باتری‌های برقی در کمین محیط زیست: خطر 20% آلودگی بیشتر در ایران هم هست؟

پیامدهای زیست‌محیطی تولید باطری‌های خودروهای برقی

با همه‌گیر شدن خودروهای برقی در سطح جهان، پژوهش‌های اخیر دانشگاه پرینستون نشان می‌دهند تصفیه مواد معدنی حیاتی مورد نیاز برای این باطری‌ها، می‌تواند مناطق آلوده کننده جدیدی را در نزدیکی مراکز تولید ایجاد کند. محققان با تمرکز بر کشورهای چین و هند، به این نتیجه رسیدند که انتشار گاز دی‌اکسید گوگرد (SO₂) در این کشورها، در صورت داخلی‌سازی کامل زنجیره تأمین خودروهای برقی، تا بیست درصد نسبت به سطوح کنونی افزایش خواهد یافت.

بخش عمده‌ای از این انتشار SO₂، حاصل از فرآیند تصفیه و تولید نیکل و کبالت است؛ عناصری اساسی در باطری‌های خودروهای برقی امروزی. به گفته وی پنگ، نویسنده مسئول این پژوهش و استاد دانشگاه، بحث‌های زیادی درباره خودروهای برقی حول محور کاهش آلاینده‌ها در بخش‌های حمل و نقل و انرژی متمرکز شده‌اند. «اما یافته‌های ما نشان می‌دهد که تأثیرات این خودروها، صرفاً به انتشار گازهای اگزوز یا تولید برق محدود نمی‌شود. بلکه این موضوع به کل زنجیره تأمین وابسته است.»

در مقاله‌ای که در مجله Environmental Science & Technology به چاپ رسید، محققان بر این باورند که کشورها باید در زمان توسعه برنامه‌های کاهش کربن، استراتژی‌های مشخصی برای ایجاد زنجیره‌های تأمین پاک در نظر بگیرند. در بحث تولید باطری، این تیم بر اهمیت تعیین و اجرای استانداردهای سخت‌گیرانه آلودگی هوا تأکید کرد تا از عواقب پیش‌بینی نشده گذار به سمت خودروهای برقی جلوگیری شود. آن‌ها همچنین پیشنهاد دادند که باید شیمی‌های جایگزین باطری توسعه یابند تا انتشار SO₂ در فرآیند تولید باطری‌های فعلی کاهش یابد.

آنجل شرما، نویسنده اصلی این پژوهش، که این کار را به عنوان محقق پسادکترا در گروه پنگ انجام داده و اکنون استاد دانشگاه در مؤسسه فناوری هند است، اظهار داشت: «اگر به عمق هر فناوری انرژی پاک نگاه کنید، با چالش‌ها یا مبادلاتی روبرو می‌شوید. وجود این تبادلات به این معنی نیست که ما باید انتقال انرژی را متوقف کنیم، بلکه باید با رویکردی پیشگیرانه این تبادلات را به حداقل برسانیم.»

داستان دو کشور

چین و هند، هر دو دلایل موجهی برای جلوگیری از انتشار SO₂ دارند. این ترکیب، پیش‌ساز ذرات معلق است که به مشکلات قلبی و تنفسی دامن می‌زند. هر دو کشور، در حال حاضر با سطوح بالای آلودگی هوا دست به گریبان هستند. در سال 2019، حدود 1.4 میلیون مرگ زودرس در چین و حدود 1.7 میلیون مورد در هند، به دلیل قرار گرفتن در معرض ذرات معلق ریز، گزارش شده است.

با این وجود، این دو کشور در مراحل متفاوتی از توسعه خودروهای برقی قرار دارند. به گفته پنگ، زنجیره تأمین داخلی خودروهای برقی در چین تا حدودی شکل گرفته است، اما هند هنوز در مراحل ابتدایی این مسیر قرار دارد. این مقایسه به محققان کمک کرد تا اولویت‌های کوتاه‌مدت را در زمان ساخت یا توسعه زنجیره تأمین داخلی خودروهای برقی، شناسایی کنند.

چالش‌ها و فرصت‌های زنجیره تأمین در چین و هند

پنگ که از اعضای ارشد مرکز تحقیقات سیاست در زمینه انرژی و محیط زیست است، گفت: «چین باید به پاکسازی زنجیره تأمین فعلی خود بیندیشد، در حالی که هند این فرصت را دارد که از ابتدا زنجیره تأمین بهتری را ایجاد کند.» او ادامه داد: «هر دوی این موقعیت‌ها، چالش‌ها و فرصت‌های خاص خود را دارند.»

تمرکز بر آلودگی در هند

در هند، گام نخست می‌تواند تمرکز بر پاکسازی آلودگی در بخش انرژی باشد. این امر مستلزم اجرای اقدامات سخت‌گیرانه برای کنترل آلودگی SO₂ در نیروگاه‌های حرارتی و استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند حذف گوگرد از دودکش‌ها است.

مشکلات چین در کنترل آلودگی

برای چین، که در حال حاضر کنترل‌های دقیقی بر آلودگی‌های بخش انرژی دارد، تمرکز باید به کاهش انتشار SO₂ از فرآیند تولید باطری‌ها معطوف شود. محققان تأکید کردند که این موضوع کمتر مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، آن‌ها هشدار دادند که نادیده گرفتن آلودگی‌های ناشی از تولید باطری، اشتباه بزرگی خواهد بود.

اهمیت تمرکز بر تولید باطری

در سناریوهایی که چین و هند، زنجیره‌های تأمین خود را کاملاً داخلی کنند، تمرکز بر پاکسازی شبکه انرژی تأثیر چندانی بر کاهش انتشار SO₂ نداشت. در عوض، تنها سناریوهایی که بر پاکسازی فرآیندهای تولید باطری متمرکز بودند، از ایجاد کانون‌های آلودگی SO₂ جلوگیری کردند.

شارما گفت: «مردم تصور می‌کنند که گذار به فناوری‌های سبز همیشه برد-برد است و منافعی برای آب و هوا و کیفیت هوا خواهد داشت. اما بدون توجه به تولید، ممکن است انتشار کربن و اکسید نیتروژن را کاهش دهید، اما در عوض بار آلودگی هوا را برای جوامع نزدیک به مراکز تولید افزایش می‌دهید.»

نگاه انسان‌محور به کاهش کربن

با این که این تحلیل بر کشورهای چین و هند متمرکز بود، محققان استدلال کردند که اگر به آلودگی ناشی از تولید باطری توجه نشود، این مشکل به چالشی جهانی تبدیل خواهد شد، زیرا استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی رو به افزایش است. حتی اگر کشورهایی مانند چین و هند تولید باطری را به کشورهای دیگری واگذار کنند، شارما گفت که بدون اتخاذ استراتژی‌هایی برای کاهش انتشار SO₂، آن‌ها تنها مشکل را به کشور دیگری منتقل می‌کنند.

شارما افزود: «مهم است خودروهای برقی را از دیدگاه زنجیره تأمین جهانی بررسی کنیم. حتی اگر هند تصمیم بگیرد که زنجیره تأمین داخلی نداشته باشد و از جای دیگری وارد کند، آلودگی از بین نمی‌رود، فقط به کشور دیگری منتقل می‌شود.»

تغییرات شیمیایی باطری و کاهش آلودگی

علاوه بر توصیه‌های سیاستی در مورد استانداردهای پیشگیرانه آلودگی هوا، محققان همچنین بررسی کردند که چگونه تغییر در شیمی باطری‌های وسایل نقلیه الکتریکی می‌تواند از انتشار ناخواسته SO₂ در سطح جهان جلوگیری کند. در حالی که بیشتر باطری‌های خودروهای برقی امروزه به کبالت و نیکل وابسته هستند، ظهور شیمی‌های جایگزین که از آهن و فسفات استفاده می‌کنند (باطری‌های لیتیوم آهن فسفات) می‌تواند برخی از نگرانی‌های مربوط به استخراج و تصفیه کبالت و نیکل را کاهش دهد.

با خودداری از استفاده از این دو عنصر، سناریوهایی که شامل استفاده گسترده از باطری‌های لیتیوم فسفات بودند، منجر به انتشار بسیار کمتری از SO₂ در فرآیند تولید شدند.

توجه به انسان در برنامه‌های کاهش کربن

در نهایت، پنگ گفت که یافته‌ها یادآوری می‌کند که در هنگام طراحی برنامه‌های کاهش کربن، باید به مردم توجه ویژه‌ای داشته باشیم، زیرا حتی بهترین فناوری‌ها نیز می‌توانند پیامدهای ناخواسته‌ای داشته باشند. او گفت: «ما درباره بسیاری از فناوری‌های مهم برای کاهش انتشار کربن آگاهی داریم. اما بخش دیگر این است که این فناوری‌ها چگونه بر زندگی مردم تأثیر می‌گذارند. رویکرد من این است که بهترین راه‌ها برای هم‌افزایی فناوری‌ها و مردم را در نظر بگیرم، زیرا این استراتژی‌ها بهترین نتایج را برای بیشترین تعداد افراد به همراه خواهند داشت.»