Новости всё Наука - iCity.life Волгоград

Некоторые экологи часто представляют себе будущее, в котором электромобили выводят нефтяные компании из бизнеса. Фирмы прекращают закачивать канцерогены в землю, дабы разбить слой твердых сланцевых пород, скрывающих запасы черного золота, и никогда больше не добывают нефть в океанских глубинах, позволяя липкой черной слизи просачиваться на поверхность. Чтобы попасть в это будущее — когда нам больше не нужно будет добывать нефть из-под земли — компаниям вместо этого придется добывать много металла. Будет хуже или лучше?

Насколько электромобили экологичнее обычных?

Подобно солнечным батареям и ветряным турбинам, аккумуляторы для электромобилей изготавливаются из самых труднодоступных металлов на Земле — диспрозия, неодима, марганца, кобальта и лития. Да, список этих материалов звучит как список покупок Тони Старка. Производителям электромобилей понадобится гораздо больше этих металлов, если они хотят построить достаточно электромобилей, чтобы остановить глобальное потепление до 1,5 градуса, согласно целям Парижского климатического соглашения.

Если бы страны предприняли радикальные меры, необходимые для достижения этой цели — невероятно оптимистичного сценария — спрос на кобальт и литий превысил бы текущее предложение уже к 2022-2023 году.

«Сегодня мы добываем относительно небольшое количество лития. В 2023 году мы будем использовать больше для батарей электромобилей и хранения», говорит Эльза Доминиш, старший научный консультант в Институте устойчивого развития при Технологическому университете Сиднея. Она объясняет, что компаниям придется предлагать больше кобальта и лития, чтобы удовлетворить растущий спрос на электромобили. Чтобы не увеличивать объемы добычи этих металлов, компании могут утилизировать старые аккумуляторы электромобилей.

«Мы могли бы извлекать примерно 95% лития из вторичного сырья с помощью уже существующих технологий, но обычно решаем этого не делать», говорит Доминиш. «В настоящее время восстанавливается лишь небольшой процент, а переработчики извлекают только более дорогие металлы, такие как кобальт и никель».

Поскольку аккумуляторы служат не больше десяти лет, отработанные аккумуляторы могут стать богатым источником лития. Это важно, поскольку следующее поколение электромобилей будет, вероятно, оснащаться литиево-серными аккумуляторами, которые будут использовать больше лития, чем литий-ионные аккумуляторы — стандарт для нынешней отрасли.

Доминиш и ее коллеги смоделировали, как агрессивная переработка скорректирует спрос на добытый кобальт и никель. Как и ожидалось, переработка радикально снизит необходимость в добыче этих металлов. Если компании переработают старые батареи и примут литий-серные батареи на вооружение, это приведет к снижению спроса на добываемый кобальт, который не требуется в литий-серных батареях, однако приведет к росту спроса на добытый литий.

Переработка может иметь несколько видов. С одной стороны, компании могут брать старые аккумуляторы для электромобилей, которые уже не способны накапливать столько же энергии, как раньше, и использовать их как домашние аккумуляторы, накапливающие электричество, генерируемое солнечными батареями на крыше. С другой стороны, можно просто извлекать металлы из старых батарей и использовать их для производства новых. Это уже делают с кобальтом, но не с литием.

Больше утилизации будет означать меньше добычи, и это хорошо, потому что добыча чревата рисками. В настоящее время большая часть мирового кобальта поступает из Демократической Республики Конго, где отдельные шахтеры, десятки тысяч из которых — дети, собирают около 20% всего кобальта. Эти шахтеры могут целый день собирать кобальт руками, чтобы потом продать свою долю торговцу за доллар или два.

У этих шахтеров, как правило, нет защитного снаряжения, такого как перчатки и маски, поэтому они постоянно вдыхают кобальтовую пыль, которая может быть опасна для легких. Добыча лития производится не так, однако также имеет риски. На солончаках Аргентины, Боливии и Чили шахтеры черпают воду, богатую литием, из глубоких подземных источников и выливают ее в неглубокие пруды, где вода испаряется, оставляя после себя литий. При этом горнодобывающие компании используют подземные воды, крайне необходимые в засушливом пустынном регионе.

Переработка старых аккумуляторов для электромобилей могла бы ограничить потребность компаний в деструктивной добыче, но сама по себе утилизация не будет панацеей. Все равно придется добывать много кобальта, лития и других металлов.