به گزارش تجارت نیوز، در سال‌های اخیر، خودروهای برقی به نماد گذار بشر به انرژی پاک تبدیل شده‌اند. با این حال، پشت این تحول سبز، واقعیتی نهفته است که اغلب نادیده گرفته می‌شود: وابستگی شدید فناوری‌های نوین به مواد معدنی استخراج‌شده از زمین.
اما اگر روزی بتوان خودرویی ساخت که به هیچ ماده معدنی نیاز نداشته باشد چه؟ شرکت سوئدی Sandvik با معرفی خودروی مفهومی خود به نام eNimon، پاسخی متفاوت به این پرسش داده است. خودرویی شفاف، بی‌حرکت و غیرعملیاتی که در واقع، هیچ فلز یا ماده معدنی در ساخت آن به کار نرفته است.
خودروی eNimon؛ تصویری واقعی از یک خیال سبز
خودروی مفهومی eNimon که اکنون در موزه ملی علوم و فناوری استکهلم به نمایش درآمده، شاید از دور ظاهری آینده‌نگرانه داشته باشد، اما واقعیت آن، یک پیام هشداردهنده است. این خودرو نه می‌تواند حرکت کند، نه انرژی ذخیره کند، و نه حتی یکی از اجزای عملکردی یک خودروی واقعی را دارد.
علت روشن است: بیش از ۹۰ درصد از قطعات خودروهای برقی از مواد معدنی ساخته می‌شوند. بدون لیتیوم برای باتری، مس برای سیم‌کشی، عناصر خاکی کمیاب برای موتورها، یا فولاد برای شاسی و بدنه، هیچ خودرویی قابل حرکت نیست.
به گفته متس اریکسون، رئیس بخش معدنکاری شرکت Sandvik، پیام اصلی این طرح مفهومی چنین است: «بدون معدنکاری پایدار، هیچ گذار سبزی وجود نخواهد داشت.» به بیان دیگر، eNimon نمادی است از اینکه حذف معدنکاری به معنای حذف خودِ فناوری‌های سبز است.
چرا خودروهای برقی به استخراج معادن وابسته‌اند؟
وابستگی خودروهای برقی به عملیات معدنکاری، تنها به باتری‌ها محدود نمی‌شود. تقریبا هر بخش از این خودروها (از موتور تا سیم‌کشی و بدنه) به مواد معدنی خاصی نیاز دارد.
بر اساس داده‌های آژانس بین‌المللی انرژی(IEA)، هر خودروی برقی حدود شش برابر بیشتر از خودروهای بنزینی به مواد معدنی نیاز دارد.
نقش مواد کلیدی در خودروهای برقی
- لیتیوم: مسئول ذخیره و آزادسازی انرژی در سلول‌های باتری
- کبالت: جلوگیری از داغ شدن بیش از حد باتری و افزایش ایمنی
- نیکل: افزایش چگالی انرژی برای پیمایش مسافت‌های طولانی‌تر
- مس: انتقال جریان الکتریکی در سراسر سیستم خودرو
این نیاز گسترده باعث شده است تا تقاضا برای مواد معدنی حیاتی طی دهه‌های آینده رشد چشمگیری داشته باشد.
استخراج معادن؛ ستون پنهان گذار انرژی سبز
طبق پیش‌بینی آژانس بین‌المللی انرژی (IEA)، تقاضای جهانی برای مواد معدنی حیاتی تا سال ۲۰۳۰ سه برابر و تا سال ۲۰۴۰ چهار برابر خواهد شد.
برای دستیابی به انتشار صفر خالص تا سال ۲۰۵۰، جهان به پنج برابر بیشتر از میزان فعلی لیتیوم، نیکل و کبالت نیاز دارد.
به عنوان نمونه، تنها برای ساخت زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر نظیر توربین‌های بادی و پنل‌های خورشیدی، به بیش از ۳ میلیارد تن فلز و مواد معدنی نیاز خواهد بود.
جالب است بدانید مزارع بادی حدود ۹ برابر بیشتر از نیروگاه‌های گازی به مواد اولیه نیاز دارند؛ واقعیتی که بسیاری از طرفداران محیط زیست را شگفت‌زده می‌کند.
جایگزین‌های در حال توسعه برای کاهش وابستگی به معدن
با وجود این نیاز عظیم، دانشمندان و شرکت‌ها در سراسر جهان به دنبال راه‌هایی برای کاهش استخراج مواد اولیه هستند.
۱. بازیافت باتری‌ها
بازیافت باتری‌ها یکی از امیدبخش‌ترین مسیرها برای کاهش فشار بر منابع طبیعی است. فناوری‌های جدید قادرند تا ۹۵ درصد لیتیوم، کبالت و نیکل را از باتری‌های فرسوده بازیابی کنند.
با این حال، با توجه به رشد انفجاری تولید خودروهای برقی، بازیافت در آینده نزدیک مکمل استخراج اولیه خواهد بود، نه جایگزین آن.
۲. باتری‌های بدون کبالت (LFP)
باتری‌های فسفات آهن لیتیوم (LFP)، جایگزینی برای شیمی باتری‌های کبالت‌دار هستند. این باتری‌ها امن‌تر، ارزان‌تر و پایدارترند، اما چگالی انرژی پایین‌تری دارند و در نتیجه برد حرکتی کمتری ارائه می‌دهند.
۳. مواد بیوکامپوزیت و بازیافتی
خودروسازان در تلاش‌اند از الیاف طبیعی، پلاستیک‌های زیست‌پایه و فلزات بازیافتی در قطعات داخلی و بدنه استفاده کنند تا مصرف مواد اولیه جدید کاهش یابد.
معدنکاری هوشمند؛ آینده استخراج پایدار
در پاسخ به فشارهای زیست‌محیطی، شرکت‌هایی مانند Sandvik از فناوری‌های دیجیتال، خودکار و برقی در عملیات استخراج زیرزمینی بهره می‌برند.
سیستم‌های هوشمند با تحلیل داده‌های لحظه‌ای، الگوی انفجار سنگ، مسیر حمل‌ونقل و تهویه معادن را بهینه می‌کنند. این تحولات باعث کاهش مصرف انرژی، افزایش بهره‌وری و کاهش خطرات ایمنی می‌شوند. به‌علاوه، ناوگان‌های خودران و تجهیزات کنترل از راه دور، حضور نیروی انسانی در مناطق پرخطر را کاهش داده‌اند.
چالش‌های اساسی در حذف کامل معدنکاری
حتی با وجود پیشرفت‌های چشمگیر، فناوری امروز هنوز نمی‌تواند خودروهای برقی را بدون نیاز به استخراج معادن بسازد.
محدودیت‌های فنی شامل:
- چگالی انرژی پایین در باتری‌های جایگزین لیتیومی
- عدم وجود رسانایی مشابه مس در مواد دیگر
- نیاز به عناصر خاکی کمیاب برای موتورهای کارآمد
- ضرورت استفاده از فولاد و آلومینیوم برای ایمنی سازه‌ای
از نظر اقتصادی نیز، تحقیق و توسعه مواد جایگزین بسیار پرهزینه است و اغلب به زیرساخت‌های جدیدی نیاز دارد که اجرای آن را دشوار می‌کند.
آینده کاهش وابستگی به معدن
کارشناسان معتقدند کاهش معنادار وابستگی به معدنکاری در بازه چند دهه آینده و نه چند سال آینده محقق خواهد شد.
در این مسیر، فناوری‌هایی مانند باتری‌های حالت جامد و سدیم-یون در حال پیشرفت هستند که می‌توانند چگالی انرژی بالاتر و ترکیبات ساده‌تری ارائه دهند.
در کنار آن، سیاست‌های نظارتی جدید در حوزه انتشار گازهای گلخانه‌ای و بازیافت اجباری، روند کاهش استخراج را تسریع خواهند کرد.
نقش معدنکاری مسئولانه در آینده خودروهای برقی
به‌جای حذف کامل استخراج، تمرکز جهانی بر معدنکاری مسئولانه است. استانداردهای جدید پایداری شامل موارد زیرند:
- ارزیابی اثرات زیست‌محیطی پیش از آغاز پروژه‌ها
- مدیریت منابع آب و تنوع زیستی
- مشارکت جوامع محلی در تصمیم‌گیری‌های معدنی
- افزایش شفافیت در زنجیره تأمین مواد
هم‌زمان، اصول اقتصاد چرخشی نیز در طراحی خودروها لحاظ می‌شود تا ۹۰ درصد از مواد مصرفی در پایان عمر مفید خودرو، قابل بازیافت باشند.
خودروی شفاف eNimon شاید یک وسیله نقلیه واقعی نباشد، اما پیامی واقعی و ضروری برای آینده زمین دارد: جهان نمی‌تواند بدون معدنکاری به انرژی سبز دست یابد. اما می‌تواند با نوآوری، بازیافت و استخراج مسئولانه، اثرات زیست‌محیطی را به حداقل برساند. خودروهای برقی بدون معدنکاری هنوز یک «رویا» هستند، اما این رویا الهام‌بخش مسیر توسعه فناوری‌های پاک‌تر و پایدارتر خواهد بود.
