باتری‌های برقی، کابوس آلودگی جدید؟ چین و هند زیر ذره‌بین

بررسی‌های تازه درباره‌ی آلودگی برآمده از تولید باتری‌های خودروهای برقی

به موازات این‌که خودروهای برقی به یکی از ارکان انتقال انرژی سراسری بدل شده‌اند، پژوهش‌های اخیر دانشگاه پرینستون نشان می‌دهد که فرآوری مواد معدنی حیاتی برای باتری‌های این خودروها، ممکن است کانون‌هایی از آلودگی را در مناطق نزدیک به مراکز تولید ایجاد کند. محققان با تمرکز بر چین و هند به این نتیجه رسیدند که اگر زنجیره تأمین خودروهای برقی کاملاً در داخل کشورها بومی‌سازی شود، میزان انتشار دی‌اکسید گوگرد (SO2) در این کشورها می‌تواند تا 20 درصد نسبت به وضع موجود افزایش یابد. بخش عمده‌ی این انتشار SO2 از فرآیند فرآوری و تولید نیکل و کبالت نشأت می‌گیرد که خود این مواد، نقش کلیدی در باتری‌های امروزی خودروهای برقی ایفا می‌کنند.

وی پنگ، نویسنده‌ی مسئول و استاد کمکی امور عمومی و بین‌المللی به همراه مرکز انرژی و محیط زیست آندلینگر، گفت: “بحث‌های متعددی پیرامون خودروهای برقی بر کاهش انتشار گازها از بخش‌های حمل و نقل و انرژی متمرکز است. اما ما نشان می‌دهیم که تأثیرات خودروهای برقی به انتشار گازهای اگزوز یا برق محدود نمی‌شود. این مسأله تمام زنجیره‌ی تأمین شما را در بر می‌گیرد.”

محققان در مقاله‌ای که در نشریه‌ی Environmental Science & Technology منتشر شده، استدلال کردند که کشورها باید هنگام توسعه‌ی برنامه‌های کاهش کربن، با دیدی راهبردی به ساخت زنجیره‌های تأمین پاک بنگرند. در زمینه‌ی تولید باتری، این گروه بر اهمیت توسعه و اجرای استانداردهای سخت‌گیرانه‌ی آلودگی هوا تأکید کردند تا از پیامدهای ناخواسته‌ی گذار به خودروهای برقی جلوگیری شود. آن‌ها همچنین پیشنهاد کردند که توسعه‌ی شیمی‌های جایگزین باتری برای پیشگیری از انتشار SO2 در فرآیند تولید باتری‌های امروزی امری ضروری است.

آنجل شیما، نویسنده‌ی اول این تحقیق که این پژوهش را به‌عنوان محقق پسادکترا در گروه پنگ انجام داده و اکنون استاد کمکی در مرکز مطالعات اقلیمی و مرکز مطالعات سیاست آشانک دسا در مؤسسه‌ی فناوری هند، بمبئی است، گفت: “اگر به تمام و کمال در مورد هر فناوری انرژی پاک جستجو کنید، با چالش‌ها یا تناقضاتی روبرو خواهید شد. وجود این تناقضات به این معنا نیست که باید انتقال انرژی را متوقف کنیم، بلکه به این معنی است که باید با اتخاذ تدابیر پیش‌گیرانه، این تناقضات را تا حد امکان کاهش دهیم.”

روایت دو کشور

چین و هند هر دو برای جلوگیری از انتشار SO2 دلایل موجهی دارند: این ترکیب، پیش‌ساز ذرات معلق ریز است که به مشکلات قلبی و تنفسی متعددی دامن می‌زند. هر دوی این کشورها در حال حاضر متحمل سطوح بالایی از آلودگی هوا هستند. در سال 2019، حدود 1.4 میلیون مرگ زودرس در چین و حدود 1.7 میلیون مرگ زودرس در هند به دلیل قرار گرفتن در معرض ذرات معلق ریز گزارش شد. با این حال، این دو کشور در مراحل متفاوتی از توسعه‌ی خودروهای برقی قرار دارند. پنگ گفت که در چین، زنجیره‌ی تأمین داخلی برای خودروهای برقی به‌خوبی استقرار یافته است، اما هند هنوز در مراحل ابتدایی توسعه‌ی زنجیره‌ی تأمین به‌سر می‌برد. این مقایسه به محققان کمک کرد تا اولویت‌های کوتاه‌مدت را شناسایی کنند در حالی که به ساخت یا ادامه‌ی ساخت زنجیره‌ی تأمین داخلی برای خودروهای برقی می‌پردازند.

چالش‌ها و فرصت‌های زنجیره تأمین در چین و هند

پنگ، که همچنین عضو اصلی هیئت علمی مرکز تحقیقات سیاست‌گذاری در زمینه‌ی انرژی و محیط زیست است، گفت: “چین باید به این فکر کند که چگونه زنجیره‌ی تأمین موجود را پاکسازی کند، در حالی که هند این فرصت را دارد که یک زنجیره‌ی تأمین بهتر را از صفر بسازد.” او افزود: “هر دو کشور وضعیت خاص خود را با چالش‌ها و فرصت‌های متفاوتی مواجه هستند.”

تمرکز بر پاکسازی آلودگی در هند

در هند، اولین گام مؤثر می‌تواند تمرکز بر پاکسازی آلودگی در بخش برق باشد. این امر مستلزم اجرای تدابیر سخت‌گیرانه‌ی کنترل آلودگی SO2 برای نیروگاه‌های حرارتی و استفاده از فناوری‌های بالغ مانند حذف گوگرد از گازهای خروجی است. برای چین، که هم اکنون کنترل‌های دقیقی بر آلودگی در بخش برق اعمال می‌کند، تمرکز باید از انتشار SO2 در فرآیند تولید باتری‌ها تغییر کند؛ موضوعی که به گفته‌ی محققان، چندان مورد توجه قرار نگرفته است. با این حال، محققان تأکید کردند که نادیده گرفتن انتشار آلودگی از تولید باتری‌ها می‌تواند یک اشتباه اساسی باشد.

چالش‌های زنجیره تأمین در چین و هند

در سناریوهایی که چین و هند زنجیره‌های تأمین خود را به‌طور کامل داخلی کنند، تمرکز بر یک شبکه‌ی پاک تأثیر چندانی بر کاهش انتشار SO2 نداشت. در عوض، سناریوهایی که تنها بر پاکسازی فرآیندهای تولید باتری متمرکز بودند، از کانون‌های آلودگی SO2 جلوگیری کردند. شارما گفت: “مردم معمولاً بر این باورند که گذار به فناوری‌های سبز همیشه یک برد-برد خواهد بود و مزایای اقلیمی و کیفیت هوا را به همراه خواهد داشت. اما بدون توجه به فرآیند تولید، ممکن است انتشار کربن و اکسید نیتروژن را کاهش دهید، اما در مقابل، بار آلودگی هوا را برای ساکنان نزدیک به مراکز تولید افزایش می‌دهید.”

رویکردهای انسانی در کاهش کربن

در حالی که این تحلیل بر چین و هند متمرکز بود، محققان استدلال کردند که اگر به آلودگی برآمده از تولید باتری‌ها رسیدگی نشود، این مسأله در سطح جهانی به یک چالش تبدیل خواهد شد، به دلیل افزایش نرخ پذیرش وسایل نقلیه‌ی الکتریکی. حتی اگر کشورهایی مانند چین و هند تولید باتری را به خارج واگذار کنند، شارما گفت که بدون تدوین راهبردهایی برای کاهش انتشار SO2، آن‌ها فقط مشکل را به کشور دیگری منتقل می‌کنند. او گفت: “بررسی وسایل نقلیه‌ی الکتریکی از منظر زنجیره‌ی تأمین جهانی، حائز اهمیت است. حتی اگر هند تصمیم بگیرد که زنجیره‌ی تأمین داخلی نداشته باشد و به جای آن از جای دیگری وارد کند، آلودگی از بین نمی‌رود، بلکه فقط به کشور دیگری انتقال می‌یابد.”

تغییر شیمی باتری‌ها برای کاهش آلودگی

علاوه بر توصیه‌های سیاستی برای تدوین استانداردهای پیشگیرانه‌ی آلودگی هوا که احتمالاً در سطح ملی یا زیرملی اجرا خواهند شد، محققان همچنین بررسی کردند که چگونه تغییر شیمی باتری در وسایل نقلیه‌ی الکتریکی می‌تواند از انتشار ناخواسته‌ی SO2 در مقیاس جهانی جلوگیری کند. در حالی که بیشتر باتری‌های وسایل نقلیه‌ی الکتریکی امروزی به کبالت و نیکل وابسته‌اند، ظهور شیمی‌های جایگزین که از آهن و فسفات استفاده می‌کنند (به اصطلاح باتری‌های لیتیوم آهن فسفات) می‌تواند برخی از نگرانی‌های مربوط به استخراج و فرآوری کبالت و نیکل را دور بزند. با پرهیز از به‌کارگیری این دو ماده‌ی معدنی، سناریوهایی با نفوذ بالا از باتری‌های فسفات لیتیوم منجر به انتشار بسیار کمتری از SO2 در تولید شدند.

توجه به انسان‌ها در برنامه‌ریزی کاهش کربن

در هر صورت، پنگ گفت که یافته‌ها یادآور این نکته است که باید مردم را در طراحی برنامه‌های کاهش کربن در نظر بگیریم، زیرا حتی بهترین فناوری‌ها نیز ممکن است با پیامدهای ناخواسته و نامطلوب همراه باشند. او گفت: “ما در رابطه با بسیاری از فناوری‌های مهم برای کاهش انتشار کربن، اطلاعات کافی داریم. اما بخش دیگر این است که این فناوری‌ها چگونه بر مردم تأثیر می‌گذارند. رویکرد من این است که بهترین راه‌ها برای پیوند دادن فناوری‌ها و مردم را در نظر بگیرم، زیرا این استراتژی‌ها بهترین نتایج را برای بیشترین تعداد از افراد جامعه به‌دنبال خواهند داشت.”