270 nijansi zelene

Ko se seća 2008. godine? Tada su dizeli slavljeni kao nešto najbolje, nešto što jeste, ili će tek doneti novu revoluciju u transportu. Nije bilo kompanije koja nije iznela neki vrhunski dizel motor na tržište, i po želji ga uparila sa još jednim čudom tehnike – svemogućim filterom za prečišćavanje čestica čađi i prašin (DPF). Posao je cvetao, dizeli su imali udeo prodaje od preko 70% na dosta evropskih tržišta a realno gledano, ti motori i jesu bili veoma, veoma dobri: mnoštvo snage, vrlo često izuzetna kultura rada u poređenju sa starijim generacijama, i dosta manja potrošnja u odnosu na benzinske ekvivalente. A i većinu problema koje dizeli nose sa godinama su “preuzimali” drugi ili treći ili ko zna koji kupac u nizu.

Par godina kasnije, dizeli postaju nešto čega se svi stide. A totalni zaokret daljih nekoliko letaa nakon toga donosi Tesla, kao prvi masovni proizvođač EV. I tek tako, svi skočiše na taj vagon ludila, pljunuše na svoj dotadašnji rad i povikaše: EV je budućnost! U litijum mi verujemo!

Mozga – nigde. Ili…?

Ovo je, po mom mišljenju, pogrešno na toliko nivoa, da i dan-danas ne mogu da shvatim i prihvatim sve. Jer realno gledano, bacio si ono što ti je donosilo “hleb na sto” godinama ranije, a prelaziš na tehnologiju koja ti je nešto novo i o kojoj realno govoreći nemaš pojma.

No, plan je očigledno bio takav da potrošači preuzmu finansiranje nove tehnologije. Pogledajte cene novih vozila o kojima se često piše ovde. Odeljenja za istraživanje i razvoj u potpunosti su na “izdržavanju” od strane krajnjih kupaca. Sa njihove tačke gledišta, maestralno odigrano. Dobiće faktički, “novu tehnologiju” gratis, a “staru” će ti prodavati dva ili tri puta skuplje. Fantazija!

“Duracell autići”

EV su svojim karakteristikama koje se odnose na autonomiju i brzinu punjenja baterija dosta inferiornija u odnosu na SUS parnjake. S druge strane, jednostavnost, performanse i pouzdanost elektromotora su mesta gde SUS motor biva zgažen bez ikakvih problema.

Ostatak u smislu: sistema vešanja, izrade karoserije i enterijera, su već mestra gde neke velike razlike nema. Dobro ako je tako, onda ostaje samo rešiti problem baterija i svi problemi su prevaziđeni, jel’ da? E, pa baš i ne! Baterije sa sobom nose niz izazova. Ozbiljnih izazova.

Proizvodnja baterija.

Reciklaža baterija.

Bezbednost u upotrebi.

Kapacitet mreže za punjenje tih baterija.

Neka od najvažnijih pitanja na koja ili imamo tek neke odgovore, ili nemamo baš nikakve. Ja bih se zasad usredsredio samo na proizvodnju i reciklažu. Da vidimo gde smo tu zapeli.

Proizvodnja i reciklaža

Litijum, nikl, kobalt, bakar i svi ostali elementi unutar tih baterija su iskopani iz zemlje. Danas je veliki deo tog rudarenja koncentrisan u mestima gde je nadzor nad životnom sredinom često loš, standardi rada obično slabi, a rudarska industrija ima istoriju podsticanja sukoba sa lokalnim zajednicama i realno govoreći uništavanja životne sredine.

S obzirom da se očekuje da će broj električnih vozila na putevima porasti sa deset miliona u 2020. na više od 145 miliona do 2030. godine, potražnja za mineralima za baterije će uskoro ozbijno porasti. Neki nadzornici industrije upozoravaju da bi bum čistog tranzita mogao da podstakne i takozvani bum prljavog rudarstva.

Da bismo smanjili potrebu za „novim rudarstvom“, stručnjaci kažu da ćemo morati da postanemo mnogo bolji u recikliranju baterija EV kada “umru”. Iako je samo mali broj takvih baterija već “ostario” i sklonjen je sa ulica, očekuje se da će milioni tona baterija biti povučeni iz upotrebe u narednim decenijama. Te baterije bi mogle da obezbede značajan deo buduće potražnje za mineralima u industriji električnih vozila – ali su potrebne bolje metode recikliranja i vladine politike koje će ih podržati kako bi se osiguralo da baterije ne završe na deponijama.

Čisto perspektive radi: Međunarodna agencija za energiju (IEA) procenjuje da svet trenutno ima dovoljno kapaciteta da reciklira 180 hiljada metričkih tona istrošenih baterija za EV godišnje. Poređenja radi, sva električna vozila stavljena na put u 2019. godini će na kraju proizvesti 500 hiljada metričkih tona otpadnih baterija. I to vozila proizvedena samo u tih godinu dana.

Do 2040. godine, IEA procenjuje da bi istrošene baterije u vrednosti od 1.300 gigavat sati mogle da budu potrebne za reciklažu. Da to izrazimo u smislu mase, Harper napominje da baterija od 80 kilovat sati iz Tesla Model 3 teži nešto više od 500 kilograma. Ako su sve te istrošene baterije potekle iz Teslinog Modela 3, ova količina istrošenog kapaciteta skladištenja baterija predstavlja skoro 8 miliona metričkih tona otpadnih baterija. Moglo bi se lakonski reći i „šta znaju miševi šta je trista kila“, kao iz onog vica kada vojnik laže oficira da su miševi odneli šest džakova brašna iz magacina?

Većina vrednih materijala koje reciklažom želimo da izdvojimo, nalaze se u pojedinačnim baterijama. Ali baterije za EV su dizajnirane tako da izdrže dugi niz godina i hiljade kilometara upotrebe, a ne da se ne raspadnu na svoje komponente. „Iz svih veoma dobrih razloga kojih se možete setiti, ne želite da se raspadnu na kap“, kaže Pol Andersen (Paul Andersen), glavni istraživač za ponovnu upotrebu i reciklažu litijum-jonskih baterija (ReLib) projekta na Univerzitetu u Birmingemu u Velikoj Britaniji.

Delimično zbog cene i složenosti demontaže EV baterija, današnje metode recikliranja su prilično grube. Nakon što se baterija isprazni i ukloni čvrsto spoljno kućište, moduli se često seckaju i bacaju u peć. Lakši materijali kao što su litijum i mangan sagorevaju, ostavljajući za sobom leguru koja sadrži metale veće vrednosti poput bakra, nikla i kobalta.

Pojedinačni metali se zatim mogu prečistiti iz te legure koristeći jake kiseline. Ovi procesi, poznati kao piro i hidrometalurški oporavak, zahtevaju velike količine energije i proizvode toksične gasove i otpadne proizvode koje je potrebno ponovo uhvatiti. Jedan začarani krug problema i prljanja životne okoline za koji trenutno industrija nema adekvatno rešenje.

Dok se kobalt i nikl često recikliraju u visokim stopama, u većini slučajeva, litijum nije dovoljno vredan da bi ljudi uopšte i pokušali da ga recikliraju. Ako se litijum i povrati iz starih baterija, on često nije u kvalitetu pogodnom za pravljenje novih baterija. U budućnosti bi mogla postojati čistija i efikasnija opcija: direktno recikliranje ili odvajanje katodnog materijala iz pojedinačnih ćelija baterije i rehabilitacija smeša hemikalija unutar njega, uključujući dodavanje litijuma koji je dobijen iz upotrebljenih baterija, umesto ekstrakcije pojedinačnih metala iz mešavine.

Dok su metode direktne reciklaže još uvek u ranoj fazi razvoja, ovaj pristup bi jednog dana mogao omogućiti reciklerima da povrate više materijala iz baterija i dobiju krajnji proizvod veće vrednosti, kaže Gevin Harper (Gavin Harper), naučni saradnik na ReLib projektu. „Imate vrednost u sirovinama, ali postoji mnogo više vrednosti u načinu na koji se ti materijali kombinuju“, kaže Harper. „To bi bila neka vrsta Svetog grala recikliranja — da pokušamo da zadržimo vrednost koja je u strukturi, a ne samo u materijalima.“

Nedavni izveštaj koji je naručila organizacija “Earthworks” otkrio je da, ako pretpostavimo da se 100 posto mrtvih baterija iz EV prikuplja za recikliranje i oporavak minerala, posebno za litijum, reciklaža bi mogla zadovoljiti čak 25 posto potražnje za litijumom u EV industriji, i 35 posto kobalta i potrebe za niklom do 2040. godine.

Evropska unija već reguliše odlaganje EV baterija u okviru šeme „proširene odgovornosti proizvođača“ i trenutno ažurira svoje propise kako bi postavila specifične ciljeve za oporavak minerala. Ali, samo tri američke države imaju proširene zahteve za odgovornost proizvođača koji primoravaju proizvođače litijum-jonskih baterija da se bave svojim otpadom.

„Postavljanje odgovornosti da se baterije sakupe na kraju životnog veka na operatera koji ih stavlja na tržište je vrlo jasno rešenje politike“, kaže Bendžamin Hičkok Ocijelo (Benjamin Hitchcock Auciello), koordinator“Earthworksa.

Istovremeno razni proizvođači imaju razne ideje za stare baterije

– Honda je u partnerstvu sa kompanijom American Electric Power (AEP), da bi ponovo koristila stare EV baterije za skladištenje energije, a kako bi mogla da pomogne u zadovoljavanju potražnje tokom naglih skokova tako što će obezbediti struju nazad u mrežu kada nam je najpotrebnija.

– Nissan planira da prenameni svoje EV baterije u kamp prikolicama, gde će one da napajaju svetla, greju, pa čak i da napune vaš telefon ili laptop. Nazvana „Roam“, kamp prikolica će moći da uskladišti 700 vat sati električne energije, tako da bi uz solarne panele od 400 V trebalo da bude dovoljna nedelju dana u prirodi.

– Volkswagen planira da koristi baterije iz starih električnih vozila za mrežu prenosivih stanica za punjenje. Puneći do četiri EV istovremeno, ove stanice će se koristiti na lokacijama koje je teško napuniti ili kao „pomoćni izvori“ na javnim događajima.

– Audi je planirao da ponovo koristi baterije u viljuškarima i tegljačima koji pomeraju delove po njegovoj fabrici u Ingolštatu, u Nemačkoj.

– “Box of Energy” iz Švedske koristi module iz Volvoovih hibridnih automobila. U stambenom kompleksu sa tri kule u zapadnoj Švedskoj, energija iz solarnih panela na krovu se skladišti u baterijskim redovima za pokretanje liftova i svetla u zajedničkim prostorijama.

– “Powervault” sa sedištem u Londonu tvrdi da bi korišćenje starih baterija moglo da smanji račun za struju u domaćinstvu za više od trećine. Plan im je da koriste baterije modela Renault Zoe za skladištenje solarne energije koja bi se opet koristila u kućama i školama u Engleskoj u vreme najvećeg opterećenja distributivne mreže.

– U Japanu će se baterije hibridnih Toyota na sličan način koristiti kao punjivo skladište za solarne panele postavljene u lancu prodavnica širom Japana. Cilj je da se smanji emisija CO2 i pomogne lancu prodavnica da se više oslanja na obnovljive izvore energije.

Kao što vidimo, sve su ovo neke ideje gde se šteta samo prividno smanjuje. Jer, baterija se kao beskorisna u EV vozilu vodi kada padne na 75% nominalnog kapaciteta. Koliko je baterija upotrebljiva sa 75% kapaciteta- to je već nešto drugo.

Vidimo da su ove dve stavke samo postavile mnogo pitanja na koja baš i ne postoje zadovoljavajući odgovori. Problem sa baterijama je rešen tako što su se samo povećale količine iskopanog materijala. Sa druge strane neophodan je ozbiljan i značajan iskorak u tehnologiji baterija kako bi se omogućila električna avijacija, morski transport i drumski transport teških tereta.

Sam razvoj baterijske tehnologije, to jest njihova efikasnost dosta kasni ali se čini da će ogromne svote novca najzad dati neke nove i efikasnije baterije.

Preskočeni članak

Pa zašto se onda govori o elektromobilima kao o nečemu dobrom? Zato što uprkos svemu, potencijal je tu i ukoliko uspemo da prevaziđemo sve probleme koji su sad tu, značajno ćemo promeniti način na koji se trenutno odvija prevoz svih nas.

Na sajtu AutoRepublike je pre nekog vremena bio jedan izuzetan članak koji su svi nekako prevideli. Tu nam je jedan od rukovodioca BMW-a rekao da kad govorimo o elektromobilima, u stvari govorimo samo o izmeštenom zagađenju.

Zaista, kada se uzme u obzir ceo životni ciklus EV, uključujući proizvodnju, iskopavanje materijala, baterije i sam izvor električne energije, da li se zaista može reći da se uopšte ne proizvode emisije?

Profesor Anders Hamer Stroman (Anders Hammer Strømman) je nekoliko decenija radio na polju procene životnog ciklusa. Trenutno na Programu industrijske ekologije na NTNU, specijalizovao se za energetiku i transport. Profesor Stroman je objasnio zašto je slika generalno pozitivna.

„Mnoge tehnologije sa niskim emisijama uključuju prebacivanje emisija sa funkcionisanja sprave na njenu proizvodnju“, rekao je on. „Emisije se pomeraju uzvodno u lancu vrednosti. Prelazak sa direktnih emisija na indirektne emisije je opšta karakteristika mnogih zelenih tehnologija koje su aktuelne“. On je rekao da su početne emisije veće kod električnih vozila kakva su danas, nego kod konvencionalnih vozila. „Međutim, tokom životnog veka, u tipičnom evropskom okruženju, generalno bi vam bilo bolje sa električnim vozilom“, rekao je on.

„Analize životnog ciklusa“ vozila uzimaju u obzir sve emisije, počev od eksploatacije ruda, preko proizvodnje vozila i baterija do potrošnje energije gasa, dizela ili električne energije. Oni pokazuju veliku ukupnu uštedu CO2 za EV u poređenju sa konvencionalnim vozilima.

Izazov je poboljšati tehnologiju EV baterija, proizvodni proces i udeo obnovljivih izvora energije u energetskom miksu koji se koristi za njihovo punjenje. Ako se ove stvari unaprede, EV će biti samo čistija. Kao što rekosmo malopre, baterije koje se koriste u električnim vozilima koriste oko 20 minerala, a proces njihove proizvodnje je izuzetno “prljav”. Vrsta energije koja se koristi u proizvodnom procesu čini razliku.

„Teško je proizvesti zeleni proizvod u prljavoj ekonomiji“, rekao je profesor Stroman. „U idealnom slučaju, želimo da se krećemo ka budućnosti u kojoj proizvodimo električna vozila na način sa niskim emisijama ugljenika, a oni takođe rade na niskom nivou ugljenika – onome iz električne mreže koja se napaja iz obnovljivih izvora energije“.

Po mišljenju profesora Stromana, sve opcije moraju ostati na stolu ako želimo da postignemo ciljeve što nižih emisija. Trebalo bi istražiti druge vrste goriva kao i alternativne načine kretanja robe i ljudi. „Imamo strmu tranziciju koju treba da prođemo“, rekao je on. „I dalje ćemo morati da razmotrimo druge opcije osim elektrifikacije za dekarbonizaciju nekih delova transportnog sektora. I dalje bi trebalo da sledimo širok spektar opcija i da vidimo kako možemo ih poboljšati.“

A to nas dovodi do dva najosnovnija problema urbane mobilnosti: zagađenja i zagušenja. Prema studiji “Pomeranje fokusa: potražnja za energijom u Ujedinjenom Kraljevstvu sa neto nultom emisijom ugljenika”, izveštaj Centra za istraživanje rešenja potražnje energije (CREDS), njihove prognoze pokazuju da, kako raste potražnja za električnim automobilima, raste i upotreba automobila. Tvorci izveštaja su zaključili da do 2050. godine „100% elektrifikacija ima najveći nivo rasta saobraćaja“.

Da bi se problem još usložio, očekuje se da će do 2050. godine svetsko stanovništvo porasti sa današnjih 7,7 milijardi na 9,8 milijardi. Predviđa se da će 70% ovih ljudi živeti u urbanim sredinama. U ovoj čistoj novoj budućnosti, da li će se gradovi zaustaviti?

Kako autor izveštaja Nik Ejr (Nick Eire), profesor energetske i klimatske politike na Univerzitetu u Oksfordu i direktor CREDS-a, kaže: „Čist rast podrazumeva više od brige o implikacijama ugljenika; to znači da se uzmu u obzir kombinovani efekti kontinuirane zavisnosti od automobila što dovodi do većeg širenja urbanih sredina, neaktivnog načina života, zagušenja i potražnje za povećanim kapacitetom puteva“. Drugim rečima, ako ne rešimo“‘problem sa brojem automobila“, bićemo u saobraćajnim gužvama koje postaju sve veće. Ali, bar naša vozila u kojima ćemo sedeti neće praviti nikakve izduvne gasove. Ako je to ikakva uteha!

Jedna studija sugeriše da je emisija CO2 iz proizvodnje električnih automobila 59% veća od nivoa u proizvodnji tradicionalnih vozila sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Međutim, kada je EV spreman za vožnju, većina njegovih CO2 emisija je već generisana. Kod vozila sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem taj proces tek počinje. I upravo u ovome se krije sav potencijal “zelenog” kod EV.

Iskreno, koliko god da mi se sviđa ideja o EV, moram da priznam da tu trenutno ima mnogo problema i mnogo otvorenih pitanja. A opet dotakli smo se samo dve sporne teme. Opterećenje mreže sa električnim vozilima, na primer, nismo uopšte razmatrali sad. To što se automobilska industrija pravi nemušta na sva ova pitanja- nikako ne znači da ona ne postoje, a još manje da će neko drugi to za njih da reši.

Dejan Stanković

(643)