هل السيارة الكهربائية سيارة نظيفة؟

السيارة كهربائيةيقع في قلب المناقشات التي تقود تحول الطاقة الضروري لتحقيق الأهداف العالمية للحد من انبعاثات الغازات الدفيئة. يمكننا أن نسمع كل شيء ونقيضه في هذه المركبات "النظيفة": إن اكتشاف الحقيقي من المزيف ليس بالأمر السهل في بعض الأحيان.

وفي هذا الملف سنتناول أبرز النقاط التي تثير الجدل، لنساعدك على رؤية الأمور بشكل أوضح. بدءًا من الترويج للمركبات عديمة الانبعاثات في البداية، ومرورًا بطرق الإنتاج المستخدمة لاستخراج المعادن الضرورية لحسن سير عمل البطاريات وحتى إعادة تدوير الأخيرة، سوف نضمن عدم الاحتفاظ بأي منطقة نفايات.

مركبات عديمة الانبعاثات؟

السيارة الكهربائية هي سيارة يتم الإعلان عنها عادةً على أنها "عديمة الانبعاثات". وهذا يعني أنها لا تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) أثناء القيادة، على عكس المركبات الحرارية. ومع ذلك، يتم طرح العديد من السبل لتسليط الضوء عليهانفاق هذا الاسم الذي يوحي أحيانًا بأن هذه المركبات أنظف مما تبدو عليه.

في الواقع، عندما نفكر في السيارة الكهربائية، وإذا أخذنا في الاعتبار دورة حياتها بأكملها، من الإنتاج إلى التخريد، فمن الواضح أن بصمتها الكربونية ليست صفرًا. بين تصنيع البطاريات وهيكل السيارة والنقل والاستخدام وإعادة شحن هذه السيارة، قد يكون التأثير على البيئة أكثر سلبية بكثير مما نتصور.

ومع ذلك، فإن الواقع هو أن أسطول المركبات العالمي بأكمله يبدو أنه يتحرك ببطء ولكن بثبات نحو التحول إلى السيارات الكهربائية على نطاق واسع، سواء أحببنا ذلك أم لا. وسبق أن أعلنت العديد من الدول انتهاء بيع المركبات التي تعمل بالبنزين، أبرزها الاتحاد الأوروبي الذي أعلن ذلكحدد التاريخ في 2035.

اعتبارًا من اليوم، القواعد الصارمة التي تجبر الشركات المصنعة على الحد من متوسط ​​انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى 95 جرامًا لكل كيلومتر،مناطق منخفضة الانبعاثاتوحوافز لشراء سيارة كهربائيةهناك لتعزيز التحول إلى هذه المركبات الشهيرة عديمة الانبعاثات.

وإذا كان الهدف المعلن المتمثل في الحد من الغازات المسببة للاحتباس الحراري وتحسين نوعية الهواء في المناطق الحضرية يبدو قابلاً للتحقيق بالكامل،وماذا عن العواقب على البيئة خارج هذه المناطق، وخاصة حيث يتم إنتاج بطاريات السيارات الكهربائية؟؟ دعونا نحاول معرفة الحقيقة من الباطل فيما يتعلق بأهم مكونات السيارة المتصلة: البطارية والمحركات.

البطاريات والمحركات التي لن تكون صديقة للبيئة

نسمع أحياناً عن "الأتربة النادرة» التي من شأنها أن تدخل في تركيب بطاريات ومحركات السيارات الكهربائية والتي من شأنها أن تشكل مشكلة بسبب الظروف التي يتم استخلاصها فيها. وإذا كانت معالجة الأتربة النادرة في المناجم تؤدي بالفعل إلى إنتاج نفايات سامة، فلا ينبغي لنا أن نقع في الاختصار المتكرر المتمثل في ربط السيارات الكهربائية والأتربة النادرة.

في الواقع، تشير العناصر الأرضية النادرة إلى مجموعة من 17 عنصرًا، وهي ليست "نادرة" بأي حال من الأحوال، والتي توجد في الجدول الدوري والتي تتوافق مع المعادن التي تعتبر في معظمها ضرورية لأنها موجودة في العديد من المنتجات التكنولوجية اليوم: محركات الأقراص الصلبة، ومصابيح LED، والشاشات المسطحة، والمحولات الحفازة في المركبات الحرارية، أو حتى في بعض محركات السيارات الكهربائية (غير المتزامنة).

ستلاحظ أنه في القائمة أعلاه هناك غياب كبير: البطارية. في الواقع، على الرغم من الفكرة المسبقة المنتشرة على نطاق واسع،لا توجد أتربة نادرة في بطارية السيارة الكهربائية. نجد هناك معادن مثل الألومنيوم والنحاس والليثيوم أو الحديد، وأحيانًا الكوبالت، ولكن لا نجد أيًا من العناصر الأرضية النادرة الـ 17.

تعود أصول هذه الفكرة المسبقة إلى بداية ظهور السيارات الهجينة والكهربائية، وأبرزها سيارة تويوتا بريوس التي تم تجهيزها ببطارية نيكل-ميتال-هيدريد، تحتوي على حوالي 10 كيلوغرامات من اللانثانم، وهو أحد العناصر الأرضية النادرة. في الوقت الحاضر، تستخدم السيارات الكهربائية بطاريات الليثيوم أيون، والتي حلت بالكامل محل التكنولوجيا القديمة التي لم تكن على قدم المساواة من حيث الأداء.

توجد العناصر الأرضية النادرة في بعض محركات السيارات الكهربائية، ويرجع ذلك أساسًا إلى حجمها الكبير. على وجه التحديد، في المركبات الهجينة حيث يكون من الضروري استيعاب محرك حراري ومحرك كهربائي، يعد تصغير أنظمة معينة ضرورية للتشغيل السليم للمغناطيس الدائم للمحركات المتزامنة بدون فرش أمرًا إلزاميًا، والأتربة النادرة مثل النيوديميوم أو الديبروزيوم هي تستخدم بشكل متكرر.

حالة الليثيوم والكوبالت

ومن بين المواد التي يتم اختيارها بانتظام، نجدالليثيوم والكوبالت، والتي توجد بالفعل في عدد لا بأس به من البطاريات، على الرغم من أن بعض التركيبات الكيميائية لم تعد تتطلب الكوبالت (بطاريات LFP مننموذج تسلا 3 الدفععلى وجه الخصوص).

ويتم استخراج الكوبالت المستخدم في صناعة البطاريات بشكل رئيسي في الكونغوحيث يتم 80% من استخراجه في مناجم صناعية كبيرة، مع احترام المعايير البيئية المعمول بها في استغلال أصول التعدين. ومن بين الـ 20% المتبقية، كان هناك في الواقع عدد كبير من العمليات غير القانونية حيث يكون انتهاك الالتزامات البيئية والاجتماعية أكثر احتمالاً.

وأراد الكونغو وضع حد لهذه الممارسات غير القانونيةمن خلال تنظيم الاستغلال الحرفي للكوبالت بشكل أكثر صرامة، وتؤكد اليوم أن الكوبالت المتوفر قد تم طرحه في السوق بطريقة مسؤولة.

بالإضافة إلى الكوبالت، يأتي الليثيوم بانتظام في المقدمة عندما نفكر في السيارات الكهربائية، التي تحتوي بشكل عام على بضع عشرات من الكيلوجرامات في بطارياتها.

اليوم، يتم استخراج الليثيوم بشكل رئيسي من قبل أربع دول: أستراليا (49٪ من الإنتاج العالمي)، تشيلي (22٪)، الصين (17٪) والأرجنتين (8٪). الدولة التي تمتلك أكبر احتياطي من الليثيوم في العالم، بوليفيا، لا تستغل إنتاجها حاليًا.

يتم استغلال الليثيوم بشكل رئيسي في الرواسب الضخمة، مثل رواسب ملح أتاكاما في تشيلي، والتي تعد واحدة من أكبر الرواسب في العالم. المبدأ بسيط للغاية ولا يتطلب مواد كيميائية لاستخراج الليثيوم.

يتم استخراج المحلول الملحي الموجود تحت سطح رواسب أتاكاما، ثم يترك ليجلس في برك حيث ستقوم الشمس بمعظم العمل، مما يسمح للمياه بالتبخر واستخراج الليثيوم. لكي تنجح هذه العملية المبنية على التبخر، من الضروري أن تكون هناك ظروف مناخية معينة، وهو ما يفسر نجاح رواسب أتاكاما، حيث يكون هطول الأمطار شبه معدوم.عملية أخرى تسمى الامتزازمن الممكن أيضًا، ولكن من الضروري استخدام المواد الكيميائية لتفاعل المحلول الملحي. ومن ثم تكون التكلفة الإجمالية أعلى بكثير.

تختلف وجهات النظر حول عواقب استخراج المياه المالحةلا سيما فيما يتعلق بإمدادات المياه للسكان المحليين، بحسب من أجريت معهم مقابلات. وفي حين يؤكد مشغلو مناجم الملح أنه لا داعي للقلق بشأن تأثير أنشطتهم على النظام البيئي المحلي، فإن بعض معارضي هذا الاستغلال يزعمون أن نقص المياه آخذ في التطور، مما يؤثر على جميع الكائنات الحية حول منطقة التشغيل.

يظل سؤال مخاطر استغلال الليثيوم مفتوحًا حتى اليومحيث أن الحاجة المتزايدة في أوروبا حاليًا ليس لها حل آخر سوى الاستيراد. العملاقواضطرت شركة ريو تينتو إلى التخلي عن مشروع منجم الليثيوم في صربياالتاليضغوط من السكان المحليين في يناير 2022في حين أن الطلب سيزداد بلا شك 40 ضعفاً بحلول عام 2050.

سيارة لإعادة الشحن

بمجرد إنتاج السيارة واستحواذ مالكها عليها، ستحتاج إلى إعادة شحنها. اعتمادًا على الطرق المستخدمة لإنتاج الكهرباء حيث نقوم بشحنها،من المحتمل أن تكون البصمة الكربونية أسوأ من سيارة البنزين. دعونا بعد ذلك نفحص هذه النقطة بالتفصيل.

في عام 2021،وكالة الطاقة الدوليةويرى أنه على المستوى العالمي،كيلووات ساعة واحدة من الكهرباء تولد 458 جرامًا من ثاني أكسيد الكربون. وبالنظر إلى متوسط ​​استهلاك يبلغ 18 كيلووات/ساعة لكل 100 كيلومتر للسيارة الكهربائية، فإن هذا يعطي نتيجة انبعاث حوالي 82 جرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلومتر يتم قطعه.

إلا أن هذا الرقم يختلف بشكل كبير حسب الدولة المعنية، وذلك بسبب المصدر الذي يتم إنتاج الكهرباء منه. على المستوى العالمي، في عام 2021 كان هناك حوالي 72% من المصادر غير المتجددة في توليد الكهرباء (36% الفحم، 23% الغاز، 10% الطاقة النووية وحوالي 3% مصادر أخرى غير متجددة)، مما سيميل إلى الاعتقاد بأن الطاقة الكهربائية السيارة ليست نظيفة كما تظن.

وفي عام 2021 في أوروبا، بلغت حصة الطاقات المتجددة في توليد الكهرباء 41%. وإذا أضفنا الطاقة النووية، التي لا ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون، فإننا نصل إلى 61% من إجمالي إنتاج الكهرباء وهو خالي من الكربون. تعتبر فرنسا تقريبًا طالبًا نموذجيًا في هذا القطاع، حيث حصلت على درجةمزيج الطاقة في عام 2021 خالي من الكربون بنسبة 92.2%وذلك بفضل الحصة الكبيرة جدًا للطاقة النووية (69٪) في إنتاج الكهرباء في فرنسا.

وهكذا، فبينما يبلغ المتوسط ​​العالمي 458 جرامًا من ثاني أكسيد الكربون المنبعث لكل كيلووات ساعة من الكهرباء المنتجة، ينخفض ​​هذا الرقم في فرنسا إلى 36 جرامًا لكل كيلووات ساعة، وهو ما يعادل تقريبًا6.5 جرام من ثاني أكسيد الكربون المنبعث لكل كيلومتر تقطعه سيارة كهربائيةإعادة شحنها بالكهرباء المنتجة في فرنسا.

وللمقارنة، بلغ متوسط ​​انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في بلادنا عام 2020 107 جرامًا لكل كيلومتر للديزل و109 جرامًا لكل كيلومتر للبنزين، وفقًا لـأديم. ولذلك، فإن السفر لمسافة كيلومتر واحد في سيارة كهربائية سيكون أكثر صداقة للبيئة، في المتوسط16 مرة أكثر من الانبعاثات لكل كيلومتر يتم قطعه بمركبة حرارية.

لكن السيارة الكهربائية، حتى لو كانت عملية إعادة شحنها تنبعث منها كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالمركبة الحرارية، فإنها تبدأ بـ "دين الكربون" الذي يجب تعويضه حتى تصبح أنظف من السيارة الحرارية المماثلة. دعونا نرى ما إذا كان من الممكن أن تصبح بالفعل، في النهاية، أقل تلويثًا من السيارة الحرارية.

دين الكربون للحاق به

من المقبول عالميًا أن السيارة الكهربائية لها بصمة كربونية سلبية للغاية بمجرد تسليمها إلى عميلها النهائي، قبل أن يبدأ الأخير في القيادة دون انبعاث ثاني أكسيد الكربون. إن إنتاج البطاريات له تأثير كبير على البصمة الكربونية للمركبة، وهو ما لا تمتلكه سيارة حرارية مكافئة.

ولكن خلال دورة حياتها الشاملة، هل تتمتع السيارة الكهربائية بفرصة أن تصبح أقل تلويثا من سيارة البنزين؟ يقول كريستيان باور، الباحث في معهد بول شيرير في سويسرا، في دراسة أجريت عام 2019 أنه حتىوفي دولة ذات مزيج ضعيف من الطاقة، تظل السيارة الكهربائية أقل تلويثًا لثاني أكسيد الكربون من معادلها الحراري.

طويلالنقل والبيئةأعلنت في عام 2020 أنه مهما كان السيناريو المتصور في أوروبا، فإن السيارة الكهربائية ستنبعث منها كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالمركبة الحرارية، سواء كانت تعمل بالبنزين أو الديزل. وفي هذا السيناريو، سيتم إنتاج البطارية في الصين، حيث يكون مزيج الطاقة كثيف الكربون للغاية، وسيتم إجراء عمليات إعادة الشحن باستخدام الكهرباء البولندية، وهي الأقل نظافة في أوروبا.

وفي السيناريو الأوروبي المتوسط، فإن النتيجة بطبيعة الحال هي لصالح السيارة الكهربائية، لأن الكهرباء المستخدمة لإعادة شحنها ستكون أقل كثافة من الكربون بشكل ملحوظ. الحالة الأكثر ملاءمة هي في السويد، حيث يكون إجمالي انبعاثات دورة حياة السيارة الكهربائية أقل بنسبة 79٪ من انبعاثات السيارة الحرارية المكافئة.

وتعد فرنسا أيضاً طالبة جيدة في هذه المقارنة، حيث يقل متوسط ​​الانبعاثات بنسبة 77% في السيارات الكهربائية.. ما يسلط عليه التقرير الذي نشره النقل والبيئة هو أن التأثير الأكثر أهمية للسيارات الكهربائية على البيئة هو في الواقع مرحلة ما بعد الإنتاج، أي عند استخدام السيارة وتحتاج إلى إعادة شحنها.

في السيناريو المتوسط ​​في أوروبا، سيستغرق الأمر أقل من 25 ألف كيلومتر حتى يتم اعتبار أن السيارة الكهربائية تنبعث منها كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون من مكافئها الحراري. ومنذ تلك اللحظة فصاعدًا، أصبحت قيادة السيارة الكهربائية أنظف من قيادة سيارة تعمل بالبنزين: وبذلك تم سداد دين الكربون. وهذا يتوافق مع ما يقرب من عامين من قيادة السيارة في فرنسا، حيث يبلغ متوسط ​​المسافة المقطوعة سنويًا حوالي 12000 كيلومتر.

إن الفكرة المسبقة القائلة بأن العجز في انبعاثات السيارة الكهربائية في نهاية الإنتاج مقارنة بالمركبة الحرارية سيكون من المستحيل تعويضه هي فكرة خاطئة. ومع تزايد حصة الطاقات المتجددة أو النووية في مزيج الطاقة العالمي،من المرجح أن تصبح الميزة التي تتمتع بها السيارة الكهربائية اليوم أكثر وضوحًا في المستقبل.

ومع ذلك، يبقى تحديد ما يمكن فعله بالمكونات الأكثر تلويثًا عندما تصل إلى نهاية عمرها الافتراضي. في الواقع، يعد إنتاج البطاريات هو الجزء الأكثر تلويثًا عند وضع سيارة كهربائية على الطريق، فكيف تتم إدارة إعادة تدويرها؟ هل هناك حلول متاحة اليوم لتجنب الاضطرار إلى إهدار المواد التي يتكون منها؟

إعادة تدوير البطارية

لتغطية عمر السيارة،يتم تصنيع بطارية السيارة الكهربائية بشكل عام لتتحمل 1000 دورة شحن، أو أكثر أو أقل من 300000 كيلومتر. ولكن بمجرد أن تصبح هذه البطارية غير فعالة بما يكفي لمواصلة تشغيل السيارة، ماذا يحدث لها؟ هل من الممكن إعادة تدوير هذه البطارية كلها أو جزء منها؟ دعونا نرى كيف تسير عملية إعادة التدوير اليوم.

عادةً ما يكون الماء كافيًا لفصل المعادن المختلفة في خلية البطارية. لكن على المستوى الصناعي، لإعادة تدوير معادن البطاريات، يحدث هذا في الفرن. يتم صهر جميع المعادن هناك، ثم يتم فصلها لأنها لا تنصهر جميعها عند نفس درجة الحرارة.

أوميكور، وهي إحدى الشركات الأوروبية الكبرى التي تقوم بإعادة تدوير المعادن من بطاريات السيارات الكهربائية، وتستخدم مزيجًا من علم المعادن الحراري وعلم المعادن المائي، وتتمكن من استخراج ما يصل إلى 95٪ من المعدن الذي تتلقاه كمدخلات. ومن بين المعادن المعاد تدويرها، نجد تلك التي تشكل الغالبية العظمى من بطاريات السيارات الكهربائية: النحاس، والنيكل، والمنغنيز، والألومنيوم، والجرافيت، وكذلك الكوبالت - الذي يمثل حوالي 1 إلى 2٪ من خلية البطارية، والذي يميل لتختفي.

وبالتالي فإن المعادن التي يتم استردادها أثناء عملية إعادة التدوير لا تفقد أيًا من خصائصها الفريدة وتحافظ على نفس الجودة التي كانت عليها في بداية السلسلة. الشركات المتخصصة في إعادة التدوير تبشر بذلكالاستخدام اللانهائي لهذه المعادن، والتي يمكن إعادة استخدامها في بطاريات جديدة، والتي سيتم إعادة تدويرها في نهاية عمرها الافتراضي.

كما ذكر أعلاه، هناك حولها5% من المعادن الموجودة في البطارية والتي لم يتم إعادة تدويرها حتى الآن. ومن بينها الليثيوم الذي يمثل حوالي 4% من وزن خلية البطارية. وهو عنصر قابل لإعادة التدوير، لكن التكاليف المرتبطة بإعادة تدويره كانت حتى الآن مرتفعة للغاية مقارنة بتكلفة الاستخراج والتحويل، وهو ما يفسر حقيقة أن شركات إعادة التدوير فضلت عدم التعامل معه.

ومع ذلك، قد يتغير هذا على المدى القصير، مع استمرار سعر الليثيوم في الارتفاع، حيث ارتفع من 6500 يورو في بداية عام 2021 إلى أكثر من 45000 يورو في يناير 2022. لذا، عند إعادة تدوير الأخير، سيكون حوالي 99 يورو. النسبة المئوية من المعادن الموجودة في البطاريات والتي يمكن إعادة تدويرها إلى أجل غير مسمى، مما يضمن عمرًا أبديًا تقريبًا للمكونات المعدنية المختلفة لبطارية السيارة الكهربائية.

تجاوز الأفكار المسبقة

وكما رأينا،إن السيارة "منعدمة الانبعاثات" هي في الواقع كذبة إذا تخيلنا امتلاك سيارة ليس لها أدنى تأثير على البيئة. إن استخراج المواد اللازمة لإنتاجها، أو المعادن المستخدمة في تكوين خلايا البطارية أو حتى الطاقة المستهلكة لإعادة شحن السيارة، كلها تولد غازات دفيئة.

ومع ذلك، فإن العديد من الأفكار المسبقة التي تصم السيارات الكهربائية بأنها أكثر تلويثًا مما يريد الناس منا أن نعتقد، يمكن إزالتها جانبًا باستخدام المصادر الرسمية. لا توجد أتربة نادرة في البطاريات اليوم، وإعادة شحن سيارة كهربائية في أوروبا ينبعث منها القليل من ثاني أكسيد الكربون، كما أن إعادة تدوير البطاريات أمر واقع.

ومع ذلك، فإن الدين الكربوني الذي تبدأ به السيارة الكهربائية حقيقي للغاية: يستغرق الأمر في بعض الأحيان عدة سنوات لتطهيره، قبل أن يصبح انبعاث ثاني أكسيد الكربون أقل من مكافئه الحراري. ومن أجل تحقيق بصمة بيئية معتدلة، قد يكون من المثير للاهتمام التحول إلى شراء سيارة مستعملة بدلاً من شراء سيارة جديدة، نظراً لأنه لن يكون هناك أي تأثير بيئي جديد مرتبط بالإنتاج.

وعلى المستوى العالمي، لا ينبغي لنا أن ننظر إلى كهربة المركبات في ضوء سلبي، بل كفرصة للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن قطاع النقل، أو حتى لإعادة النظر في وسائل السفر لدينا.

للذهاب أبعد من ذلك
السيارة الكهربائية: الاستقلالية والشحن والسعر، أشياء يجب معرفتها قبل الشراء