هل السيارات الكهربائية أفضل للبيئة؟.. الأمل في تطوير إنتاج المركبات وطرق تصنيع وإعادة تدوير البطاريات

كتب مصفطى شعبان 

يتفق العديد من الخبراء على أن كهربة قطاع النقل ستكون حيوية في جهود مكافحة تغير المناخ، وهناك عدة حقائق يجب التعرف عليها، أولها أن البصمة البيئية الأولية من إنتاج السيارات الكهربائية الحالية أكبر من إنتاج محركات الاحتراق الداخلي، ولكن الأمل في التطوير والبحث عن آليات تخفض هذه المعادلة .

كما أن استخراج المعادن المستحدمة في إنتاج البطاريات يتسبب في فقدان المياه، والتلوث وزعزعة استقرار الأرض وفقدان التنوع البيولوجي، خفض خُمس الانبعاثات العالمية، فاستخراج طن واحد فقط من الليثيوم يتطلب ما يصل إلى مليوني لتر من الماء، خاصة وأن ما يقرب من ثلاثة أرباع الليثيوم في العالم في ما يسمى بـ “مثلث الليثيوم”، وهي منطقة تمتد عبر الأرجنتين وبوليفيا وتشيلي.

حاليا يتم إعادة تدوير 5% فقط من بطاريات الليثيوم أيون، مقدار التلوث الفعلي يعتمد على المكان الذي تحصل منه هذه المركبات على الكهرباء، تتمتع المركبات الكهربائية بإمكانية كبيرة لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عندما تقترن بقطاع كهرباء منخفض الكربون.

فالسيارات الكهربائية (EVs) موجودة منذ أكثر من 120 عامًا، ولكن بفضل الابتكارات والتطورات التكنولوجية المذهلة في السنوات الأخيرة، نمت الصناعة بمعدل غير مسبوق.

وأدى البحث والتطوير إلى تحسن كبير في عمر البطارية، وخفض تكاليف التصنيع والشراء الإجمالية، مع وجود المزيد من المركبات الكهربائية على الطريق كل عام، نلقي نظرة على سبب كون السيارات الكهربائية أفضل للبيئة من تلك التي تعمل بالغاز.

خفض خُمس الانبعاثات العالمية

التحول إلى EV يمثل بلا شك استراتيجية جيدة لوقف الاحتباس الحراري، إذا أصبحت جميع السيارات على الطريق كهربائية، يمكننا خفض ما يقرب من خمس الانبعاثات العالمية.

لكن فوائد توسيع قطاع الكهرباء تتجاوز هذا فقط : إلى جانب القدرة على الاستمتاع بهواء أنظف، سنكون أقل اعتمادًا على الارتفاع المفاجئ في أسعار النفط بسبب الصراع، وسيكون لدينا مدن أكثر هدوءًا.

ليس السيارات فقط

لكن الأمر لا يتعلق بالسيارات فقطـ، هناك ثورة صامتةتجري في قطاع النقل العالمي، مع كهربة الدراجات والدراجات النارية والحافلات وقطارات الشحن والجرارات والشاحنات الثقيلة بوتيرة غير مسبوقة. يؤدي الابتكار في هذا المجال، بالإضافة إلى انخفاض تكاليف الطاقة النظيفة- حيث أصبحت الطاقة الشمسية أرخص شكل من أشكال الطاقة التي نمتلكها حاليًا – إلى دفع تكاليف تصنيع أرخص لبطاريات السيارات الكهربائية، وبالتالي أسعار شراء أرخص، بينما لا شك في أن السيارات الكهربائية ستكون مهمة في مكافحة أزمة المناخ، من المهم بنفس القدر الإجابة على سؤال حاسم: هل السيارات الكهربائية حقًا أفضل للبيئة من تلك التي تعمل بمحركات الاحتراق؟

البصمة البيئية لبطاريات المركبات الكهربائية

من المعروف أن البصمة البيئية الأولية من إنتاج السيارات الكهربائية الحالية أكبر من إنتاج محركات الاحتراق الداخلي “الوقود التقليدي”، وتحديداً من إنتاج بطاريات السيارات الكهربائية.

تحتوي بطاريات الليثيوم أيون – وهي أكثر أنواع بطاريات المركبات الكهربائية شيوعًا – على مادتين خامتين كثيفتي الطاقة: الليثيوم والكوبالت، من أجل تلبية الطلب المتزايد، وصلت الطاقة الإنتاجية إلى مستويات قياسية، وكذلك التعدين لهذين المعدنين.

ومع ذلك، فإن السؤال ليس ما إذا كان العالم لديه ما يكفي من الليثيوم، على الرغم من توقع ارتفاع الطلب من حوالي نصف مليون طن متري في عام 2021 إلى حوالي 3 ملايين طن متري في عام 2030، يعتقد الخبراء أن هناك منتجًا كافيًا لتزويد صناعة بطاريات أيونات الليثيوم.

الأمر الأكثر إثارة للقلق هو التأثير البيئي للحفر لهذا المعدن، يعد تعدين الليثيوم عملية معروفة بأنها ضارة للغاية بالبيئة، فضلاً عن أنها كثيفة الاستخدام للموارد بشكل لا يصدق، مع آثار جانبية بما في ذلك فقدان المياه، والتلوث وزعزعة استقرار الأرض وفقدان التنوع البيولوجي.

مثلث الليثيوم

يوجد ما يقرب من ثلاثة أرباع الليثيوم في العالم في ما يسمى بـ “مثلث الليثيوم”، وهي منطقة تمتد عبر الأرجنتين وبوليفيا وتشيلي، وأحد أكثر القضايا البيئية إثارة للقلق المتعلقة بالتعدين المكثف لاستخراج الليثيوم، هو فقدان الماء، في Salar de Uyuni – أكبر مسطح ملح في العالم، ومخزن ضخم من الليثيوم، يقع في جنوب غرب بوليفيا- يهدد التعدين بتدمير النظام البيئي، واستنزاف إمدادات المياه.

يتطلب استخراج طن واحد فقط من الليثيوم ما يصل إلى مليوني لتر من الماء، مع انخفاض مصادر المياه في المنطقة، يصبح الجفاف والتصحر أكثر تكرارا، وبالمثل، فإن شركات التعدين العاملة في منجم سالار دي أتاكاما في صحراء تشيلي قد استهلكت حتى الآن ما يقدر بنحو 65% من مياه المنطقة.

علاوة على ذلك، فإن الكثير من الطاقة المستخدمة لاستخراج ومعالجة الليثيوم، يأتي من الوقود الأحفوري، وبالتالي فهو مسؤول عن توليد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ما يقرب من 15 طنًا لكل طن من الليثيوم المستخرج، بالإضافة إلى اعتمادًا على حجم البطارية وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن عملية التصنيع، تتراوح هذه الانبعاثات من ثلاثة إلى حوالي 16 طنًا، في المقابل، ينتج عن إنتاج طن واحد من الفولاذ – الذي تُصنع منه معظم محركات الاحتراق الداخلي – 1.9 طنًا من الانبعاثات، أي أقل بكثير من الليثيوم.

ومع ذلك، مع استمرار تحسن تقنيات البطاريات، تنخفض التكاليف، وكذلك الانبعاثات الناتجة عن تصنيع بطاريات المركبات الكهربائية بشكل كبير، والأهم من ذلك، أن الانبعاثات الناتجة أثناء الإنتاج يتم تعويضها بشكل كبير خلال عمر السيارات الكهربائية.

ما مقدار ما تنبعث منه المركبات الكهربائية عند السير على الطريق؟

توفر كهربة المركبات فرصًا لتحقيق وفورات في الانبعاثات،  هذا لأنها ، على عكس عملية التصنيع، تولد انبعاثات قليلة جدًا على مدار حياتها، خاصة عند مقارنتها بالمركبات التقليدية، تنتج محركات الاحتراق الداخلي (IC) التي تعمل على زيت الوقود الأحفوري حوالي 10% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في العالم، مثل الليثيوم للبطاريات، يجب تعدين البنزين لتشغيل السيارات غير الكهربائية.

ومع ذلك، في هذه الحالة، فإن عملية التكرير بمجرد استخراج النفط الخام هي المسؤولة عن غالبية الانبعاثات، والتي تتكون فقط من غازات الدفيئة، ولكن أيضًا الميثان وثاني أكسيد النيتروز، وعلى الرغم من أن الحجة القائلة بأنه سيتم استخراج النفط لاستخدامات أخرى بغض النظر عما إذا كنا ننتقل إلى المركبات الكهربائية أم لا يتم طرحها في كثير من الأحيان، فلا يمكن إنكار أن التخلص التدريجي من المركبات التي تعمل بالبنزين سيؤدي إلى تقليل الطلب وبالتالي تقليل الانبعاثات المرتبطة لهذه الصناعة.

مصدر الكهرباء لشحن السيارات

في حين أن انبعاثات أنبوب العادم من السيارات الكهربائية هي صفر، فإن مقدار التلوث الفعلي يعتمد على المكان الذي تحصل منه هذه المركبات على الكهرباء، تتمتع المركبات الكهربائية بإمكانية كبيرة لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عندما تقترن بقطاع كهرباء منخفض الكربون.

ومع ذلك، في العديد من البلدان مثل الولايات المتحدة، لا تزال الطاقة مشتقة من محطات الفحم، وبالتالي، فإن قيادة السيارات الكهربائية في هذه المناطق لا يزال لها تأثير أكبر من القيادة في مناطق ذات مصادر طاقة نظيفة، ومع ذلك، مع توسع مصادر الطاقة المتجددة بمعدل سريع بشكل لا يصدق في جميع أنحاء العالم، تقل المخاوف بشأن انبعاثات المركبات الكهربائية خلال حياتها بشكل كبير.

ماذا عن انبعاثات نهاية عمر البطارية؟

أحد الجوانب الأخيرة التي يجب مراعاتها عند محاولة فهم ما إذا كانت السيارات الكهربائية أفضل للبيئة من مركبات محركات الاحتراق، تتعلق بالتخلص من بطارية السيارة الكهربائية، مع نمو الصناعة كذلك ينمو عدد البطاريات المستعملة، أصبحت حقيقة عدم إعادة تدوير ما يكفي منها أو تخزينها بشكل كافٍ مشكلة متزايدة.

وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، فإن حجم بطاريات السيارات الكهربائية التي سيتم إيقاف العمل بها بحلول عام 2030 يساوي تقريبًا إنتاج البطاريات السنوي الحالي، من أجل منع هذا من أن يصبح مسؤولية بيئية كبيرة، تحتاج الصناعة إلى التوصل إلى تدابير فعالة لمعالجة مثل هذه الأحجام، يتم إعادة تدوير 5% فقط من بطاريات الليثيوم أيون، وفقًا لتحليل بيانات عام 2021، وهو أمر مقلق للغاية، بالنظر إلى أنه يمكن إزالة أكثر من 90٪ من الكوبالت والنيكل بسهولة.

معادن البطاريات ضارة

علاوة على ذلك، فإن بعض المعادن الموجودة في بطاريات المركبات الكهربائية ضارة للغاية حتى بكميات صغيرة، نظرًا لأن الغالبية العظمى منهم يتم التخلص منها في مدافن النفايات، فإن تسريبات الملوثات البيئية متكررة جدًا، في كثير من الأحيان، تؤدي هذه التسريبات إلى حرائق تحت الأرض، مما يؤدي بالتالي إلى إطلاق المزيد من الملوثات في الغلاف الجوي.

عندما تدخل جزيئات المعادن الخطرة الموجودة في البطاريات- مثل الزرنيخ والكادميوم والكروم والكوبالت والنحاس- إلى الجهاز التنفسي البشري، فإنها يمكن أن تسبب مجموعة متنوعة من المشاكل الصحية، وبالمثل، يمكن أن تلوث هذه المعادن السامة مصادر المياه، مما يهدد ليس فقط البشر ولكن أيضًا التنوع البيولوجي الحيواني.

مشاكل نهاية عمر البطارية

بالنظر إلى المشكلات المرتبطة بنهاية عمر البطارية، تبحث بعض المناطق الرئيسية في العالم عن طرق لتطوير مشهد سياساتها لتنظيم جمع البطاريات وإعادة تدويرها، في عام 2019 ، على سبيل المثال، فرضت الصين مسؤولية المنتج، وحملت المصنّعين مسؤولية التخلص من البطاريات المستهلكة، وإعادة تدويرها.

وبالمثل ، يعمل الاتحاد الأوروبي على ” توجيه البطارية”، الذي يحظر تسويق البطاريات التي تحتوي على بعض المواد الخطرة ، وينظم الجمع وإعادة التدوير بالإضافة إلى الأحكام الخاصة بوضع ملصقات على البطاريات وإمكانية إزالتها من المعدات، أما بالنسبة للولايات المتحدة، فتعتمد الحكومة على المجموعة الاستشارية لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون، بقيادة وكالة حماية البيئة لتقديم المشورة للهيئة التشريعية بشأن سياسات استرداد بطاريات السيارات الكهربائية.

الدول تراهن على السيارات الكهربائية

ومع كل هذا جعلت العديد من البلدان التحول إلى السيارات الكهربائية أولوية في خططها لتحقيق أهدافها المناخية، حتى الآن، أعلنت 17 دولة عن أهداف للمركبات الخالية من الانبعاثات بنسبة 100٪  أو التخلص التدريجي من مركبات محركات الاحتراق الداخلي بحلول عام 2050، خلافا لقرار البرلمان الأوروبي الذي يضم 27 دولة في أن يتم منع إنتاج السيارات البنزين بعد 2035 .

وتتسابق أقوى اقتصادات العالم – الولايات المتحدة والصين – الاتحاد الأوروبي لتصبح رائدة في سوق السيارات الكهربائية، مع إحراز الأخير تقدمًا ملحوظًا في توسيع الصناعة.

 الصين في المقدمة

اعتبارًا من عام 2020، باعت الصين أكثر من ثلاثة ملايين مركبة ركاب، أي أكثر من ضعف عدد الولايات المتحدة. تمتلك الصين أيضًا أكثر من 400 علامة تجارية مسجلة في صناعة مركبات الطاقة الجديدة (NEV)، وأكثر من 500000 حافلة كهربائية، وهو ما يمثل نسبة مذهلة تبلغ 98 % من الرقم العالمي.

سوق الولايات المتحدة

لكن مستقبل هذا القطاع يبدو واعدًا بنفس القدر في الولايات المتحدة، فارتفعت مبيعات السيارات الكهربائية بأكثر من 40% سنويًا منذ عام 2016 ، ومن المتوقع أن يرتفع الرقم حيث تتضمن خطة الرئيس جو بايدن للوصول إلى الحياد الكربوني التأكد من أن نصف مبيعات السيارات الجديدة في البلاد ستكون خالية من الانبعاثات. سيارات، وتقدم الحكومة الأمريكية زيادة ائتمانات ضريبة المستهلك لشراء سيارة كهربائية جديدة إلى 12500 دولار – من 7500 دولار أمريكي حاليًا – بالإضافة إلى تمويل البنية التحتية العامة الجديدة للشحن. 

المملكة المتحدة

بالنسبة للمملكة المتحدة، فقد أعلنوا عن حظر بيع السيارات الجديدة التي تعمل بالبنزين والديزل بعد عام 2030 في محاولة للوصول إلى انبعاثات صفرية بحلول عام 2050. لتغذية التحول ، ستستثمر الحكومة ما يقرب من 12 مليار جنيه إسترليني (14 مليار دولار)، والتي ستُستخدم لتسريع نشر نقاط الشحن في جميع أنحاء البلاد، وتعزيز الإنتاج الضخم لبطاريات المركبات الكهربائية بالإضافة إلى دعم مشتريات المستهلكين من خلال المنح التي ستتيح لهم توفير ما يصل إلى 42٪.

وبالمثل، أعلنت الرئيسة التنفيذية لهونج كونج كاري لام، الحاجة إلى تعزيز السيارات الكهربائية كجزء من خطة المدينة لحياد الكربون لعام 2050، تشير التقديرات إلى أنه إذا كانت كل سيارة كهربائية ، فإن إجمالي البصمة الكربونية لهونج كونج سينخفض إلى 1.4 مليون طن من 7.4 مليون طن حاليًا.

النرويج الأولى

تعد النرويج من بين أنجح البلدان في التحول إلى السيارات الكهربائية، في عام 2021، شهدت الدولة الأوروبية طفرة مذهلة في المبيعات، حيث شكلت السيارات الكهربائية ما يقرب من 80٪ من مبيعات السيارات الجديدة، وتسعى الدولة أيضًا إلى أن تكون الأولى في العالم التي تنهي بيع محركات الاحتراق بحلول عام 2025، وبينما تقود النرويج الطريق.

تلحق دول أوروبية أخرى بالركب، إذا نما السوق في أوروبا وفقًا لتوقعات السوق – بنسبة مذهلة تبلغ 1،697٪ بحلول عام 2030 – فإن دراسة حديثة أجرتها شركة Uswitch حللت بيانات من وكالة الطاقة الدولية (IEA) تقدر أن القارة يمكن أن توفر انبعاثات تعادل زراعة مليار شجرة (أو غابة أكبر من بلجيكا)، وكذلك خفض مستوى سطح البحر بمقدار 2.19 ملم.