Vehiculele electrice (EV) sunt moduri de transport mai benefice pentru mediu, deoarece folosesc electricitatea ca combustibil principal, mai degrabă decât benzina sau motorina. Dar vehiculele electrice folosesc baterii reîncărcabile pentru a stoca energie și sunt propulsate de un motor electric. Cum putem face față acestor noi provocări? Iată ce răspuns dă un studiu publicat de AzoCleanTech.

Cererea în creștere pentru vehicule electrice

Deși vehiculele electrice au fost introduse pentru prima dată la mijlocul secolului al XIX-lea, ele au câștigat atenția abia după lansarea Toyota Prius în 1997 (Toyota, 2017). În ultimele două decenii, piața vehiculelor electrice a fost stimulată datorită conștientizării oamenilor cu privire la energia curată și schimbările climatice.

Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), peste 10,1 milioane de vehicule electrice au fost vândute la nivel global în 2022, iar numărul este de așteptat să crească cu 35% în 2023, ajungând la 14 milioane (IEA, 2023).

Din 2011 până în 2021, vânzările au crescut de la 120.000 la 6,6 milioane (Arrieche, 2023). Tesla, liderul actual printre companiile de mașini electrice, a livrat 1,31 milioane în 2022 (Business Wire, 2023).

Datorită popularității lor, vehiculele electrice sunt esențiale în planurile de tranziție ale majorității țărilor către un sistem de transport eficient, mai curat și cu emisii reduse de carbon. De exemplu, având în vedere producția și utilizarea vehiculelor, un Tesla Model 3 produce 91 de grame de CO2 echivalent pe kilometru, cu 65% mai puțin decât cele 260 de grame ale unui Mercedes C 220d (electrive.com, 2020). Cu toate acestea, mulți cred că sunt mai puțin ecologici decât percepția generală (Lomborg, 2013).

În timp ce vehiculele electrice nu produc gaze cu efect de seră din conductele lor de eșapament, emisiile sunt create în timpul producției de vehicule, baterii și stații de încărcare (Choudhury, 2021). Elementele brute precum litiu, nichel și cobalt, necesare pentru baterii, trebuie extrase și ridicate la temperaturi ridicate folosind combustibili fosili (Carreon, 2023). Aproximativ 2,5 și 16 tone metrice de CO2 sunt produse în timpul fabricării bateriei litiu-ion de 80 kWh într-un Tesla Model 3 (Tesla, 2021).

Care sunt provocările de mediu ale vehiculelor electrice?

Procesele de extracție și producție de producere a bateriilor EV afectează negativ mediul, cum ar fi poluarea, distrugerea habitatului și emisiile de carbon.

Argentina deține în prezent 21% din rezervele mondiale de litiu (Riofrancos, et al., 2023) și există planuri pentru deschiderea a 13 mine suplimentare, care ar putea provoca daune extinse unui ecosistem deja vulnerabil și ar putea exploata resursele naturale ale națiunii (Nugent, 2022).

Dezvoltarea infrastructurii de încărcare a vehiculelor electrice prezintă, de asemenea, provocări de mediu, necesitând energie, resurse și teren pentru a construi noi stații și facilități aferente.

Nevoia din ce în ce mai mare de litiu, în primul rând din cauza cererii crescute de baterii de vehicule mai mari, cu capacități mai mari, necesită metode de producție intensive în apă.

Anul trecut, o echipă a comparat impactul asupra mediului al vehiculelor electrice cu motorul cu ardere internă, luând în considerare producția, utilizarea, utilizarea secundară, reciclarea și remanufacturarea bateriilor (ICEV) (Xia & Li, 2022).

Studiul a arătat că faza de producție a vehiculelor electrice are un impact mai mare asupra mediului decât vehiculele cu motor cu ardere internă (ICEV) datorită producției de baterii.

Confruntarea cu provocările de mediu ale vehiculelor electrice

Principala provocare constă în lipsa de date substanțiale privind efectele potențiale ale tehnologiilor EV emergente.

O examinare amănunțită a literaturii (Onat & Kucukvar, 2022) axată pe 138 de studii de evaluare a ciclului de viață pentru aceste tehnologii emergente EV a evidențiat câteva lacune semnificative de cunoștințe în următoarele domenii:

O deficiență în evaluarea socio-economică

Lipsa abordărilor integrate de modelare și a evaluării la nivel macro

Luarea în considerare inadecvată a managementului sfârșitului de viață și a aplicațiilor economiei circulare

O reprezentare insuficientă a lumii în curs de dezvoltare

O reprezentare inadecvată a tehnologiilor emergente

Într-o evaluare cuprinzătoare recentă, (Philippot, et al., 2023) a analizat impactul asupra mediului de-a lungul întregului ciclu de viață al unui prototip de baterie litiu nichel mangan cobalt oxid.

Echipa a comparat prototipul și o baterie de ultimă generație pe bază de grafit și a concluzionat că bateria prototip a emis 265 gCO2eq/kWh pe parcursul ciclului său de viață. Cu toate acestea, prin trecerea la un mix de energie electrică provenită din energie regenerabilă, echipa a sugerat că impactul ar putea fi redus cu până la 53%, în special în ceea ce privește eutrofizarea apei dulci.

Aceasta înseamnă că numai vehiculele electrice cu energie electrică 100% regenerabilă sunt considerate a avea zero emisii. De exemplu, Norvegia, cea mai mare piață de vehicule electrice din Europa, își obține cea mai mare parte a energiei din hidroenergie (Chantyal, 2022), oferind tuturor acelor vehicule electrice o amprentă de carbon neglijabilă (OECD, 2022).

În ultimul deceniu, tehnologia de reciclare a bateriilor a câștigat, de asemenea, o oarecare atenție, deoarece multe companii examinează contextul pieței, tehnologiile comune, modelele de afaceri și factorii de succes. Este esențial să vă asigurați că bateriile sunt utilizabile pentru a le oferi o a doua viață. Aceasta înseamnă că pot atinge un t mai mare nivelul de pregătire pentru tehnologie cu o metodologie rentabilă.

O analiză cuprinzătoare efectuată de (Xia & Li, 2022) a evidențiat importanța optimizării structurii de putere, a avansării tehnologiei bateriilor și a îmbunătățirii eficienței reciclării pentru a minimiza impactul asupra mediului al vehiculelor electrice.

Scenariul ideal

Într-un scenariu ideal, reciclarea bateriilor EV la sfârșitul duratei de viață ar putea furniza o parte semnificativă din cerințele globale de cobalt (60%), litiu (53%), mangan (57%) și nichel (53%) până în 2040 (Richter). , 2022). Cu toate acestea, procesele de reciclare sunt încă în evoluție, iar volumele reduse actuale limitează activitățile de reciclare.

Un alt anunț recent al Uniunii Europene cu privire la introducerea pașapoartelor pentru produse digitale ar putea juca un rol crucial în furnizarea de date exacte, asigurarea unor lanțuri de aprovizionare transparente și facilitarea colaborării între participanții lanțului valoric.

Adaptarea acestui regulament ar putea spori transparența, trasabilitatea și responsabilitatea pe tot parcursul ciclului de viață a bateriei, necesitând acces la sistemele de gestionare a bateriilor și impunând pașapoarte digitale și declarații privind amprenta de carbon.

Utilizarea energiilor regenerabile, reducerea greutății vehiculului, explorarea tehnologiilor noi ale bateriilor fără materii prime esențiale și asigurarea diligenței lanțului de aprovizionare joacă toate un rol important în atenuarea impactului asupra mediului al vehiculelor electrice în viitor.

Utilizarea comercială a bateriilor cu ioni de sodiu este de așteptat să crească pentru aplicații specifice de electromobilitate, potențial înlocuind nevoia de litiu, cobalt și nichel cu materiale mai puțin dăunătoare.

Pentru a reduce dependența de combustibilii fosili pentru producerea de energie electrică, îmbunătățirea și extinderea capacității rețelei și integrarea surselor regenerabile de energie în rețea este imperativă pentru a minimiza consecințele asupra mediului.

Promovarea practicilor de producție durabile, cum ar fi utilizarea energiei regenerabile în instalațiile de producție și implementarea unor metode de producție eficiente, este, de asemenea, vitală pentru reducerea efectelor negative asupra mediului ale producției de vehicule electrice.

(Referințe și lecturi suplimentare: Arrieche, A. (2023). Biggest electric vehicle companies: Can Tesla keep EV top dog crown? [Online] capital.com. Available at: https://capital.com/top-20-global-electric-vehicle-companies-ranking-tesla-ev-top-dog )