من المتوقع اندلاع “تسونامي” للسيارات الكهربائية في البلدان الغنية ، حيث تتعهد شركات السيارات والحكومات بزيادة أعدادها – من المتوقع أن يكون هناك 145 مليونًا على الطرق بحلول عام 2030.
ولكن في حين أن المركبات الكهربائية يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في تقليل الانبعاثات ، فإنها تحتوي أيضًا على قنبلة زمنية بيئية محتملة: بطارياتها.
وفقًا لأحد التقديرات ، من المتوقع أن ينتهي العمر الافتراضي لأكثر من 12 مليون طن من بطاريات الليثيوم أيون من الآن وحتى عام 2030.
لا تتطلب هذه البطاريات فقط كميات كبيرة من المواد الخام ، بما في ذلك الليثيوم والنيكل والكوبالت – التعدين الذي له تأثيرات مناخية وبيئية وحقوقية – إنها تهدد أيضًا بترك جبل من النفايات الإلكترونية عند وصولها إلى نهاية عمرها الافتراضي.
مع بدء تحول صناعة السيارات ، يقول الخبراء إن الوقت قد حان للتخطيط لما يحدث للبطاريات في نهاية حياتها ، لتقليل الاعتماد على التعدين والحفاظ على تداول المواد.
حياة ثانية
تتدفق مئات الملايين من الدولارات على إعادة تدوير الشركات الناشئة ومراكز البحث لمعرفة كيفية تفكيك البطاريات الميتة واستخراج المعادن الثمينة على نطاق واسع.
قال جيمس بنينجتون ، الذي يقود برنامج الاقتصاد الدائري التابع للمنتدى الاقتصادي العالمي ، إنه إذا أردنا أن نفعل المزيد باستخدام المواد التي لدينا ، فلا ينبغي أن تكون إعادة التدوير هي الحل الأول. قال: “أفضل شيء تفعله في البداية هو إبقاء الأشياء قيد الاستخدام لفترة أطول”.
قالت جيسيكا ريختر ، الباحثة في السياسة البيئية في جامعة لوند: “يتبقى الكثير من سعة [البطارية] في نهاية الاستخدام الأول في السيارات الكهربائية”. قد لا تكون هذه البطاريات قادرة على تشغيل المركبات ولكن يمكن أن يكون لها حياة ثانية لتخزين الطاقة الزائدة الناتجة عن الطاقة الشمسية أو مزارع الرياح.
العديد من الشركات تجري تجارب. تستخدم شركة الطاقة Enel Group 90 بطارية متقاعدة من سيارات Nissan Leaf في منشأة لتخزين الطاقة في مليلية بإسبانيا ، وهي معزولة عن الشبكة الوطنية الإسبانية. في المملكة المتحدة ، دخلت شركة الطاقة Powervault في شراكة مع شركة Renault لتجهيز أنظمة تخزين الطاقة المنزلية ببطاريات متقاعدة.
إن إنشاء تدفق بطاريات الليثيوم أيون من الحياة الأولى في السيارات الكهربائية إلى الحياة الثانية في تخزين الطاقة الثابت سيكون له فائدة أخرى: استبدال بطاريات حمض الرصاص السامة.
قال ريتشارد فولر ، الذي يقود شركة Pure Earth غير الربحية ، إن حوالي 60٪ فقط من بطاريات الرصاص الحمضية تستخدم في السيارات ، وتستخدم 20٪ أخرى لتخزين الطاقة الشمسية الزائدة ، لا سيما في البلدان الأفريقية.
قال فولر إن بطاريات الرصاص الحمضية تدوم عادة حوالي عامين فقط في المناخات الأكثر دفئًا ، حيث تتسبب الحرارة في تدهورها بسرعة أكبر ، مما يعني أنها بحاجة إلى إعادة تدويرها بشكل متكرر. ومع ذلك ، هناك عدد قليل من المرافق التي يمكنها القيام بذلك بأمان في إفريقيا.
بدلاً من ذلك ، غالبًا ما يتم فتح هذه البطاريات وتذويبها في الساحات الخلفية. تعرض هذه العملية القائمين بإعادة التدوير ومحيطهم إلى الرصاص ، وهو سم عصبي قوي ليس له مستوى آمن معروف ويمكن أن يضر بنمو الدماغ عند الأطفال.
قال فولر إن بطاريات الليثيوم أيون يمكن أن توفر بديلاً أقل سمية وأطول أمداً لتخزين الطاقة.
السباق لإعادة التدوير
قال بنينجتون: “عندما تنتهي البطارية حقًا بنهاية استخدامها ، فقد حان الوقت لإعادة تدويرها”.
هناك زخم كبير وراء إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون. في تقرير تأثيرها ، الذي نُشر في أغسطس ، أعلنت شركة Tesla أنها بدأت في بناء قدرات إعادة التدوير في Gigafactory في نيفادا لمعالجة نفايات البطاريات.
جمعت شركة Redwood Materials ، التي أسسها كبير مسؤولي التكنولوجيا السابق في Tesla JB Straubel ، والتي تعمل من كارسون سيتي بولاية نيفادا ، أكثر من 700 مليون دولار في يوليو وتخطط لتوسيع عملياتها. يأخذ المصنع البطاريات الميتة ، ويستخرج المواد القيمة مثل النحاس والكوبالت ، ثم يرسل المعادن المكررة مرة أخرى إلى سلسلة توريد البطاريات.
ومع ذلك ، نظرًا لأن إعادة التدوير أصبحت أكثر شيوعًا ، لا تزال هناك تحديات تقنية كبيرة.
أحدها هو التصميمات المعقدة التي يجب على القائمين بإعادة التدوير التنقل فيها للوصول إلى المكونات القيمة. قال كارلتون كومينز ، المؤسس المشارك لشركة Aceleron ، وهي شركة ناشئة لتصنيع البطاريات في المملكة المتحدة ، إن بطاريات الليثيوم أيون نادرًا ما يتم تصميمها مع مراعاة إمكانية إعادة التدوير. “هذا هو السبب الذي يجعل القائمين بإعادة التدوير يكافحون. إنهم يريدون القيام بالمهمة ، لكنهم يتعرفون على المنتج فقط عندما يصل إلى بابهم “.
استهدفت شركة Cummins والشريك المؤسس أمريت تشاندان عيبًا واحدًا في التصميم: طريقة توصيل المكونات. قال Cummins إن معظم المكونات ملحومة معًا ، وهو أمر جيد للتوصيل الكهربائي ، ولكنه سيء لإعادة التدوير.
تربط بطاريات Aceleron المكونات بمشابك تضغط على نقاط التلامس المعدنية معًا. يمكن فك ضغط هذه الوصلات وبسرعة
تغيير النظام
النجاح غير مضمون حتى لو تم اختراق التحديات التقنية. يُظهر التاريخ مدى صعوبة إنشاء صناعات إعادة التدوير التي تعمل بشكل جيد.
تتمتع بطاريات الرصاص الحمضية ، على سبيل المثال ، بمعدلات عالية من إعادة التدوير جزئيًا بسبب المتطلبات القانونية – حيث يتم إعادة تدوير 99٪ من الرصاص في بطاريات السيارات. لكن لديهم تكلفة سامة عندما ينتهي بهم الأمر في مرافق إعادة التدوير غير المناسبة. غالبًا ما ينتهي الأمر بالبطاريات المستهلكة مع إعادة التدوير في الفناء الخلفي لأن بإمكانهم دفع ثمنها أكثر من القائمين بإعادة التدوير الرسميين ، الذين يتعين عليهم تغطية تكاليف التشغيل المرتفعة.
قد تكون بطاريات الليثيوم أيون أقل سمية ولكنها لا تزال بحاجة إلى أن ينتهي بها المطاف في عمليات يمكنها إعادة تدويرها بأمان. قال بينينجتون: “تميل المنتجات إلى التدفق عبر المسار الأقل مقاومة ، لذا فأنت تريد أن تجعل المسار الذي يمر عبر القنوات الرسمية أقل مقاومة”.
يمكن أن يساعد التشريع. في حين أن الولايات المتحدة لم تنفذ بعد السياسات الفيدرالية التي تفرض إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون ، فإن الاتحاد الأوروبي والصين يطلبان بالفعل من مصنعي البطاريات أن يدفعوا مقابل إنشاء أنظمة الجمع وإعادة التدوير. وقال بنينجتون إن هذه الأموال يمكن أن تساعد في دعم شركات إعادة التدوير الرسمية لجعلها أكثر قدرة على المنافسة.
في ديسمبر الماضي ، اقترح الاتحاد الأوروبي أيضًا تغييرات شاملة في لوائح البطاريات الخاصة به ، والتي يستهدف معظمها بطاريات الليثيوم أيون. وتشمل هذه المعدلات المستهدفة 70٪ لجمع البطاريات ، ومعدلات استرداد 95٪ للكوبالت والنحاس والرصاص والنيكل و 70٪ للليثيوم ، والمستويات الدنيا الإلزامية للمحتوى المعاد تدويره في البطاريات الجديدة بحلول عام 2030 – لضمان وجود أسواق لإعادة التدوير وتقيهم من أسعار السلع المتقلبة أو تغيير كيميائية البطاريات.
وقال ريختر: “ليست في شكلها النهائي بعد ، لكن المقترحات المطروحة هناك طموحة”.
يمكن أن تساعد البيانات أيضًا. يعمل كل من الاتحاد الأوروبي و Global Battery Alliance (GBA) ، وهو تعاون بين القطاعين العام والخاص ، على إصدارات من “جواز السفر” الرقمي – وهو سجل إلكتروني للبطارية يحتوي على معلومات حول دورة حياتها الكاملة.
يقول Torsten Freund ، الذي يقود مبادرة جواز سفر البطارية GBA: “نحن نفكر في رمز الاستجابة السريعة أو جهاز الكشف عن [تحديد تردد الراديو]”. يمكنه الإبلاغ عن حالة البطارية والسعة المتبقية ، مما يساعد مصنعي المركبات على توجيهها لإعادة الاستخدام أو إلى مرافق إعادة التدوير. يمكن للبيانات المتعلقة بالمواد أن تساعد القائمين بإعادة التدوير على التنقل في عدد لا يحصى من كيمياء بطاريات الليثيوم أيون. وبمجرد انتشار إعادة التدوير على نطاق واسع ، يمكن أن يشير جواز السفر أيضًا إلى كمية المحتوى المعاد تدويره في البطاريات الجديدة.
قالت مايا بن درور ، قائدة التنقل الحضري في المنتدى الاقتصادي العالمي ، مع بدء صناعة السيارات في التحول ، حان الوقت لمعالجة هذه المشاكل. وقالت إن الأموال المتدفقة على القطاع توفر “فرصة لضمان أن تكون هذه الاستثمارات في أنظمة بيئية جديدة مستدامة وليس فقط في نوع جديد من السيارات”.
وقال ريختر إنه من الجدير بالذكر أيضًا أن النقل المستدام يتجاوز السيارات الكهربائية. وقالت إنه لا ينبغي التغاضي عن المشي أو ركوب الدراجات أو استخدام وسائل النقل العام. “من المهم أن نتذكر أنه يمكن أن يكون لدينا منتج مستدام يقع ضمن نظام غير مستدام.”
إقرأ أيضا:
