest zatem opracowanie metod recyklingu tak, aby surowce “z odzysku” były bardziej, albo przynajmniej tak samo, opłacalne.
Mimo, że naukowcy pracują intensywnie, wciąż brakuje nam efektywnych, skalowalnych rozwiązań. W związku z tym, recyklingowi poddaje się dzisiaj prawdopodobnie ok. 5% baterii (lub mniej) [6]. To ilość wręcz śmieszna – i z pewnością zbyt mała, żeby bez cienia wątpliwości określić samochody elektryczne jako “ekologiczne”.
Odzyskiwaniem surowców z baterii pojazdów elektrycznych powoli zaczynają zajmować się takie marki jak Volkswagen, Renault czy Nissan. Rząd Chin zachęca producentów do kupowania materiałów i metali z recyklingu, a prezydent Stanów Zjednoczonych planuje inwestycję w zakłady dedykowane przetwórstwu baterii [3]. Sytuację w niedalekiej przyszłości mogą poprawić też plany Unii Europejskiej odnośnie obciążenia producentów odpowiedzialnością za baterie pod koniec cyklu życiowego pojazdów elektrycznych [6]. To wszystko jednak tylko perspektywy albo nieśmiałe kroki. Zrównoważona elektromobilność jest możliwa w przyszłości, ale na ten moment bardzo trudna do osiągnięcia.
Źródła
[1] Hausfather Z., 2019: Factcheck: How electric vehicles help to tackle climate change. Carbon Brief [dostęp 30.08.2021].
[2] Hall D., Lutsey N., 2018: Effects of battery manufacturing on electric vehicle life-cycle greenhouse gas emissions. ICCT Report.
[3] Castelvecchi D., 2021: Electric cars and batteries: how will the world produce enough? Nature, 596: 336-339.
[4] Katwala A., 2018: The spiralling environmental cost of our lithium battery addiction. Wired [dostęp: 31.08.2021].
[5] International Energy Agency, 2021: The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions.
[6] Woollacott E., 2021: Electric cars: What will happen to all the dead batteries? BBC [dostęp 31.08.2021].
Jeśli podoba Ci się treść na blogu, możesz podziękować za moją pracę stawiając mi wirtualną kawę:
