تشجع الحكومات وشركات السيارات على التحول للسيارات الكهربائية كوسيلة للحد من استخدام النفط والتغير المناخي. تسعى جنرال موتورز للانتقال بالكامل إلى السيارات الكهربائية بحلول 2035، بينما تسرع فولفو خططها لإنتاج سيارات كهربائية بحلول 2030. بينما تعتبر المركبات الكهربائية أقل انبعاثات من التقليدية، فإن تأثيرها يعتمد على طريقة شحنها. استخدام الفحم لشحنها قد يؤدي لزيادة الانبعاثات. كما أن استخراج المواد الخام للبطاريات، مثل الكوبالت والليثيوم، يطرح تحديات بيئية. كما أن معدلات إعادة تدوير بطاريات الليثيوم منخفضة، مما يتطلب تحسينات لتعزيز استدامتها.
تروج الحكومات وشركات صناعة السيارات على مستوى العالم للسيارات الكهربائية كطريقة أساسية للحد من الاعتماد على النفط ومكافحة تغير المناخ.
آخر الأخبار
وفي هذا الإطار، صرحت شركة جنرال موتورز الأمريكية عن خططها للتوقف عن بيع السيارات والشاحنات الخفيفة الجديدة التي تعمل بالبنزين بحلول عام 2035، مع التركيز على النماذج الكهربائية بالكامل. كما نوّهت شركة فولفو السويدية أنها ستسرّع من تطوير خطتها الإنتاجية وتطلق مجموعة من السيارات الكهربائية بالكامل بحلول عام 2030.
ومع ذلك، يثير انتشار السيارات والشاحنات الكهربائية سؤالًا ملحًا: هل هذه المركبات حقًا صديقة للبيئة كما يتم الترويج لها؟
بينما يتفق معظم الخبراء على أن السيارات الكهربائية القابلة للشحن تعتبر خيارًا أكثر ملاءمة للبيئة مقارنةً بالسيارات التقليدية، إلا أنها قد تترك آثارًا بيئية خاصة تتعلق بأساليب شحنها وإنتاجها.
كيفية إنتاج الكهرباء
بشكل عام، تنتج معظم السيارات الكهربائية المباعة حاليًا انبعاثات أقل تأثيرًا على الاحتباس الحراري مقارنة بمعظم السيارات التي تعمل بالبنزين.
لكن النقطة القائدية هنا هي كمية الفحم التي يتم حرقها لتغذية شحن هذه المركبات. كما أن شبكات الكهرباء تحتاج بشدة إلى تحسين نقائها قبل أن تتمكن السيارات الكهربائية من أن تصبح خالية تمامًا من الانبعاثات.
وهناك أداة تفاعلية عبر الشبكة العنكبوتية تم تطويرها بواسطة باحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تساعد في مقارنة التأثيرات المناخية للطرز المختلفة من المركبات من خلال دمج جميع العوامل ذات الصلة: الانبعاثات الناتجة عن تصنيع السيارات وإنتاج البنزين والديزل، وكمية البنزين التي تستهلكها السيارات التقليدية، ومصدر الكهرباء اللازم لشحن السيارات الكهربائية.
إذا افترضنا أن السيارات الكهربائية تستمد طاقتها من الشبكة الكهربائية المتوسطة في الولايات المتحدة، التي تتضمن عادةً مزيجًا من محطات الوقود الأحفوري والطاقة المتجددة، فإنها غالبًا ما تكون أكثر حفاظًا على البيئة مقارنةً بالسيارات التقليدية. على الرغم من أن تصنيع السيارات الكهربائية ينطوي على انبعاثات كثيفة بسبب بطارياتها، إلا أن محركاتها الكهربائية أكثر كفاءة من المحركات التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري.
على سبيل المثال، يُتوقع أن تنتج سيارة “شيفروليه بولت” الكهربائية بالكامل 189 غرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل ميل (1.6 كيلومتر) تقطعه على مدار عمرها الافتراضي، في المتوسط.
في المقابل، يُقدّر أن سيارة “تويوتا كامري” الجديدة التي تعمل بالبنزين ستنتج 385 غرامًا من ثاني أكسيد الكربون في كل ميل تقطعه. بينما تُنتج شاحنة فورد F-150 الجديدة، التي تستهلك كمية أكبر من الوقود، 636 غرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل ميل.
من جهة أخرى، إذا كانت سيارة “شيفروليه بولت” تُشحن من شبكة كهرباء تعتمد بشكل كثيف على الفحم، مثل تلك الموجودة حاليًا في الغرب الأوسط الأمريكي، فقد يكون تأثيرها على المناخ أسوأ قليلاً من سيارة هجينة حديثة مثل تويوتا بريوس، التي تعمل بالبنزين ولكنها تستخدم بطارية لزيادة كفاءة استهلاكها للطاقة.
مع ذلك، ستظل سيارة “شيفروليه بولت” التي تستخدم الفحم تتفوق على كامري وفورد (F-150).
يقول جيريمي ميكاليك، أستاذ الهندسة بجامعة كارنيغي ميلون بولاية بنسلفانيا: “يميل الفحم إلى أن يكون السنةل الحاسم. إذا كان لديك سيارات كهربائية في بيتسبرغ، بنسلفانيا، يتم شحنها ليلاً مما يدفع محطات الفحم القريبة إلى حرق المزيد من الفحم لتغذيتها، فلن تكون فوائد المناخ بنفس القدر من الأهمية، وقد يؤدي ذلك إلى زيادة تلوث الهواء”.
الخبر السار للسيارات الكهربائية هو أن معظم الدول تسعى الآن لتنظيف شبكاتها الكهربائية. في الولايات المتحدة، أوقفت شركات المرافق السنةة تشغيل مئات محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالفحم خلال العقد الماضي، وانتقلت إلى مزيج من الغاز الطبيعي منخفض الانبعاثات، والطاقة الريحية، والطاقة الشمسية. نتيجة لذلك، اكتشف الباحثون أن المركبات الكهربائية أصبحت بشكل عام أكثر نظافة أيضًا. ومن المرجح أن تصبح أكثر نظافة في المستقبل.
قالت جيسيكا ترانسيك، الأستاذة المساعدة لدراسات الطاقة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “إن السبب الذي يجعل المركبات الكهربائية تبدو حلاً مناخيًا جذابًا هو أنه إذا تمكنا من جعل شبكاتنا خالية من الكربون، فستقل انبعاثات المركبات بشكل كبير. في حين أن حتى أفضل السيارات الهجينة التي تعمل بالبنزين ستظل لديها دائمًا حد أدنى من الانبعاثات لا يمكن أن تنخفض عنه”.
مشكلة المواد الخام على غرار العديد من البطاريات الأخرى، تعتمد خلايا أيونات الليثيوم التي تشغل معظم المركبات الكهربائية على مواد خام -مثل الكوبالت والليثيوم وعناصر أرضية نادرة- تثير مخاوف بيئية وحقوقية خطيرة، وخاصة الكوبالت الذي يطرح مشكلة خاصة.
يؤدي تعدين الكوبالت إلى إنتاج مخلفات خطيرة قد تتسرب إلى البيئة، وقد وجدت الدراسات أن هناك تعرضًا كبيرًا للكوبالت والمعادن الأخرى في المواطنونات المحيطة، وخاصة بين الأطفال. كما تتطلب عملية استخراج المعادن من خاماتها عملية تُسمى بالصهر، والتي قد تُصدر أكسيد الكبريت وغيره من الملوثات الضارة بالهواء.
ويُستخرج ما يصل إلى 70% من إمدادات الكوبالت العالمية من جمهورية الكونغو الديمقراطية، والدولة تستخرج نسبة كبيرة منها في مناجم “تقليدية” غير مُنظمة، حيث يقوم العمال، بما في ذلك العديد من الأطفال، باستخراج المعدن من الأرض باستخدام أدوات يدوية فقط، مما يعرض صحتهم وسلامتهم للخطر، وفقًا لتحذيرات جماعات حقوق الإنسان.
ويستخرج الليثيوم المستهلك عالميًا إما من أستراليا أو من المسطحات الملحية في مناطق الأنديز في الأرجنتين وبوليفيا وتشيلي، وهي عمليات تتطلب كميات كبيرة من المياه الجوفية لضخ المحاليل الملحية، مما يقلل من كميات المياه المتاحة للمزارعين والرعاة الأصليين.
تتطلب المياه اللازمة لإنتاج البطاريات استهلاكًا مائيًا يزيد بنحو 50% مقارنةً بمحركات الاحتراق الداخلي التقليدية. وغالبًا ما تحتوي رواسب المعادن النادرة، التي تتركز في الصين، على مواد مشعة قد تُصدر مياه وغبارًا مشعًا.
من خلال التركيز أولاً على الكوبالت، تعهدت شركات صناعة السيارات وغيرها من الشركات المصنعة بالتخلص من الكوبالت “التقليدي” من سلاسل التوريد الخاصة بها، ونوّهت أنها ستعمل على تطوير بطاريات تقلل من استخدام الكوبالت أو تلغي الحاجة إليه تمامًا.
ومع ذلك، لا تزال هذه التقنية في مرحلة التطوير، وانتشار هذه المناجم يعني أن هذه الالتزامات “غير واقعية”، حسبما قال ميكائيل دودين من منظمة باكت (Pact)، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع مجتمعات التعدين في أفريقيا. ولفت السيد دودين إلى أنه بدلاً من ذلك، يتعين على الشركات المصنعة العمل مع هذه المناجم لتقليل بصمتها البيئية وضمان سلامة العمل للعمال. وأضاف أنه إذا التصرف الشركات بشكل مسؤول، فإن صعود المركبات الكهربائية سيكون فرصة عظيمة لدول مثل الكونغو. ولكن إذا لم تفعل ذلك، “فستكون البيئة وحياة العديد من عمال المناجم في خطر”.
إعادة التدوير قد تكون أفضل
مع اقتراب انتهاء عمر الأجيال السابقة من السيارات الكهربائية، تشكل معالجة البطاريات المستعملة تحديًا مهمًا.
تستخدم معظم المركبات الكهربائية اليوم بطاريات ليثيوم أيون، والتي تخزن طاقة أكبر في نفس الحجم مقارنةً بتقنية بطاريات الرصاص الحمضية الأقدم. ولكن بينما يُعاد تدوير 99% من بطاريات الرصاص الحمضية في الولايات المتحدة، فإن معدلات إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون تُقدّر بحوالي 5% فقط.
يشير الخبراء إلى أن البطاريات المستعملة تحتوي على معادن ثمينة ومواد أخرى يمكن استعادتها وإعادة استخدامها. ومع ذلك، قد يتطلب إعادة تدوير البطاريات كميات كبيرة من الماء، أو قد تُنتج ملوثات جوية.
وفي هذا السياق، قالت رادينكا ماريك، الأستاذة في قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية بجامعة كونيتيكت: “نسبة بطاريات الليثيوم التي تُعاد تدويرها منخفضة جدًا، ولكن مع مرور الوقت والابتكار، ستزداد هذه النسبة”.
مقاربة أخرى واعدة لمعالجة بطاريات السيارات الكهربائية المستعملة تتضمن إعادة استخدامها سواء من خلال التخزين أو استعمالات أخرى.
قال أمول فادكي، كبير العلماء في كلية غولدمان للسياسات السنةة بجامعة كاليفورنيا: “بالنسبة للسيارات، عندما تنخفض سعة البطارية عن 80%، فإن مدى السير ينخفض … لكن هذا لا يشكل عائقًا بالنسبة للتخزين الثابت”.
قامت العديد من شركات صناعة السيارات، بما في ذلك نيسان اليابانية وبي إم دبليو الألمانية، بتجربة استخدام بطاريات السيارات الكهربائية القديمة لتخزين الطاقة الكهربائية. ونوّهت جنرال موتورز أنها صممت مجموعات بطارياتها مع مراعاة الاستخدام طويل الأمد. ومع ذلك، توجد تحديات، إذ إن إعادة استخدام بطاريات الليثيوم أيون تتطلب اختبارات وترقيات مكثفة لضمان أدائها الموثوق.
إذا تمت هذه العملية بشكل صحيح، فإنه يمكن أن تستمر بطاريات السيارات المستعملة في العمل لفترة إضافية تصل إلى عقد أو أكثر كمخزن احتياطي للطاقة الشمسية، وفقًا لدراسة أجراها باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا السنة الماضي.
