Nenechte se mýlit, elektrická vozidla a jejich baterie jsou zásadním krokem k udržitelnější budoucnosti v dopravě, protože nabízejí čistší a ekologičtější alternativu k tradičním automobilům se spalovacím motorem. Provoz elektromobilů na silnici má za následek výrazně méně emisí skleníkových plynů a nulové emise z výfuku.
Výroba baterií pro elektrická vozidla však představuje určité ekologické problémy. Některé studie ukázaly, že výroba typické baterie EV může vést k vyšším emisím uhlíku ve srovnání s benzinovými vozy. To je způsobeno značným množstvím energie potřebné pro pořízení surovin a samotný výrobní proces.
Většina této spotřeby energie je spojena s výrobou baterie, která vyžaduje těžbu vzácných a náročných materiálů, jako je lithium, kobalt a mangan.
Udržitelnost baterií elektrických vozidel
I když současné výrobní procesy baterií pro elektromobily ještě nejsou tak udržitelné, jak bychom si přáli, jejich čistý provoz po celou dobu životnosti vozidla více než kompenzuje počáteční dopad na životní prostředí. Je nezbytné, aby průmysl pokračoval v práci na udržitelnější výrobě baterií a přechodu na čisté zdroje energie.
V tomto článku se hlouběji ponoříme do environmentálního dopadu sběru surovin pro baterie EV, prozkoumáme rostoucí alternativy a vysvětlíme, proč je jízda na elektřinu udržitelnější možností než jízda v benzínovém autě, a to i se současnými výzvami.
Vzestup EV jako udržitelné alternativy
Řidiči po celém světě si stále více uvědomují svůj dopad na životní prostředí. Podle našeho výzkumu ve spolupráci se společností Ipsos 62 procent široké veřejnosti říká, že snížení emisí CO2 v dopravě je důležité, a 7 z 10 řidičů EV uvádí při koupi auta ekologické ohledy jako rozhodující.
Není tedy překvapením, že elektrická vozidla získávají na popularitě.
Zatímco elektrická vozidla produkují při jízdě jen málo nebo žádné emise, jejich výroba, a zejména jejich baterie, může mít významný dopad na životní prostředí.
Podívejme se podrobněji na to, jak mohou být baterie elektromobilů a suroviny, které obsahují, méně šetrné k životnímu prostředí, než se může zdát.
Vliv výroby a likvidace baterií na životní prostředí
Baterie pro elektromobily jsou složité komponenty obsahující mnoho prvků vzácných zemin (REE), jako je lithium, nikl, kobalt a grafit. Jak jejich název napovídá, tyto materiály se obtížně hledají a těží, což vyžaduje intenzivní těžbu a dokonce i některé znečišťující procesy k jejich oddělení od půdy. To je důvod, proč může být výroba baterií pro elektromobily náročná z hlediska životního prostředí.
Výroba baterií EV
Baterie EV se skládá z tisíců dobíjecích lithium-iontových článků spojených do bateriové sady. Kromě surovin, které tvoří její články, potřebuje baterie EV mnohem více hardwarových a softwarových komponent, aby byla funkční. Podívejme se na dopad výroby baterie pro elektromobily na životní prostředí.
Suroviny pro EV baterie
Primárními materiály, které tvoří baterii EV, jsou lithium, mangan a kobalt. Zpráva společnosti Nature odhaduje, že typická baterie EV spotřebuje asi 8 kilogramů lithia, 14 kilogramů kobaltu a 20 kilogramů manganu.
Podívejme se níže na proces těžby každého materiálu a jeho dopad na životní prostředí.
Lithium-iontová
Ačkoli existují i jiné chemické složení baterií pro elektromobily, lithium-iontové články jsou zdaleka nejoblíbenější díky své nákladové efektivitě a relativně vysoké hustotě energie, které nabízejí optimální kompromis mezi kapacitou akumulace elektřiny a cenou.
Lithium-iontová těžba
Lithium se vyrábí hlavně ze solných plání nebo podzemních zásobníků solanky, přičemž většina výroby se soustředí v Jižní Americe (jmenovitě v Bolívii, Argentině a Chile) a Číně.
Extrakce lithia ze solanky je poměrně přímočará a provádí se odpařováním vody za vzniku roztoku bohatého na lithium.
Vliv těžby lithia na životní prostředí
Kvůli tomuto odpařovacímu procesu využívá těžba lithia velké množství podzemní vody, která se při tomto procesu ztrácí. To může připravit místní komunity o pitnou vodu a poškodit zemědělství snížením vody dostupné pro zavlažování – zejména s ohledem na to, že většina světového lithia se získává v suchých oblastech s nedostatečnými zásobami vody.
Kromě toho zbývající kapalina po extrakci lithia může obsahovat toxické nebo radioaktivní prvky a musí být před uvolněním vyčištěna a uskladněna.
Kobalt
Kromě lithia je kobalt často uváděným viníkem ekologických a sociálních dopadů baterií EV. Kobalt je v současné době jednou z hlavních součástí článků elektrických baterií.
Těžba kobaltu
Kobalt se vyrábí jako vedlejší produkt těžby mědi a niklu, ale lze jej těžit také přímo, přičemž hlavními producenty jsou Austrálie a Demokratická republika Kongo (DRC).
Vliv těžby kobaltu na životní prostředí
Kobalt je možná jedním z nejproblematičtějších materiálů používaných v elektrických vozidlech, a to jak z hlediska životního prostředí, tak společnosti. Kobaltové doly produkují toxické zbytky, které se mohou vyluhovat do životního prostředí, otravovat podzemní vody a poškozovat okolní komunity. Navíc při tavení kobaltové rudy vznikají výpary s vysokou koncentrací oxidu síry a dalších látek znečišťujících ovzduší.
Kromě dopadu na životní prostředí vzbuzují kobaltové doly také obavy o pracovní sílu. S malou formální regulací a dohledem jsou pracovníci v kobaltových dolech často nedostatečně placeni a postrádají odpovídající ochranné vybavení, nástroje a školení. Tyto nebezpečné podmínky vytvářejí problematické pracovní postupy, které mohou vést ke zranění nebo dokonce smrti.
K řešení těchto nepříznivých okolností se mnoho předních automobilových společností zavázalo získávat kobalt, grafit a lithium ze spolehlivých a sledovatelných zdrojů. Mezitím výrobci baterií odcházejí od používání kobaltu a zaměřují se více na materiály, které jsou snadno dostupné a mají méně problémů, jako je nikl nebo železo. Inovativní studie na polovodičových bateriích mají potenciál zcela eliminovat použití kobaltu a výrazně zvýšit kapacitu a účinnost nových baterií.
Mangan
Mangan je ve srovnání s lithiem a kobaltem často přehlížen v diskuzi o surovinách potřebných pro výrobu baterií EV. To znamená, že jde o kritickou součást baterií pro elektromobily a poptávka po ní v posledních letech značně vzrostla.
Těžba manganu
Mangan je pátým nejrozšířenějším kovem na Zemi a často se vyskytuje vedle nalezišť železa. Mangan se obvykle těží v povrchových dolech, přičemž přibližně 80 % produkce manganu pochází z Jižní Afriky. Austrálie, Čína, Indie, Ukrajina a Brazílie také produkují významný podíl kovu.
Vliv těžby manganu na životní prostředí
Těžba manganu v povrchových dolech může způsobit značné znečištění ovzduší, zejména v suchých oblastech, kde může prach z těžby snadno stoupat. Kromě toho může mangan znečišťovat půdu a zásobování vodou, včetně zavádění dalších chemických prvků.
Vzestup LFP baterií
Vzhledem k problematickému získávání mnoha materiálů používaných v bateriích EV výrobci aktivně hledají nová, ekologicky a sociálně šetrná řešení pro výrobu baterií. Jednou z takových alternativ je technologie fosforečnanu lithného a železa (LFP nebo Li-FP), která využívá železo místo kobaltu.
Ve srovnání s lithium-iontovými (Li-ion) mají baterie LFP řadu výhod a výzev. Jejich hlavní nevýhodou, která historicky omezovala jejich použití v EV, je nižší energetická hustota, což znamená, že mají tendenci být méně účinné a mají kratší dojezd než Li-ion baterie.
To znamená, že LFP baterie jsou také mnohem jednodušší (a tedy levnější) na výrobu, s použitím mnohem běžněji dostupných materiálů. Jsou také odolnější vůči teplu než Li-ion baterie a mívají delší životnost.
Výrobci elektromobilů již používají baterie LFP, přičemž čínští výrobci vedou v oblasti baterií LFP. Západní společnosti však také přecházejí na technologii LFP, například Tesla uvádí, že polovina jejích vozů již používá bezkobaltové baterie LFP.
Dopad nabíjení a jízdy elektromobilů na životní prostředí
Protože k pohonu svých motorů nespalují benzín ani naftu, hlavní dopad elektromobilů na životní prostředí pochází z jejich výroby, a zejména z jejich baterie. Udržitelnost elektromobilu pro každodenní použití samozřejmě závisí na způsobu výroby elektřiny použité k jeho nabíjení.
EV poháněné obnovitelnými zdroji bude mít mnohem menší dopad než EV poháněné elektřinou vyrobenou z uhlí nebo zemního plynu. Přesto v průměru dosahuje elektromobil parity z hlediska emisí se spalovacím motorem po asi 33,000 XNUMX km na silnici.
Jak udržitelné jsou baterie EV skutečně?
Zatímco výroba baterií pro elektromobily se v současnosti potýká s některými negativními environmentálními a sociálními dopady, nové extrakční procesy, chemie baterií a materiály dláždí cestu pro udržitelnější budoucnost.
Navzdory širokému využití technologie baterií je její aplikace jako zdroje energie pro elektrická vozidla stále v rané fázi. Vzhledem k tomu, že náklady stále klesají a dochází k pokroku, mají tvůrci politik a vůdci průmyslu povinnost zlepšit pracovní podmínky související s těžbou a výrobou baterií.
Dopad výroby elektromobilu samozřejmě nebude nikdy nulový, takže opětovné použití a recyklace starých baterií EV je zásadní pro zajištění toho, aby materiály, které obsahují, zůstaly užitečné co nejdéle.
Naštěstí stojí za to připomenout, že během své životnosti jsou elektromobily mnohem udržitelnější než vozidla na plyn. V současné době se očekává, že baterie EV vydrží přibližně 15–20 let a lze je znovu použít a recyklovat, aby se obnovila většina surovin, které obsahují.
Jsou baterie elektromobilů škodlivé pro životní prostředí? Přestože jsou plně elektrická auta považována za skvělé řešení, jak zvrátit vývoj globálního oteplování, faktem je, že těžba komponentů pro baterie EV má zásadní dopad na životní prostředí.
Jsou elektrické autobaterie škodlivé pro životní prostředí?
S tím, jak se rychlost zavádění elektromobilů rychle zvyšuje, řeší se obavy ohledně toho, jak těžíme a zpracováváme materiály pro baterie.
Elektrická vozidla (EV) se stala univerzálním řešením, jak údajně zachránit planetu před klimatickými změnami. Kupující hybridních elektrických (HEV) a plug-in hybridních vozidel (PHEV) se snaží odrazit neustále rostoucí ceny benzínu úspornou alternativou. Ti, kteří si kupují plně elektrická vozidla (BEV), chtějí zcela ustoupit od spotřeby benzínu. Všichni tito spotřebitelé také doufají, že pomohou zastavit vlnu změny klimatu a snížit zhoršování životního prostředí. Lithium-iontové baterie, které v současnosti pohánějí elektromobily, mají ale zničující nevýhodu.
Problémy s baterií elektrického auta
Mezinárodní energetická agentura (IEA) nám říká, že elektrické vozidlo vyžaduje šestkrát více minerálních vstupů než vozidlo s benzínovým pohonem. Lithium-iontové baterie pro elektromobily jsou vyrobeny z materiálů, které jsou drahé a v některých případech toxické a hořlavé. Mezi primární materiály patří lithium, nikl, kobalt a měď. Těžba těchto vzácných materiálů, jejich výrobní procesy a jejich případná likvidace, to vše představuje velmi reálné ekologické výzvy.
Zatímco 90 procent průměrných benzinových automobilových baterií je recyklováno, pouze pět procent EV lithium-iontových baterií je recyklováno. Zatímco ropa se těží výhradně pod zemí ve specifických oblastech, komponenty pro lithium-iontové baterie se získávají povrchovou těžbou, která poškozuje rozsáhlé oblasti přírodního prostředí. Podívejme se, jak se tyto materiály shromažďují.
Nikl je hlavní složkou baterií pro elektromobily a nachází se v deštných pralesích Indonésie. Nachází se těsně pod ornicí a těží se metodou horizontální povrchové těžby. Mezi škodlivé účinky patří odstranění ornice, extrémní degradace životního prostředí a odlesňování. Tímto procesem skutečně nezachráníme planetu. Vzhledem k tomu, že deštné pralesy jsou plícemi naší planety, poškozuje to proces odstraňování oxidu uhličitého z atmosféry.
Velkým viníkem je také těžba lithia. Více než polovina světového lithia se nachází v Chile, Bolívii a Argentině, známé jako „Lithiový trojúhelník“. Institut pro výzkum energie nám říká, že lithium se nachází v solných pláních v suchých oblastech a materiál se musí těžit zpod těchto solných plání. Extrakce lithia může trvat 18 měsíců prostřednictvím procesu odpařování, který využívá obrovské množství vody. Každá tuna rafinovaného lithia spotřebuje 500,000 XNUMX galonů vody. Výsledky vyčerpávají vodní hladinu a způsobují kontaminaci půdy.
Další hlavní složkou baterií pro elektromobily je kobalt a 70 procent kobaltu pochází z Demokratické republiky Kongo. Zatímco těžba kobaltu má podobný proces jako těžba lithia, přidejte k tomu seznam závažných porušení lidských práv za nebezpečné pracovní podmínky a dětskou práci. Kobalt je toxický kov. Dlouhodobá expozice a vdechování kobaltového prachu může vést ke zdravotním problémům souvisejícím s pokožkou, očima a plícemi.
Těžba kobaltu v Kongu zahrnuje pracovníky všech věkových kategorií. Z 255,000 40,000 současných pracovníků je přes XNUMX XNUMX dětí a některým je až šest let. Podle Amnesty International „Tisíce dětí těží kobalt v Demokratické republice Kongo. Navzdory potenciálně smrtelným zdravotním účinkům dlouhodobé expozice pracují dospělí a dětští horníci bez i těch nejzákladnějších ochranných prostředků.“ Většinu těchto dolů vlastní čínské společnosti.
Měď se také používá v bateriích EV a většina z ní pochází z povrchových dolů v Chile. Tento druh těžby negativně ovlivňuje ornici, vegetaci, stanoviště divoké zvěře a podzemní vody.
Vliv lithium-iontových baterií pro automobily
Podle IHS Markit bylo v roce 2000 devět procent vyrobeného lithia použito na baterie pro elektromobily. Do roku 2020 tento podíl stoupl na 66 procent a do roku 90 dosáhne více než 2030 procent. Elektrické vozidlo, jako je Tesla Model S, obsahuje 63 kg lithia.
Jak již bylo zmíněno, těžba lithia spotřebovává hodně vody. Těžební společnosti v chilském Salar de Atacama, jednom z nejsušších míst na Zemi, využívají 65 procent vody v regionu. Navíc proces těžby lithia využívá toxické chemikálie, které mohou kontaminovat potoky, plodiny a divokou zvěř, což přispívá k úbytku ohrožených druhů, jako jsou plameňáci.
Těžba lithia také vytváří to, co výzkumníci nazývají „koloniální stín zelené elektromobility“. To je dopad, který má těžba lithia na místní životní prostředí a obyvatele v Latinské Americe. Tvrzení naznačuje, že těžba lithia kopíruje historické nerovnosti mezi severní a jižní polokoulí, pokud jde o dopad na původní andská území.
Těžba baterií pro elektromobily: Co lze udělat?
Dvě společnosti se snaží vytvořit „zelenou těžbu lithia“, která využívá přirozeně se vyskytující, obnovitelnou geotermální energii k pohonu těžby lithia. Australský startup Vulcan a Cornish Lithium ze Spojeného království využívají geotermální vody k výrobě elektřiny s nulovými emisemi uhlíku a také tepla k výrobě lithia.
Vzhledem k tomu, že tlak na budoucnost všech elektromobilů odsouvá výrobu baterií z dohledu, je úkolem zajistit udržitelnou těžbu komponentů. Musíme také vytvořit způsoby, jak znovu použít a recyklovat staré baterie způsoby, které nebudou mít negativní dopad na planetu. Ale přijdeme příliš pozdě na to, abychom změnili vlnu klimatických změn?
Nevýhoda nabíjení EV
Zavádění plně elektrických vozidel probíhá po celém světě, ale odborníci tvrdí, že k tomu dochází příliš pomalu na to, aby se zabránilo nejhorším změnám klimatu. Problém nesouvisí se spotřebiteli nakupujícími elektromobily, ale spíše s pomalým zaváděním infrastruktury na podporu nabíjení.
Podle nedávné studie nebude mít současná míra zavádění elektromobilů znatelný dopad na změnu klimatu. Aby se výhody projevily, budeme muset zvýšit počet nabíjecích stanic, které jsou spotřebitelům k dispozici.
Eric Hannon, partner v McKinsey’s Center for Future Mobility a spoluautor knihy Mobility’s Net-Zero Transition: A Look at Opportunities and Risks nám říká: „Jak se tam dostaneme, není napsáno v kameni. Upřímně řečeno, postupujeme příliš pomalu. Ještě nejsme na trajektorii, která nás tam dostane.”
Hannon vysvětluje, že v Evropě by bylo potřeba přidat přes 10,000 2030 nabíječek týdně, aby bylo dosaženo klimatických cílů do roku 2025. Pokud se emise uhlíku nezačnou snižovat do roku 1.5, pak podle jeho výzkumu nebude dopad elektromobilů na změnu klimatu stačit k udržení nárůstu teploty pod XNUMX stupně v tomto století.
V současné době tvoří čistě elektrická vozidla osm procent prodeje nových aut v Evropě, zatímco prodej hybridů, plug-in hybridů a elektrických vozidel v Americe dosáhl deseti procent. Hannon došel k závěru, že i když si mnoho lidí uvědomuje problém změny klimatu a je připraveno přejít na elektrickou energii, “Pokud budeme čekat 10 nebo 15 let, než o tom začneme přemýšlet a začneme jednat vážně, je příliš pozdě.”
