زيادة السيارات الكهربائية يمكن أن يسبب لنا مشكلة نفايات البطاريات
وقد اكتسب الدافع لاستبدال السيارات التي تستخدم وقود مُلوث والديزل بسلالة جديدة من السيارات الكهربائية زخمًا في الأسابيع الأخيرة. لكن هناك مسألة بيئية غير مجابة في قلب حركة السيارات الكهربائية: ماذا يجب أن نفعل مع كميه النصف طن الموجودة من بطاريات الليثيوم أيون عندما تتأكل؟
التزمت الحكومتان البريطانية والفرنسية الشهر الماضي بحظر بيع السيارات التي تعمل بالبنزين والديزل بحلول عام 2040 ، وتعهدت شركة فولفو للسيارات بأن تبيع فقط السيارات الكهربائية أو السيارات الهجينة من عام 2019.
تجاوز عدد السيارات الكهربائية في العالم العام الماضي المليونين، وتقدر وكالة الطاقة الدولية أنه سيكون هناك 140 مليون سيارة كهربائية على مستوى العالم بحلول عام 2030 إذا ما توصلت البلدان إلى أهداف اتفاقية المناخ في باريس. قد يؤدي ازدهار السيارة الكهربائية إلى ترك 11 مليون طن من بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة في حاجة إلى إعادة التدوير من الآن وحتى عام 2030 ، وفقاً لأجاي كوشار ، الرئيس التنفيذي لشركة Li-Cycle لإعادة تدوير البطاريات.
فجوة إعادة التدوير
ومع ذلك، في الاتحاد الأوروبي يتم إعادة تدوير 5 ٪ من بطاريات الليثيوم أيون. هذا له تكلفة بيئية. ليس فقط أن تحمل البطاريات خطر إطلاق غازات سامة إذا تضررت، ولكن المكونات الأساسية مثل الليثيوم والكوبالت هي منتهية واستخراج يمكن أن يؤدي إلى تلوث المياه واستنزاف الآثار البيئية الأخرى.
وهناك أسباب تدعو للتفاؤل. حتى الآن، يمكن تفسير المعدلات الضعيفة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون بحقيقة أن معظمها يتم احتواؤها في الإلكترونيات الاستهلاكية والتي عادة ما ينتهي بها المطاف إلى إهمالها في الدرج أو الرمي في مكب النفايات.
هذا لن يحدث مع السيارات الكهربائية، ذلك ما يتوقعه Marc Grynberg، الرئيس التنفيذي لـ Umicore. ويقول: "سيكون منتجو السيارات مسؤولين عن جمع وإعادة تدوير بطاريات أيونات الليثيوم المستهلكة". "نظراً لحجمها الكبير، لا يمكن تخزين البطاريات في المنزل، ولا يعد دفن النفايات خياراً".
تشترط لوائح الاتحاد الأوروبي، التي تطلب من صانعي البطاريات لتمويل تكاليف جمع ومعالجة وإعادة تدوير جميع البطاريات التي تم جمعها، بالفعل عمليات ربط بين شركات صناعة السيارات والقائمين بإعادة التدوير.
إن شركة أوميكور، التي استثمرت مبلغ 25 مليون يورو (22.6 مليون جنيه إسترليني) في مصنع رائد صناعي في أنتويرب لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون، لديها صفقات في أوروبا مع كل من تسلا وتويوتا لاستخدام الصهر لاستعادة المعادن الثمينة مثل الكوبالت والنيكل. يقول Grynberg: "لقد أثبتنا قدراتنا على إعادة تدوير البطاريات المستهلكة من السيارات الكهربائية ونحن مستعدون لتوسيع نطاقها عند الحاجة".
هل تم حل المشكلة؟ ليس تمامًا. على الرغم من أن عمليات الصهر التجارية مثل عمليات Umicore يمكن أن تستعيد بسهولة العديد من المعادن، إلا أنها لا تستطيع استرداد الليثيوم الحيوي مباشرة، والذي ينتهي مختلط في منتج ثانوي. تقول Umicore أنه يمكنه استرداد الليثيوم من المنتج الثانوي، ولكن كل عملية إضافية تضيف تكلفة.
وهذا يعني أنه في حين قد يتم نقل بطاريات السيارات الكهربائية إلى مرافق إعادة التدوير، لن يكون هناك أي ضمان بأن الليثيوم نفسه سيتم استرداده إذا لم يتم الدفع مقابل ذلك. وقال بنك Morgan Stanley الاستثماري في يونيو أنه لا يتوقع بتاتًا أن يعاد تدوير الليثيوم خلال العقد المقبل وأن هناك مخاطر في عدم كفاية البنية التحتية لإعادة التدوير عندما تتوقف الموجة الحالية من البطاريات.
تقول Jessica Alsford، رئيسة فريق البحث العالمي المستدام للبنك: "لا يزال هناك حاجة لمزيد من التطوير للوصول إلى عملية إعادة تدوير ذات الحلقة المغلقة حيث يتم استعادة جميع المواد". وتضيف "هناك فرق بين القدرة على القيام بشيء وأمر منطقي اقتصاديًا".
حياة ثانية للبطاريات
يقول Francisco Carranza، مدير خدمات الطاقة في شركة نيسان، أن المشكلة الأساسية هي أنه في حين أن تكلفة إعادة تدوير البطارية بالكامل تتراجع نحو €1 للكيلو الواحد، فإن قيمة المواد الخام التي يمكن استردادها هي فقط ثلث ذلك.
وقد قامت نيسان بشراكة مع شركة إيتون لإدارة الطاقة لتتم إعادة استخدام بطاريات السيارات الخاصة بها لتخزين الطاقة المنزلية، بدلاً من إعادة تدويرها، وهذه المشكلة الاقتصادية هي السبب الأهم. "تكلفة إعادة التدوير هي الحاجز"، كما يقول Carranza. "يجب أن يكون أقل من قيمة المواد المستعادة لتنجح هذه العملية."
يقول Amrit Chandan "ضعف القدرة على إعادة التدوير هي مأساة "، وهو مهندس كيميائي يقود تطوير الأعمال في شركة أسيليرون، وهي شركة بريطانية تعمل في مجال التكنولوجيا الفائقة وتتطلع إلى تحويل البطاريات الهالكة. ويضيف: " يحتاج الأمر إلى الكثير من الطاقة لاستخراج هذه المواد من الأرض، وإذا لم نستخدمها مرة أخرى، فسنجعل مشاكلنا البيئية أسوأ ".
وتعتقد أسيليرون، مثل نيسان، أن الإجابة تكمن في إعادة استخدام بطاريات السيارات بدلاً من إعادة تدويرها - والتي حصلت الشركة على عملية مسجلة تخول لها القيام بذلك. يقول Chandan أن بطاريات السيارات لا يزال بإمكانها أن تصل إلى 70٪ من قدرتها عندما تعود غير قادرة بما فيه الكفاية لتشغيل السيارات الكهربائية، مما يجعلها مثالية -عند تقسيمها واختبارها وإعادة تعبئتها- لوظائف مثل تخزين الطاقة المنزلية.
إن آسيليرون، والتي حصلت مؤخرًا على اعتراف من فوربس كواحدة من أكثر 30 شركة واعدة في مجال التكنولوجيا العالية في أوروبا، تبحث عن مستثمرين لمساعدتها على إطلاق مشاريع تجريبية. يقول Chandan: "ستكون هناك عاصفة من بطاريات السيارات الكهربائية التي ستصل إلى نهاية عمرها خلال بضع سنوات، ونحن نجهز أنفسنا لنكون مستعدين لذلك".
هذا ليس البديل الوحيد. تعد Li-Cycle رائدة في تقنية إعادة التدوير الجديدة باستخدام عملية كيميائية لاسترداد جميع المعادن المهمة من البطاريات. ويقول Kochhar أنه يتطلع إلى بناء أول مصنع تجاري لوضع 5000 طن من البطاريات سنوياً من خلال هذه العملية التي يسميها "الكيمياء الرطبة". ومع ذلك، فمن المبكر أن تُستغل هاته التكنولوجيا تجاريًا.
تقول Linda Gaines، محللة أنظمة النقل وخبيرة بطاريات السيارات الكهربائية في مختبر أرغون الوطني في الولايات المتحدة: "خلاصة القول هي أن هناك وقتًا لبناء المصانع. لكننا لا نعرف بعد أنواع البطاريات التي سيتم استخدامها. من شأنه أن يساعد لو كانت البطاريات موحدة ومصممة لإعادة التدوير، ولكنها ليست كذلك ".
التزمت الحكومتان البريطانية والفرنسية الشهر الماضي بحظر بيع السيارات التي تعمل بالبنزين والديزل بحلول عام 2040 ، وتعهدت شركة فولفو للسيارات بأن تبيع فقط السيارات الكهربائية أو السيارات الهجينة من عام 2019.
تجاوز عدد السيارات الكهربائية في العالم العام الماضي المليونين، وتقدر وكالة الطاقة الدولية أنه سيكون هناك 140 مليون سيارة كهربائية على مستوى العالم بحلول عام 2030 إذا ما توصلت البلدان إلى أهداف اتفاقية المناخ في باريس. قد يؤدي ازدهار السيارة الكهربائية إلى ترك 11 مليون طن من بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة في حاجة إلى إعادة التدوير من الآن وحتى عام 2030 ، وفقاً لأجاي كوشار ، الرئيس التنفيذي لشركة Li-Cycle لإعادة تدوير البطاريات.
فجوة إعادة التدوير
ومع ذلك، في الاتحاد الأوروبي يتم إعادة تدوير 5 ٪ من بطاريات الليثيوم أيون. هذا له تكلفة بيئية. ليس فقط أن تحمل البطاريات خطر إطلاق غازات سامة إذا تضررت، ولكن المكونات الأساسية مثل الليثيوم والكوبالت هي منتهية واستخراج يمكن أن يؤدي إلى تلوث المياه واستنزاف الآثار البيئية الأخرى.
وهناك أسباب تدعو للتفاؤل. حتى الآن، يمكن تفسير المعدلات الضعيفة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون بحقيقة أن معظمها يتم احتواؤها في الإلكترونيات الاستهلاكية والتي عادة ما ينتهي بها المطاف إلى إهمالها في الدرج أو الرمي في مكب النفايات.
هذا لن يحدث مع السيارات الكهربائية، ذلك ما يتوقعه Marc Grynberg، الرئيس التنفيذي لـ Umicore. ويقول: "سيكون منتجو السيارات مسؤولين عن جمع وإعادة تدوير بطاريات أيونات الليثيوم المستهلكة". "نظراً لحجمها الكبير، لا يمكن تخزين البطاريات في المنزل، ولا يعد دفن النفايات خياراً".
تشترط لوائح الاتحاد الأوروبي، التي تطلب من صانعي البطاريات لتمويل تكاليف جمع ومعالجة وإعادة تدوير جميع البطاريات التي تم جمعها، بالفعل عمليات ربط بين شركات صناعة السيارات والقائمين بإعادة التدوير.
إن شركة أوميكور، التي استثمرت مبلغ 25 مليون يورو (22.6 مليون جنيه إسترليني) في مصنع رائد صناعي في أنتويرب لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون، لديها صفقات في أوروبا مع كل من تسلا وتويوتا لاستخدام الصهر لاستعادة المعادن الثمينة مثل الكوبالت والنيكل. يقول Grynberg: "لقد أثبتنا قدراتنا على إعادة تدوير البطاريات المستهلكة من السيارات الكهربائية ونحن مستعدون لتوسيع نطاقها عند الحاجة".
هل تم حل المشكلة؟ ليس تمامًا. على الرغم من أن عمليات الصهر التجارية مثل عمليات Umicore يمكن أن تستعيد بسهولة العديد من المعادن، إلا أنها لا تستطيع استرداد الليثيوم الحيوي مباشرة، والذي ينتهي مختلط في منتج ثانوي. تقول Umicore أنه يمكنه استرداد الليثيوم من المنتج الثانوي، ولكن كل عملية إضافية تضيف تكلفة.
وهذا يعني أنه في حين قد يتم نقل بطاريات السيارات الكهربائية إلى مرافق إعادة التدوير، لن يكون هناك أي ضمان بأن الليثيوم نفسه سيتم استرداده إذا لم يتم الدفع مقابل ذلك. وقال بنك Morgan Stanley الاستثماري في يونيو أنه لا يتوقع بتاتًا أن يعاد تدوير الليثيوم خلال العقد المقبل وأن هناك مخاطر في عدم كفاية البنية التحتية لإعادة التدوير عندما تتوقف الموجة الحالية من البطاريات.
تقول Jessica Alsford، رئيسة فريق البحث العالمي المستدام للبنك: "لا يزال هناك حاجة لمزيد من التطوير للوصول إلى عملية إعادة تدوير ذات الحلقة المغلقة حيث يتم استعادة جميع المواد". وتضيف "هناك فرق بين القدرة على القيام بشيء وأمر منطقي اقتصاديًا".
حياة ثانية للبطاريات
يقول Francisco Carranza، مدير خدمات الطاقة في شركة نيسان، أن المشكلة الأساسية هي أنه في حين أن تكلفة إعادة تدوير البطارية بالكامل تتراجع نحو €1 للكيلو الواحد، فإن قيمة المواد الخام التي يمكن استردادها هي فقط ثلث ذلك.
وقد قامت نيسان بشراكة مع شركة إيتون لإدارة الطاقة لتتم إعادة استخدام بطاريات السيارات الخاصة بها لتخزين الطاقة المنزلية، بدلاً من إعادة تدويرها، وهذه المشكلة الاقتصادية هي السبب الأهم. "تكلفة إعادة التدوير هي الحاجز"، كما يقول Carranza. "يجب أن يكون أقل من قيمة المواد المستعادة لتنجح هذه العملية."
يقول Amrit Chandan "ضعف القدرة على إعادة التدوير هي مأساة "، وهو مهندس كيميائي يقود تطوير الأعمال في شركة أسيليرون، وهي شركة بريطانية تعمل في مجال التكنولوجيا الفائقة وتتطلع إلى تحويل البطاريات الهالكة. ويضيف: " يحتاج الأمر إلى الكثير من الطاقة لاستخراج هذه المواد من الأرض، وإذا لم نستخدمها مرة أخرى، فسنجعل مشاكلنا البيئية أسوأ ".
وتعتقد أسيليرون، مثل نيسان، أن الإجابة تكمن في إعادة استخدام بطاريات السيارات بدلاً من إعادة تدويرها - والتي حصلت الشركة على عملية مسجلة تخول لها القيام بذلك. يقول Chandan أن بطاريات السيارات لا يزال بإمكانها أن تصل إلى 70٪ من قدرتها عندما تعود غير قادرة بما فيه الكفاية لتشغيل السيارات الكهربائية، مما يجعلها مثالية -عند تقسيمها واختبارها وإعادة تعبئتها- لوظائف مثل تخزين الطاقة المنزلية.
إن آسيليرون، والتي حصلت مؤخرًا على اعتراف من فوربس كواحدة من أكثر 30 شركة واعدة في مجال التكنولوجيا العالية في أوروبا، تبحث عن مستثمرين لمساعدتها على إطلاق مشاريع تجريبية. يقول Chandan: "ستكون هناك عاصفة من بطاريات السيارات الكهربائية التي ستصل إلى نهاية عمرها خلال بضع سنوات، ونحن نجهز أنفسنا لنكون مستعدين لذلك".
هذا ليس البديل الوحيد. تعد Li-Cycle رائدة في تقنية إعادة التدوير الجديدة باستخدام عملية كيميائية لاسترداد جميع المعادن المهمة من البطاريات. ويقول Kochhar أنه يتطلع إلى بناء أول مصنع تجاري لوضع 5000 طن من البطاريات سنوياً من خلال هذه العملية التي يسميها "الكيمياء الرطبة". ومع ذلك، فمن المبكر أن تُستغل هاته التكنولوجيا تجاريًا.
تقول Linda Gaines، محللة أنظمة النقل وخبيرة بطاريات السيارات الكهربائية في مختبر أرغون الوطني في الولايات المتحدة: "خلاصة القول هي أن هناك وقتًا لبناء المصانع. لكننا لا نعرف بعد أنواع البطاريات التي سيتم استخدامها. من شأنه أن يساعد لو كانت البطاريات موحدة ومصممة لإعادة التدوير، ولكنها ليست كذلك ".
الرابط مصدر المقال
