تقرير: البصمة الكربونية للمركبة الكهربائية ستنخفض بمرور الوقت

تستمر الدراسات في إظهار أن المركبات الكهربائية أكثر صداقة للبيئة على الرغم من التشكيك فيها، مع مزيج الكهرباء المناسب وأسلوب القيادة، سيكون للمركبة الكهربائية بصمة كربونية أقل مدى الحياة مقارنة مع مركبة ذات محرك احتراق داخلي على مسافة 19000 ميل.

يعد إنتاج المركبات الكهربائية مكلفاً ومرهق بيئياً مقارنةً بمركبات الاحتراق، لكن المحللين يتوقعون أن تنخفض تكلفة المركبات الكهربائية بشكل كبير بحلول عام 2025.

التشكيك بالسيارات الكهربائية

تتحرك صناعة السيارات بنشاط بعيد عن الاحتراق الداخلي، ومع تزايد شعبية السيارات الكهربائية، زاد عدد المتشككين، وأثيرت مجموعة من المخاوف، تتراوح من عدم اليقين بشأن الاستدامة الحقيقية لإنتاج المركبات الكهربائية إلى قضايا العمل المنهجية في تعدين المواد الخام.

تساءل آخرون عما إذا كان الدفع الكهربائي هو الطريق الصحيح للمضي قدماً، مشيدين ببدائل مثل الهيدروجين أو الوقود الإلكتروني، لكن العلماء يقولون إن الطاقة الكهربائية هي حقاً الطريق إلى الأمام.

صحيح أن إنتاج السيارات الكهربائية هو عملية مرهقة بيئياً، أكثر من إنتاج سيارة تعمل بالبنزين في الوقت الحالي، في حين أن بصمة تجميع المواد متشابهة عبر أنماط الدفع، فإن تصنيع المركبات الكهربائية وتجميعها يمكن أن يكون أكثر تلويثاً بخمس مرات من بناء سيارة تعمل بمحرك الاحتراق، لكن الدراسات تظهر أن هذه البصمة الكربونية للواجهة الأمامية يمكن تعويضها بسرعة بمجرد قيادة السيارة.

بصمة كربونية أقل للسيارات الكهربائية

باستخدام إجراءات تحليل دورة الحياة، وجدت دراسة أجريت لصالح معهد الوقود، وهي منظمة بحثية ورعاية اجتماعية غير داعية، أن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري تصبح أقل كثافة من الكربون من مركبة احتراق عند 19000 ميل فقط في الولايات ذات الكهرباء منخفضة الكربون.

من خلال رسم صورة أوسع، تظهر الدراسة أيضاً أن مركبة احتراق النموذجية ستنبعث منها 66 طناً من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (GHG) على مدار 200000 ميل، بينما تمثل المركبات الكهربائية الهجينة والبطارية 47 طناً و 39 طناً على نفس الأميال، على التوالي.

هذا لا يعني أنالسيارات الكهربائية أنظف بطبيعتها، نظراً لأن عدداً من العوامل يمكن أن تؤثر بشكل كبير على البصمة الكربونية مدى الحياة للمركبة الكهربائية، تظل المسافة الإجمالية التي تقطعها السيارة فعالة بشكل خاص.

بالنظر إلى أن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من سيارات احتراق تنمو بنسبة 56% بين 100000 و200000 ميل بينما ينمو ناتج غازات الاحتباس الحراري في السيارة الكهربائية بنسبة 36% فقط في نفس الأميال.

أسلوب القيادة هو عامل رئيسي آخر، حيث يؤدي أسلوب القيادة المكثف إلى تدهور الصحة العامة للبطارية وربما إضافة 14 طناً إضافياً من انبعاثات غازات الدفيئة على مدى عمر السيارة الكهربائية.

الأهم هو كثافة الكربون لكهرباء المنطقة، يمكن أن تؤدي مناطق مثل West Virginia مع الكهرباء التي يحركها الفحم في الواقع إلى أن يكون لـ BEV بصمة كربونية أكبر مدى الحياة مقارنةً بمركبة احتراق.

على نفس المنوال، ستوفر ولايات مثل مين التي لديها كهرباء من مصادر متجددة بصمة كربونية محدودة العمر بشكل خاص لسيارة BEV، حيث تنبعث منها 17 طناً فقط من انبعاثات غازات الدفيئة على مدى 200000 ميل، هذا أقل بمقدار 47 طناً من متوسط ​​انبعاثات سيارة احتراق على نفس الأميال.

بطاريات السيارات الكهربائية

جادل المتشككون في أن السيارات الكهربائية ستكون عرضة لاستبدال البطاريات المكلفة على أساس منتظم، وذهبوا إلى حد القول بأنه لا توجد مواد خام كافية أو طاقة شبكية كافية لظهور المركبات الكهربائية.

هناك أدلة غير مؤكدة لدعم هذا الادعاء، حيث يتحمل مستخدمو المركبات الكهربائية الأوائل العبء الأكبر لاستبدال البطاريات المكلفة قبل 200000 ميل، يقول أوك هوكسترا، مدير أبحاث انتقال الطاقة في جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا، إن هذه المشكلات موجودة بلا شك مع السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات والتي لا يتم تبريدها بشكل كافٍ وسوء الإدارة، ولكنها لا تشير إلى عمر البطارية الحقيقي.

السيارات الكهربائية معرضة بشكل طبيعي لتدهور البطارية، لكن العملية نادراً ما تكون خطية، في الواقع أظهرت البيانات المأخوذة من المئات من سائقي تسلا انخفاضاً حاداً مبدئياً في سعة البطارية (5%) خلال أول 62000 ميل قبل أن تنخفض إلى خسارة 1% لكل 31000 ميل إضافية.

باستخدام هذه الصيغة وتجربة مالكي تسلا بأكثر من 400000 ميل، يقول هوكسترا إن بطاريات الليثيوم أيون EV ليست محدودة العمر بشكل تعسفي، بالنظر إلى أنه حتى هذه الأميال العالية من تسلا تحتفظ بسعة بطارية تبلغ 86%، مع تطور إدارة حرارة البطارية وتكنولوجيا الشحن، من المتوقع أن ينخفض ​​معدل تدهور البطارية أيضاً.

كتب هوكسترا في دراسة حديثة "بشكل عام، الافتراض المتكرر بضرورة استبدال البطارية بعد 150,000 كيلومتر غير صحيح وليس له أساس في العلم، إنه مجرد افتراض لم يتم الطعن فيه حتى الآن".

مشاكل السيارات الكهربائية على البيئة

ومع ذلك، فإن المشاكل المرتبطة بإنتاج المركبات الكهربائية والانبعاثات مدى الحياة، هي تلك التي لها علاقة بالنظافة لكن الطريق شاق في المستقبل، ستكون إزالة الكربون من الكهرباء جزءاً أساسياً من مصادر الكهرباء المتجددة إلى إعادة تدوير البطاريات.

نظراً لاستمرار تنظيم استخدام الوقود الأحفوري للشركات، فمن غير المرجح أن يظل الفحم مصدراً رئيسياً لتوليد الكهرباء، وستكون شركات الطاقة مطالبة بالبحث عن مصادر متجددة لتوليد الكهرباء، مما يزيد من إزالة الكربون من تجربة المركبات الكهربائية.

تتفق فولكس فاجن مع ذلك، مشيرة إلى أن المركبات الكهربائية مثل ID.3 الخاصة بها تعمل بالفعل على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير مع مزيج الكهرباء الأوروبي الحالي، وستواصل هذا الاتجاه حيث يصبح الجدول الزمني لمزيد من إزالة الكربون واضحاً.

إعادة تدوير البطاريات أكثر تلويثا للبيئة

يطرح إعادة تدوير البطاريات تحديات خاصة به، حيث يوضح هوكسترا أن ذوبان البطاريات الحالية لإنشاء بطاريات معاد تدويرها يمكن أن يكون أكثر تلويثاً من التصنيع الأولي، هذا هو السبب في أن تقنية إعادة التدوير بالكاثود المباشر أو أي شكل من أشكال إعادة التدوير التي لا تتطلب صهر المواد هي نهج أكثر ملاءمة لدورات الإنتاج ذات الحلقة المغلقة.

كما تدعي الأبحاث التي أجرتها شركة ماكينزي وشركاه أن إجمالي الطلب على أنظمة تخزين الطاقة الثانوية آخذ في الارتفاع، مع توقع 7 جيجاوات / ساعة (gWh) سنوياً، منها 1 جيجاوات من المتوقع أن يتم الوفاء بها بواسطة بطارية السيارة ذات العمر الثاني، حزم.

سيلعب اعتماد المركبات الكهربائية دوراً مهماً في تطوير هذه التقنيات، تماماً كما سيؤدي تقدم هذه التقنيات إلى جعل المركبات الكهربائية أرخص بالنسبة للمستهلكين، يزعم التحليل الذي أجرته شركة ريكاردو PLC، وهي وكالة استشارات بيئية، أن تكلفة حزمة البطاريات الكهربائية من المتوقع أن تنخفض بأكثر من 42% بسبب انخفاض خلية البطارية وتكاليف التجميع.

نظراً لأن الشركات المصنعة تصدر خلايا بطاريات عالية التكلفة من قاعدة مورِّدين تنافسية، فمن المحتمل أيضاً أن تستمر تكاليف إمدادات البطاريات في الانخفاض، وبما أن تكنولوجيا السيارات الكهربائية أصبحت أكثر انتشاراً، يتوقع المحللون أن تنخفض التكلفة الإجمالية للتطوير أيضاً.

مستقبل الاستدامة أكثر إشراقاً

إجمالاً، يبدو مستقبل استدامة المركبات الكهربائية مشرقاً، حيث تركز غالبية الشركات المصنعة على إزالة الكربون من عملية الإنتاج، من المعروف أن شبكات الشحن تمثل مشكلة، على الرغم من استمرار تدفق التمويل الفيدرالي نحو تطوير الشبكة الوطنية.

ويتم إجراء البحث والتطوير للمركبات الكهربائية في كل مصنع تقريباً من مصنعي المعدات الأصلية، من بوليستار إلى مازيراتي، مما يعني أنه يجب أن يكون هناك المزيد من الخيارات مقابل أموال أقل في المستقبل القريب.

لا تزال هناك حاجة إلى عمل كبير لتحسين التكنولوجيا ورئيس السوق بشكل عام، ولكن من الصعب الجدال مع الكهرباء في هذه المرحلة.