Поскольку считается, что электромобили производят меньше парниковых газов, чем автомобили с бензиновыми двигателями, движение за экологичность активно продвигает электромобили по всему миру.
Однако литий-ионные батареи, необходимые для электромобилей, имеют проблемы с выбросами парниковых газов во время добычи и переработки сырья и возможной утилизации батарей.
Оказывают ли литий-ионные батареи в электромобилях негативное воздействие на окружающую среду? По мере роста продаж электромобилей возрастают и проблемы, связанные с добычей и утилизацией этих батарей.
Литий-ионные аккумуляторы очень выгодны, поэтому они так популярны. Поскольку они служат дольше, чем обычные батареи, их необходимо заменять реже, что косвенно помогает минимизировать отходы.
Они также играют решающую роль в нашем переходе к возобновляемым источникам энергии, поскольку аккумулируют избыточную энергию солнечной и ветровой энергии, гарантируя стабильное энергоснабжение даже в периоды низкого уровня выработки энергии.
Среди преимуществ:
Высокая плотность энергии: по сравнению с другими технологиями перезаряжаемых батарей, литий-ионные батареи обладают более высокой плотностью энергии. Это особенно полезно для небольших устройств, где вес и размер являются ограничениями. Одной из характеристик литий-ионных батарей является их малый вес.
Увеличенный срок службы: по сравнению со своими конкурентами, литий-ионные батареи обычно имеют более длительный срок службы. В настоящее время многие компьютеры рекламируют 24-часовую работу от батареи.
Низкий уровень саморазряда и более быстрая зарядка: по сравнению с другими типами перезаряжаемых батарей, литий-ионные батареи имеют более низкий уровень саморазряда, что означает, что их энергия рассеивается более постепенно, благодаря чему заряда хватает на более длительный срок службы. По сравнению с другими технологиями батарей, они также заряжаются быстрее.
Отсутствие эффекта памяти: Некоторые батареи обладают свойством, известным как эффект памяти, который сокращает срок их службы при частой подзарядке до полного разряда. Это явление не затрагивает литий-ионные батареи.
Универсальность форм: В отличие от традиционных батарей, которые в основном имеют квадратную или прямоугольную форму, литий-ионные батареи могут быть изготовлены в широком диапазоне размеров и форм. Это делает их совместимыми с различными устройствами.
Сниженное воздействие на окружающую среду: Литий-ионные батареи оказывают меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с некоторыми другими технологиями перезаряжаемых батарей. Несмотря на наличие некоторых опасных соединений, они не содержат вредных тяжелых металлов, таких как свинец или кадмий, и их переработка может быть проще, чем переработку их аналогов.
Воздействие литий-ионных аккумуляторов в электромобилях на окружающую среду
Если литиевые батареи не имеют дефектов и не имеют физических повреждений каким-либо образом или формой, они считаются экологически безопасными. Они считаются опасными, если они сломаны или неисправны.
Неисправные литиевые батареи являются результатом неправильного применения или использования. Например, литиевые батареи могут быть повреждены или перестать работать, если с ними неправильно обращаться или хранить. Они также могут быть начислены неправильно.
- Потеря естественной среды обитания
- Истощение воды
- Угроза для коренного населения
- Токсичные химикаты
- Загрязнение как результат утилизации
- Загрязнение из-за переработки литий-ионных аккумуляторов
- Загрязнение в результате утечек аккумулятора
1. Утрата естественной среды обитания
Для облегчения добычи руды из карьеров или соляных рассолов, используемых при добыче лития, необходимо расчистить территорию. Необходимо удалить грязь и землю, повредить растительность и деревья , разрушить естественную среду обитания , что неизбежно приведет к утрате экосистем и биоразнообразия.
2. Истощение воды
Экологические последствия добычи лития выходят за рамки простой расчистки земли под инфраструктуру. Сам процесс добычи наносит вред окружающей среде. особенно когда речь идет о рассолах из солончаков.
Большое количество воды, используемое в методе экстракции лития с использованием солевых растворов, является одной из основных экологических проблем. Для отделения лития с помощью прудов-испарителей необходимы огромные объемы воды. На самом деле для производства одной тонны лития необходимо около 2.2 миллиона литров воды.
Вода поступает из подземных источников, что связано с распространением враждебных и непригодных для обработки пустынь и снижением уровня грунтовых вод в соседних районах.
Чрезмерное использование ограниченных водных ресурсов и проблемы, возникающие в результате загрязнения в процессе добычи лития, ставят под угрозу доступ местного населения к чистой и безопасной питьевой воде.
Поразительные 65% запасов воды в регионе Салар-де-Атакама на севере Чили были истощены в результате горнодобывающих работ, что создало дополнительную нагрузку на фермеров региона и вынудило близлежащее население искать альтернативные источники воды.
3. Угроза коренному населению
В так называемом «литиевом треугольнике» в Южной Америке, где проживают несколько коренных племен, расположено большинство предприятий по производству солончаков. В результате жители становятся все более и более недовольными этими предприятиями и операциями по добыче лития.
Как мы уже упоминали, конфликты между коренными народами и компаниями по добыче лития усугубились из-за добычи лития в чилийском регионе Салар-де-Атакама.
Примерно сорок процентов лития, производимого в мире, находится в регионе Атакама на севере Чили. Однако ученые и представители коренных народов предупреждают, что добыча лития в регионе разрушит экосистему и нанесет ущерб образу жизни этих сообществ.
Помимо полезности, вода под соляными равнинами имеет культурное и духовное значение для этого населения. Например, вода является источником жизни и в равной степени ценится представителями своего благочестия из народа Ликан-Антай, живущего в северной чилийской пустыне Атакама.
4. Ядохимикаты
Еще одной возможной причиной нанесения ущерба окружающей среде является вероятность разливов опасных химических веществ во время добычи лития . Опасные химические вещества, хранящиеся в испарительных бассейнах на предприятиях по добыче солей и латуни, могут просачиваться в близлежащие водные источники.
Соляная кислота, намеренно добавляемая в процессе экстракции, и другие отфильтровываемые отходы являются примерами вредных соединений.
Кроме того, существует вероятность химического загрязнения в других местах, помимо соляных площадок. Химические вещества также необходимы при добыче лития.
В 2009 году китайская литиевая шахта «Ганьцзичжоу Жунда» была привлечена к ответственности за выброс опасных веществ в реку Лици, протекающую через Тибет.
Местные жители обвиняют это предприятие в загрязнении водоемов, что привело к гибели сотен яков, напивших воды из реки, уничтожению ценных пастбищ и гибели бесчисленного количества рыбы.
Местные общины Тибета, особенно коренные племена, проживающие в «Литийном треугольнике», также считают, что эти красивые от природы места имеют духовное значение. По этой причине причиненный вред выходит за рамки экологических проблем.
Опасность дополнительных важных компонентов литиевых батарей
Добыча лития не означает прекращения ущерба окружающей среде. К сожалению, в литиевых и литий-ионных батареях есть дополнительные компоненты, которые также должны вызывать тревогу.
Например, существуют значительные экологические издержки, связанные с компонентами кобальта и никеля.
1. Проблема добычи кобальта
Некоторые регионы Африки — в основном Демократическая Республика Конго и Центральная Африка — являются рудниками кобальта. Поскольку кобальт чрезвычайно ядовит даже в месте добычи, он представляет значительный риск для окружающей среды.
В настоящее время ДРК производит 70% мирового кобальта. Считается, что ДРК владеет половиной мировых запасов.
Проблема усугубляется тем фактом, что в результате резкого роста цен на металл увеличилось количество кустарных шахт или импровизированных предприятий, которые часто используют детский труд для добычи сырья. Работникам часто отказывают в защитном снаряжении, а процедуры извлечения чрезвычайно опасны.
Помимо человеческих жертв, подобные бессистемные горнодобывающие операции сопряжены с экологическими издержками. Бесконтрольное захоронение токсичных отходов разрушает сельское хозяйство, наносит ущерб водным ресурсам и ухудшает состояние ландшафтов.
В ходе исследований, проведенных в водоемах вокруг кобальтовых рудников, наблюдались рыбы со значительными концентрациями кобальта. Экосистемы разрушаются из-за этого загрязнения, и люди могут легко заразиться токсичными минералами, употребляя в пищу рыбу или выпивая воду из того же источника. Также кобальт представляет серьезную опасность для здоровья человека из-за его возможной канцерогенности.
2. Проблема добычи никеля
Как и в случае с кобальтом, существуют экологические проблемы, связанные с добычей никеля.
Помимо того, что никель является важным компонентом литиевых батарей, он также широко используется во многих других коммерческих и промышленных продуктах. Тем не менее, добыча этого металла связана с экологическими проблемами, такими как эрозия почвы , загрязнение воды и воздуха , а также разрушение природных экосистем.
Большинство никелевых рудников расположены в Австралии, Канаде, Индонезии, России и на Филиппинах. Правила и политика, регулирующие процесс добычи полезных ископаемых, различаются в этих странах.
Добыча никеля несет в себе значительный риск, поскольку при этом выделяются шлейфы диоксида серы и пыль, содержащая медь, кобальт, хром и никель, которые могут вызвать рак. Таким образом, в зависимости от национального законодательства опасные операции по добыче никеля могут подвергнуть опасности сотрудников, близлежащие населенные пункты и окружающую среду.
5. Загрязнение в результате утилизации.
Химические вещества, такие как марганец, кобальт и никель, содержащиеся в литиевых батареях, могут быть опасны для окружающей среды при неправильном обращении. В конечном итоге они загрязняют воду и уничтожают водную жизнь, когда вступают в контакт с экосистемами и системами водоснабжения.
Один из способов утилизации отходов батарей — это поджоги на свалках и заводах по переработке батарей , которые, как считается, также загрязняют воздух. Кроме того, переработка литиевых батарей — дорогостоящий процесс.
6. Загрязнение окружающей среды в результате переработки литий-ионных аккумуляторов.
Обычно рекуперация материалов оказывает пагубное воздействие на окружающую среду. Например, пирометаллургия — один из энергоемких процессов, приводящий к выбросам парниковых газов и других загрязняющих воздух веществ. Кроме того, обычно существует опасное вещество, известное как «черная масса», которое может привести к серьезным проблемам со здоровьем.
Еще одним вредным для окружающей среды методом добычи полезных ископаемых является пирометаллургическая переработка. Ее последствия вызывают фотохимические реакции и разрушение озонового слоя, что способствует глобальному потеплению.
Используя экологически ответственные методы утилизации мусора, эти последствия можно смягчить или даже обратить вспять.
Несмотря на то, что гидрометаллургия выбрасывает значительно меньше парниковых газов, необходимо позаботиться о том, чтобы любые отходы, сбрасываемые в водоем, не содержали кислот. Установлено, что процессы гидрометаллургической переработки представляют опасность для окружающей среды, в частности для пресноводных экосистем, и вызывают закисление земель.
7. Загрязнение в результате утечек аккумулятора
В литиевых батареях утечка электролита обычно указывает на неисправность или поломку батареи. Взрыв аккумулятора является одной из основных проблем безопасности, связанных с этой утечкой. Чтобы батареи не взорвались, очень важно постоянно и регулярно проверять их на наличие небольших утечек или повреждений.
Заключение
Выражение «Из огня да в огонь» лучше всего отражает нашу растущую зависимость от лития и литий-ионных батарей. Использование литиевых батарей действительно может помочь нам освободиться от зависимости от чрезвычайно вредного ископаемого топлива.
Но за это приходится платить: добыча сырья, необходимого для изготовления этих батарей, чрезвычайно вредна для окружающей среды.