خودرو‌های برقی چقدر سبز هستند؟

به طور خلاصه: بسیار سبز؛ اما خودروهای پلاگینی (plug-in cars) هم تأثیرات زیست‌محیطی دارند. این مقاله، نگاهی به مسائل اصلی و شیوۀ پاسخگویی به این مسائل می‌اندازد.دولت‌ها و خودروسازان سراسر جهان در حال ترویج ماشین‌های برقی به عنوان تکنولوژی کلیدی کاهش مصرف نفت و مبارزه با تغییرات اقلیمی هستند. شرکت جنرال موتورز[1]گفته‌است که قصد دارد تا سال 2035، فروش ماشین‌های بنزینی را متوقف کند و به مدل‌هایی روی بیاورد که با باتری کار می‌کنند. این هفته، شرکت ولوو[2]اعلام کرد که حتی سریع‌تر کار خواهدکرد و تا سال 2030 یک صف تولید تماماً برقی را معرفی خواهدکرد.اما در عین فراگیر شدن، خودروها و وانت‌های برقی همواره با یک پرسش روبه‌رو بوده‌اند: «آیا واقعاً به اندازه‌ای که تبلیغ می‌شود، سبز هستند؟»با اینکه متخصصان عموماً قبول دارند که خودروهای پلاگین، در مقایسه با خودروهای بنزینی، برای محیط زیست بهتر هستند؛ ولی با توجه به نحوۀ شارژ شدن و تولیدشان، همچنان تأثیرات زیست‌محیطی دارند. برخی از بزرگترین معضلات -و راه مقابله با آن‌ها- به شرح زیر است:مهم است که برق چگونه تولید می‌شود.اگر بخواهیم به طور کلی حرف بزنیم، میزان انتشار آلاینده‌های گرم‌کنندۀ زمینِ بیشتر خودرو‌های برقی که امروزه به فروش می‌رسند، به طرز چشم‌گیری کم‌تر از اغلب ماشین‌های بنزینی است؛ اما همه‌چیز به این که چقدر زغال‌سنگ برای شارژ این خودروها سوزانده می‌شود، بستگی دارد. و همچنین شبکه‌های برقی هنوز باید تغییرات زیادی را پشت سر بگذارند، پیش از اینکه بتوان گفت خودروهای برقی به راستی فاقد انتشارات[3]هستند.یک راه برای مقایسۀ تأثیر اقلیمی خودروهای مختلف این ابزار تعاملی آنلاین است که توسط محققان دانشگاه M.I.T تهیه شده‌است. در تهیۀ این مدل، تلاش شده‌است که همۀ عوامل مربوطه دخالت داده‌شوند: انتشارات حاصل از تولید خودروها و تهیۀ سوخت آن‌ها، میزان بنزینی که خودروها به طور معمول می‌سوزانند و چگونگی تولید برق استفاده‌شده برای شارژ خودروها.اگر فرض کنید که ماشین‌های برقی نیروی خود را از یک شبکۀ برقی معمولی در ایالات متحده، که به طور معمول شامل ترکیبی از نیروگاه‌های سوخت فسیلی و نیروگاه‌های انرژی‌های تجدیدپذیر است، می‌گیرند؛ تقریباً در همۀ اوقات بسیار سبزتر از خودروهای معمولی هستند. با اینکه تولید خودروهای برقی به دلیل باتری‌های مخصوصشان انتشارات بیشتری ایجاد می‌کند، موتورهای برقی آن‌ها کارآمدتر از موتورهای درون‌سوزی است که سوخت‌های فسیلی می‌سوزانند.به عنوان مثال، از یک شورلت بولت[4] تمام‌برقی انتظار می‌رود در طول عمرش به طور متوسط به ازای هر یک مایل، 189 گرم (به ازای هر یک کیلومتر، 118 گرم) کربن‌دی‌اکسید تولید کند. این در حالیست که یک تویوتا کمری[5]بنزین‌سوز تازه، به طور متوسط به ازای هر یک مایل، 385 گرم (به ازای هر یک کیلومتر، 240 گرم) کربن‌دی‌اکسید تولید می‌کند. یک وانت فورد[6](که حتی کمتر از نظر سوخت کارآمد است، نسبت به مثال‌های قبلی) به ازای هر مایل، 636 گرم (به ازای هر کیلومتر، 397 گرم) کربن‌دی‌اکسید تولید می‌کند.اما این فقط یک میانگین است. از طرف دیگر، اگر شورلت بولت توسط یک شبکۀ متکی بر زغال‌سنگ[7]شارژ شود، برای اقلیم بدتر از یک خودروی هیبریدی امروزی مثل تویوتا پریوس[8]-که با بنزین کار کرده ولی از باتری برای تقویت مسافتش استفاده می‌کند- خواهد بود. (بولت متکی بر زغال‌سنگ، همچنان از کمری و F-150 بهتر عمل خواهدکرد.)جرمی میکالک[9]، استاد مهندسی دانشگاه کارنگی‌ملون[10]می‌گوید: «زغال معمولاً عامل بحرانی است. اگر شما در پیتزبورگ خودروهای برقی‌ای دارید که شب‌ها به شارژ زده می‌شوند و در نتیجه نیروگاه‌های زغال‌سنگی اطراف زغال‌سنگ بیشتری می‌سوزانند، مزایای اقلیمی چندانی نخواهدداشت و حتی ممکن است موجب آلودگی بیشتر هوا شود.»خبر خوب برای خودروهای برقی این است که بیشتر کشورها در تلاشند تا شبکه‌های برقی خود را پاکیزه‌تر کنند. در ایالات متحده، در دهۀ گذشته صدها نیروگاه زغال‌سنگ تعطیل شده‌اند و به سمت ترکیبی از گاز طبیعی کم‌آلاینده‌تر، انرژی بادی و انرژی خورشیدی رفته‌اند. در نتیجه، محققان یافته‌اند که خودروهای برقی نیز پاکیزه‌تر شده‌اند و احتمالاً همچنان پاکیزه‌تر خواهندشد.جسیکا ترنسیک[11]، دانشیار مطالعات انرژی دانشگاه M.I.T می‌گوید: «دلیل اینکه خودروهای برقی راه حل محیط‌زیستی جذابی به نظر می‌رسند این است که اگر ما بتوانیم شبکه‌های برقیمان را کربن‌خنثی[12]بکنیم، آن‌گاه انتشارات وسایل نقلیه نیز بسیار بسیار کم خواهدشد؛ در حالی که حتی بهترین هیبریدهایی که بنزین می‌سوزاند، همواره خط پایۀ انتشاراتی دارند که نمی‌توانند از آن پایین‌تر روند.»مواد اولیه می‌توانند مشکل‌ساز باشند.مانند بسیاری از باتری‌ها، باتری‌های لیتیوم-یونی که برق بیشتر خودروهای برقی را تأمین می‌کنند، بر مواد اولیه‌ای همچون کبالت، لیتیوم و عناصر کمیاب زمین -که با نگرانی‌های بزرگ محیط زیستی و حقوق بشری درآمیخته‌اند- متکی هستند. کبالت به طور ویژه مشکل‌ساز بوده‌است.استخراج کبالت سرباره‌های خطرناکی تولید کرده که می‌توانند وارد محیط شوند و تحقیقات نشان داده‌است اهالی اطراف، به ویژه کودکان، بسیار در معرض کبالت و دیگر فلزات قرار می‌گیرند. استخراج فلزها از سنگ معدنشان نیز نیازمند فرایندی به نام گدازگری می‌باشد، که موجب انتشار سولفوراکسید و آلودگی‌های زیان‌بار هوایی دیگر است.گروه‌های حقوق بشر هشدار می‌دهند که نزدیک به 70 درصد از منابع کبالت دنیا در جمهوری دموکراتیک کنگو استخراج می‌شود؛ که بخش زیادی از آن در معدن‌های غیرصنعتی و بدون بازرسی انجام می‌شود که کارگران آن‌ها -که شامل تعداد زیادی از کودکان نیز هست- با ابزارهای دستی حفاری می‌کنند که برای سلامتی و ایمنی آن‌ها بسیار خطرناک است.لیتیوم جهان، یا از استرالیا و یا از نمک‌زار‌هایی که در مناطقی از آند در آرژانتین، بولیوی و شیلی یافت می‌شوند، استخراج می‌شود. این عملیات، مقادیر زیادی از آب‌های زیرزمینی را برای پمپاژ آب‌نمک حاصل مصرف می‌کند که موجب کاهش آب در دسترس کشاورزان و چوپان‌های محلی می‌شود. آب مورد نیاز برای تهیۀ باتری‌ها به این معنا است که ساختن خودرو‌های برقی، حدوداً 50 درصد بیشتر از موتورهای درون‌سوز آب مصرف می‌کند. پسماندهای عناصر کمیاب زمین، که در چین متمرکز هستند، معمولاً حاوی مواد رادیواکتیو بوده که موجب انتشار آب و خاک رادیواکتیو می‌شود.در مورد کبالت، خودروسازان و دیگر تولیدکنندگان به از بین بردن معادن «غیرصنعتی» کبالت از زنجیرۀ تأمین خود متعهدند و گفته‌اند که باتری‌هایی خواهندساخت که نیاز به کبالت در آن‌ها کمتر بوده و یا حتی از کبالت بی‌نیاز باشند. اما تکنولوژی آن هنوز در حال توسعه بوده و رواج چنین معادنی، به گفته میکائل داودین[13] از پکت[14](یک سازمان غیرانتفاعی که با انجمن‌های معدن‌کاری در آفریقا همکاری می‌کند) به این معناست که وعده‌های کارخانه‌داران «واقع‌بینانه نیستند».در عوض، آقای داودین می‌گوید صنعت‌گران باید با این معادن همکاری کرده تا ردپای محیط زیستی آن‌ها را کاهش داده و از ایمنی شرایط کاری معدن‌کاران اطمینان حاصل کنند. اگر شرکت‌ها مسئولانه عمل کنند، ترقی خودروهای برقی فرصت خوبی برای کشورهایی همچون کنگو خواهدبود؛ ولی اگر این کار را نکنند، «آن‌ها محیط زیست و جان تعداد بسیار زیادی از معدن‌کاران را در معرض خطر قرار می‌دهند.»بازیافت می‌تواند بهتر باشد.با نزدیک شدن نسل‌های قدیمی خودروهای برقی به پایان عمر خود، جلوگیری از انباشته شدن باتری‌های مصرف‌شده یک چالش بزرگ است.امروزه بیشتر خودروهای برقی از باتری‌های لیتیوم-یونی استفاده می‌کنند که می‌توانند مقدار انرژی بیشتری در همان فضای باتری‌های قدیمی‌تر و رایج‌تر سربی-اسیدی ذخیره کنند؛ اما در حالی که 99 درصد باتری‌های سربی-اسیدی در ایالات متحده بازیافت می‌شوند، میزان بازیافت باتری‌های لیتیوم-یونی در حدود 5 درصد برآورد شده‌است.متخصصان به این نکته اشاره می‌کنند که باتری‌های مصرف‌شده حاوی فلزات ارزش‌مند و دیگر موادی هستند که قابل بازیابی و دوباره استفاده شدن‌اند. بسته به روش استفاده شده، بازیافت باتری می‌تواند باعث مصرف مقادیر زیادی آب و یا موجب انتشار آلاینده‌های هوا شود.رَدِنکا مَریک[15]، از اساتید دانشکدۀ مهندسی شیمی و زیست‌مولکولی دانشگاه کنتیکت[16]گفته‌است: «درصد باتری‌های لیتیومی بازیافت‌شده بسیار کم است؛ اما به مرور زمان و به کمک نوآوری‌ها بیشتر خواهدشد.»یک راه حل متفاوت و امیدبخش برای مواجهه با معضل باتری‌های مصرف‌شده، استفاده از آن‌ها به عنوان مخازن انرژی ثابت است. امل پدکه[17]، از دانشمندان دانشگاه برکلی[18]، می‌گوید: «برای ماشین‌ها، وقتی باتری به کمتر از 80 درصد ظرفیت اولیۀ خود می‌رسد، برد ماشین کم می‌شود؛ اما این برای مخازن ثابت، مشکل‌ساز نخواهدبود.»خودروسازان متعدد، شامل نیسان و BMW، شروع به استفاده از باتری خودروهای قدیمی به عنوان مخازن برق شبکه کرده‌اند. جنرال موتورز گفته‌است باتری‌های خود را با در نظر گرفتن این عمر دوم طراحی کرده‌است؛ اما همچنان چالش‌هایی وجود دارد. استفادۀ مجدد از باتری‌های لیتیوم-یونی نیازمند آزمایش‌های گسترده و ارتقا‌هایی خواهدبود تا از قابل اطمینان بودن عملکرد آن‌ها مطمئن شویم.اما اگر این کار به درستی انجام شود، طبق گفتۀ محققان M.I.T باتری‌های مصرف‌شدۀ خودروها می‌توانند یک دهه یا بیشتر به عنوان مخازن پشتیبان برای انرژی خورشیدی به کار گرفته‌شوند.[1]General Motors[2]Volvo11111[3]emissions free[4]Chevrolet Bolt[5]Toyota Camry[6]F-150[7]coal-heavy grid[8]Toyota Prius[9]Jeremy Michaelek[10]Carnegie Mellon University[11]Jessika Trancik[12]zero-carbon[13]Mickaël Daudin[14]Pact[15]Radenka Maric[16]University of Connecticut[17]Amol Phadke[18]University of Berkeleyمنبع: https://www.nytimes.com/2021/03/02/climate/electric-vehicles-environment.html@sharif_gsکیان بهادریورودی 1399 ،کامپیوتر شریف