Keďže sa predpokladá, že elektrické vozidlá produkujú menej skleníkových plynov ako automobily na benzínový pohon, hnutie za ochranu životného prostredia tlačí elektromobily do sveta.
Lítium-iónové batérie, ktoré sú nevyhnutné pre elektrické vozidlá, však majú problémy s emisiami skleníkových plynov počas ťažby a spracovania surovín a prípadnej likvidácie batérií.
Majú lítium-iónové batérie v elektrických vozidlách environmentálne dopady? S rastúcim predajom elektrických vozidiel rastú aj problémy spojené s ťažbou a likvidáciou.
Lítium-iónové batérie sú veľmi prospešné, a preto sú také obľúbené. Keďže vydržia dlhšie ako bežné batérie, je potrebné ich vymieňať menej často, čo nepriamo pomáha minimalizovať odpad.
Zohrávajú tiež kľúčovú úlohu v našom prechode na obnoviteľné zdroje energie, pretože ukladajú prebytočnú energiu zo slnečnej a veternej energie, čím zaručujú stále dodávky aj v čase, keď je produkcia energie nízka.
Medzi výhody patrí:
Vysoká hustota energie: V porovnaní s inými technológiami nabíjateľných batérií ponúkajú lítium-iónové batérie vyššiu hustotu energie. To je obzvlášť užitočné pre menšie zariadenia, kde sú hmotnosť a veľkosť obmedzením. Jednou z charakteristík lítium-iónových batérií je ich nízka hmotnosť.
Predĺžená životnosť batérií: V porovnaní s konkurenciou majú lítium-iónové batérie zvyčajne dlhšiu životnosť batérií. V súčasnosti niekoľko počítačov uvádza 24-hodinovú výdrž batérie.
Nízka miera samovybíjania a rýchlejšie nabíjanie: V porovnaní s inými typmi nabíjateľných batérií majú lítium-iónové batérie nižšiu mieru samovybíjania, čo znamená, že ich energia sa stráca postupnejšie, takže nabitie vydrží dlhšie. V porovnaní s inými technológiami batérií sa tiež nabíjajú rýchlejšie.
Žiadny pamäťový efekt: Niektoré batérie majú stav známy ako pamäťový efekt, ktorý skracuje ich životnosť, keď sa často nabíjajú skôr, ako sa vybijú. Tento jav neovplyvňuje lítium-iónové batérie.
Všestrannosť tvaru: Na rozdiel od tradičných batérií, ktoré sú prevažne štvorcové alebo obdĺžnikové, lítium-iónové batérie sa dajú vyrobiť v širokej škále veľkostí a tvarov. Vďaka tomu sú kompatibilné s rôznymi zariadeniami.
Znížený vplyv na životné prostredie: Lítium-iónové batérie majú v porovnaní s niektorými inými technológiami nabíjateľných batérií menší vplyv na životné prostredie. Napriek tomu, že obsahujú určité nebezpečné zlúčeniny, neobsahujú žiadne škodlivé ťažké kovy, ako je olovo alebo kadmium, a dajú sa ľahšie recyklovať ako ich náprotivky.
Vplyvy lítium-iónových batérií v elektrických vozidlách na životné prostredie
Keď sú lítiové batérie bez chýb a nie sú fyzicky poškodené žiadnym spôsobom, tvarom alebo formou, považujú sa za bezpečné pre životné prostredie. Sú považované za nebezpečné, keď sú rozbité alebo chybné.
Chybné lítiové batérie sú výsledkom nesprávnej aplikácie alebo používania. Napríklad lítiové batérie sa môžu poškodiť alebo prestať fungovať, ak sa s nimi nesprávne zaobchádza alebo sa s nimi nepracuje správne. Môžu byť tiež nesprávne účtované.
- Strata prirodzených biotopov
- Vyčerpanie vody
- Ohrozenie pôvodného obyvateľstva
- Toxické chemikálie
- Znečistenie ako výsledok likvidácie
- Znečistenie v dôsledku recyklácie lítium-iónových batérií
- Znečistenie spôsobené únikom batérie
1. Strata prirodzených biotopov
Aby sa uľahčila ťažba rudných baní alebo soľaniek používaných pri ťažbe lítia, musí sa pozemok vyčistiť. Je potrebné odstrániť nečistoty a zeminu, poškodiť vegetáciu a stromy a zničiť prirodzené biotopy , čo nevyhnutne povedie k strate ekosystémov a biodiverzity.
2. Vyčerpanie vody
Environmentálne účinky ťažby lítia presahujú jednoduchý akt čistenia pôdy pre infraštruktúru. Samotný proces extrakcie poškodzuje životné prostredie. najmä ak ide o soľanky zo soľných plôch.
Veľké množstvo vody používanej pri metóde extrakcie lítia so soľným roztokom je jedným z hlavných environmentálnych problémov. Na oddelenie lítia pomocou odparovacích nádrží sú potrebné obrovské objemy vody. V skutočnosti je na výrobu jednej tony lítia potrebných približne 2.2 milióna litrov vody.
Voda pochádza z podzemných zdrojov, čo súvisí so šírením nepriateľskej a neobrábateľnej púštnej pôdy a klesajúcimi hladinami podzemných vôd v susedných oblastiach.
Nadmerné využívanie obmedzených vodných zdrojov a problémy vyplývajúce z kontaminácie počas procesu ťažby lítia ohrozujú prístup miestneho obyvateľstva k čistej a bezpečnej pitnej vode.
Ohromujúcich 65 % zásob vody v regióne Salar de Atacama na severe Čile bolo vyčerpaných ťažobnými operáciami, čo spôsobilo ďalší tlak na farmárov v regióne a prinútilo okolité obyvateľstvo, aby hľadalo alternatívne zdroje vody.
3. Ohrozenie pôvodného obyvateľstva
Takzvaný „lítiový trojuholník“ v Južnej Amerike, ktorý je domovom niekoľkých domorodých kmeňov, je miestom, kde sa nachádza väčšina zariadení na slanú soľ. Výsledkom je, že obyvatelia sú čoraz viac nespokojní s týmito zariadeniami a prevádzkami na ťažbu lítia.
Ako sme už spomenuli, konflikty medzi domorodými obyvateľmi a firmami na ťažbu lítia sa zhoršili ťažbou lítia v čilskom regióne Salar de Atacama.
Približne štyridsať percent celosvetovo vyprodukovaného lítia sa nachádza v regióne Atacama na severe Čile. Vedci a domorodé komunity však varujú, že ťažba lítia v regióne zdevastuje ekosystém a poškodí spôsob života týchto komunít.
Okrem toho, že voda pod soľnými pláňami je užitočná, má pre tieto populácie kultúrny a duchovný význam. Napríklad voda je zdrojom života a príslušníci ich zbožnosti si ju vážia rovnako ako ľudia Likan-Antai, ktorí žijú v severnej čílskej púšti Atacama.
4. Toxické chemikálie
Ďalšou možnou príčinou poškodenia životného prostredia je možnosť úniku nebezpečných chemikálií počas extrakcie lítia . Nebezpečné chemikálie uchovávané v odparovacích bazénoch v závodoch na extrakciu salsoli a flatínu sa môžu dostať do blízkych vodných zdrojov.
Kyselina chlorovodíková, ktorá sa zámerne pridáva počas procesu extrakcie, a iné odpadové materiály, ktoré sa odfiltrujú, sú príkladmi škodlivých zlúčenín.
Okrem toho existuje možnosť chemickej kontaminácie aj inde okrem soľných nádrží. Chemikálie sú potrebné aj pri ťažbe lítia.
Lítiová baňa Ganzizhou Rongda v Číne bola v roku 2009 braná na zodpovednosť za vypustenie nebezpečného materiálu do rieky Liqi, ktorá preteká Tibetom.
Miestni dedinčania obvinili zariadenie zo znečistenia vodných tokov, čo zabilo stovky jakov, ktoré sa náhodou napili z rieky, zničilo vzácne trávnaté porasty a zabilo nespočetné množstvo rýb.
Miestne komunity v Tibete, najmä domorodé kmene žijúce v „lítiovom trojuholníku“, tiež cítia, že tieto prirodzene krásne miesta majú duchovný význam. Z tohto dôvodu spôsobené škody presahujú environmentálne obavy.
Nebezpečenstvo ďalších dôležitých komponentov v lítiových batériách
Ťažba lítia neznamená koniec poškodzovania životného prostredia. Je smutné, že v lítiových a lítium-iónových batériách sú ďalšie komponenty, ktoré by tiež mali zvýšiť varovanie.
Napríklad s kobaltovými a niklovými zložkami sú spojené značné environmentálne náklady.
1. Problematika ťažby kobaltu
Niektoré regióny Afriky – väčšinou Konžská demokratická republika a stredná Afrika – sú bane na kobalt. Pretože kobalt je extrémne jedovatý, a to aj v mieste ťažby, predstavuje významné environmentálne riziko.
V súčasnosti sa v KDR vyrába 70 % svetového kobaltu a predpokladá sa, že má polovicu svetových ložísk.
Problém je o to horší, že v dôsledku prudkého nárastu ceny kovu vzrástol počet remeselných baní alebo improvizovaných zariadení, ktoré často využívajú detskú prácu na ťažbu materiálu. Pracovníkom sú často odopierané ochranné pomôcky a postupy extrakcie sú mimoriadne nebezpečné.
S týmito ad hoc ťažobnými operáciami sú spojené okrem ľudských nákladov aj environmentálne náklady. Nekontrolované zneškodňovanie toxického odpadu ničí poľnohospodárstvo, poškodzuje vodné zdroje a degraduje krajinu.
Ryby s významnými koncentráciami kobaltu boli pozorované v štúdiách uskutočnených vo vodných útvaroch v okolí kobaltových baní. Toto znečistenie ničí ekosystémy a ľudia sa môžu ľahko nakaziť toxickými minerálmi jedením rýb alebo pitím vody z rovnakého zdroja. Kobalt tiež predstavuje vážne riziko pre ľudské zdravie z dôvodu jeho možnej karcinogenity.
2. Problematika ťažby niklu
Podobne ako v prípade kobaltu, aj s ťažbou niklu sú spojené environmentálne problémy.
Okrem toho, že nikel je dôležitou súčasťou lítiových batérií, je kov, ktorý sa hojne používa v mnohých ďalších komerčných a priemyselných produktoch. Ťažba tohto kovu sa však spája s environmentálnymi problémami, ako je erózia pôdy , znečistenie vody a ovzdušia a devastácia prírodných ekosystémov.
Väčšina niklových baní sa nachádza v Austrálii, Kanade, Indonézii, Rusku a na Filipínach. Pravidlá a politiky, ktorými sa riadi proces ťažby, sa medzi týmito krajinami líšia.
Ťažba niklu nesie so sebou značné riziko, pretože uvoľňuje oblaky oxidu siričitého a prach, ktorý obsahuje meď, kobalt, chróm a nikel, ktoré môžu spôsobiť rakovinu. Nebezpečná ťažba niklu preto môže ohroziť zamestnancov, blízke komunity a životné prostredie, v závislosti od národnej legislatívy.
5. Znečistenie ako výsledok likvidácie
Chemikálie ako mangán, kobalt a nikel obsiahnuté v lítiových batériách môžu byť nebezpečné pre životné prostredie, ak sa s nimi nesprávne zaobchádza. Nakoniec kontaminujú vodu a vyhladia vodný život, keď prídu do kontaktu s ekosystémami a systémami zásobovania vodou.
Jedným zo spôsobov likvidácie odpadu z batérií je zakladanie požiarov na skládkach a v závodoch na recykláciu batérií , o ktorých sa tiež predpokladá, že poškodzujú ovzdušie. Okrem toho recyklácia lítiových batérií zahŕňa nákladné postupy.
6. Znečistenie v dôsledku recyklácie lítium-iónových batérií
Zhodnocovanie materiálu má zvyčajne škodlivý vplyv na životné prostredie. Napríklad pyrometalurgia je jedným z energeticky náročných procesov, pri ktorých sa uvoľňujú skleníkové plyny a iné látky znečisťujúce ovzdušie. Okrem toho existuje typická nebezpečná látka známa ako „čierna hmota“, ktorá môže spôsobiť vážne zdravotné problémy.
Ďalšou škodlivou ťažobnou praxou, ktorá znečisťuje životné prostredie, je pyrometalurgická recyklácia. Jej vplyvy spôsobujú fotochemické reakcie a ničenie ozónovej vrstvy, čo oboje prispieva ku globálnemu otepľovaniu.
Použitím ekologicky zodpovedných metód likvidácie odpadu možno tieto vplyvy zmierniť alebo dokonca zvrátiť.
Aj keď hydrometalurgia uvoľňuje podstatne menej skleníkových plynov, stále treba dbať na to, aby sa zaručilo, že akýkoľvek odpad, ktorý sa vysype do vodnej plochy, nebude obsahovať kyseliny. Zistilo sa, že procesy hydrometalurgickej recyklácie predstavujú riziko pre životné prostredie, najmä pre sladkovodné ekosystémy, a spôsobujú acidifikáciu pôdy.
7. Znečistenie spôsobené únikom batérie
V lítiových batériách únik elektrolytu zvyčajne naznačuje poruchu alebo poruchu batérie. Výbuch batérie je jedným z hlavných bezpečnostných problémov spojených s týmto únikom. Aby batérie nevybuchli, je dôležité neustále a rutinne kontrolovať, či nedochádza k malým únikom alebo poškodeniu.
Záver
Tento výraz „Von z panvice do ohňa“ môže najlepšie zhrnúť našu rastúcu závislosť od lítiových a lítium-iónových batérií. Používanie lítiových batérií nás skutočne môže oslobodiť od našej závislosti od extrémne škodlivých fosílnych palív.
Má to však svoju cenu: ťažba surovín potrebných na výrobu týchto batérií extrémne poškodzuje životné prostredie.