سازندگان خودروهای الکتریکی امیدوار هستند که با افزایش طول عمر باتری و عرضه‌ی باتری‌های با عمر بیش از ۱/۶ میلیون کیلومتر، تأثیرات مثبتی بر میزان مصرف منابع و انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی را شاهد باشیم.
خودروهای الکتریکی درمقایسه‌با همتایان بنزینی خود مزایای زیست‌محیطی زیادی دارند؛ اما هنگامی‌که طول عمر آن‌ها زیاد می‌شود، هر دو با مشکلاتی روبه‌رو خواهند شد. برای خودرو امروزی صرف‌نظر از اینکه به باتری لیتیوم‌یون یا پیشرانه‌ی احتراق داخلی مجهز باشد، طول عمر ۲۰۰،۰۰۰ مایل بسیار طولانی محسوب می‌شود. باوجوداین طبق گزارش‌های اخیر، ممکن است خودروهای برقی به‌زودی در این رقابت از مدل‌های بنزینی پیشی بگیرند و طول عمر آن‌ها نه‌فقط هزاران مایل، بلکه ۸۰۰ هزار مایل افزایش یابد.
به‌تازگی، تعدادی از سازندگان باتری خودرو الکتریکی از ساخت و عرضه‌ی قریب‌الوقوع باتری‌هایی با طول عمر «یک‌میلیون مایل» خبر داده‌اند. گفته می‌شود پکیج‌های باتری جدید ظاهرا طول عمر کافی برای دستیابی به ظرفیت پیمایشی معادل دوبار رفتن به ماه و بازگشت از آن دارند. ماه مه، یکی از مدیران ارشد جنرال‌موتورز گفت این شرکت تقریبا به تولید باتری با طول عمر یک‌میلیون مایل نزدیک شده است. ماه ژوئن، باتری‌ساز چینی کانتمپراری امپرکس تکنولوژی (Contemporary Amperex Technology) به بلومبرگ گفت آماده‌ی تولید باتری‌هایی است که عمر آن‌ها به حدود ۱/۲۴ میلیون مایل می‌رسد. از ماه‌ها پیش، شایعاتی منتشر شده است که تسلا به‌زودی باتری یک‌میلیون‌مایلی (بیش از ۱/۶ میلیون کیلومتر) را برای محصولات آینده‌اش رونمایی خواهد کرد. در گزارشی که اوایل ماه ژوئن منتشر شد، بر مزایای زیست‌محیطی خودروهای آینده تسلا مجهز به باتری یک‌میلیون‌مایلی تأکید شده است که بازهم این تصور را تقویت می‌کند.
باتری انقلابی یک‌میلیون‌مایلی چیست؟ به‌گفته‌ی کارشناسان فناوری ذخیره‌سازی باتری و بازار خودرو الکتریکی، ادعای طول عمر یک‌میلیون‌مایلی باتری‌های جدید به‌خودی‌خود اطلاعات زیادی به ما نمی‌گوید. نحوه‌ی استفاده از این باتری‌ها قبل از هرچیز به شیوه‌ی عملکرد و کاهش کارایی آن‌ها پس از طول عمر به‌اصطلاح یک‌میلیون مایل بستگی دارد. تعدادی از کارشناسان تصریح کردند که باتری‌های یک‌میلیون‌مایلی واقعی احتمالا طول عمر خودروها را افزایش دهند؛ یعنی ورود آن‌ها می‌تواند تأثیر چشمگیری بر بازار خودروهای دست‌دوم و بازیافت باتری بگذارد.
سایمون لمبرت، یکی از سرپرستان پروژه‌ی بازیافت باتری‌های لیتیوم‌یون مؤسسه‌ی فارادی انگلیس، در‌این‌باره می‌گوید:
آنچه درباره‌ی باتری‌های یک‌میلیون‌مایلی می‌گویند، به‌اندازه‌ای نیست که مصرف‌کننده‌ی متوسطی بتواند با خودروش طی کند؛ اما به‌طور بالقوه، قادر خواهید بود از باتری به دفعات زیادی در ذخیره‌ی انرژی وسیله‌ی نقلیه یا وسایلی استفاده کنید که به شبکه‌ی برق وصل میشوند.
امروزه، اکثر باتری‌های خودروهای برقی موجود در جاده‌ها تقریبا باتری‌های لیتیوم‌یون هستند که از چند ماده‌ی شیمیایی مختلف استفاده می‌کنند و طول عمر آن‌ها حداکثر بین هشت تا دَه سال یا ۱۰۰،۰۰۰ مایل است. برخی از خودروسازان تضمین می‌کنند که باتری حداقل ۷۰ درصد از ظرفیت اصلی خود را در این مدت حفظ کند؛ یعنی ظرفیت پیمایش خودرو (مسافتی که بتواند قبل از نیاز به شارژ بپیماید)، بیش از ۳۰ درصد کاهش نخواهد یافت.
جیمز فریت، تحلیلگر ذخیره‌ی انرژی شرکت تحقیقاتی انرژی پاک BloombergNEF گفت:
در عمل، داده‌های اولیه حاکی از آن است که باتری‌های خودروهای برقی امروزه به‌طور چشمگیری طول عمر بیشتر و خرابی کمتری دارند.
فریت خاطرنشان می‌کند در گزارش اخیر تسلا، ادعا می‌شود که باتری‌های تسلا مدل اس و مدل ایکس کمتر از ۲۰ درصد از ظرفیت شارژ اصلی خود را پس از رانندگی ۲۰۰،۰۰۰ مایل از دست می‌دهند. به‌گزارش اتوموتیو نیوز، یکی از مدیران اجرایی نیسان اخیرا تخمین زده است براساس داده‌های افت کارکرد باتری این شرکت که خودروهای برقی فروخته‌شده در اروپا جمع‌آوری شده است، باتری نیسان لیف حدود ۲۲ سال می‌تواند عمر کند (دوام داشته باشد).
فریت گفت:
دَه سال است که حضور خودروهای برقی در جاده‌ها را شاهد هستیم و می‌توانیم ببینیم این ادعاها درباره‌ی عمر باتری چقدر واقعی هستند؛ اما به‌طورکلی، می‌بینیم خودروهای الکتریکی عملکرد مناسبی دارند.
در اغلب مواقع، باتری‌های خودروهای برقی عمر بیشتری از خودروهایی دارند که روی آن نصب شده‌اند. هانس اریک ملین، بنیان‌گذار شرکت تحقیقات بازار Circular Energy Storage، شرکت فعال در‌زمینه‌ی باتری‌های دست‌دوم و بازیافت آن‌ها، دیدگاه جالبی ارائه می‌دهد. ملین می‌گوید: «اینکه خودرویی به‌دلیل خرابی کامل باتری‌اش از رده خارج شود، بسیار نامعمول است». اگرچه گاهی اوقات این اتفاق برای تاکسی‌های برقی یا خودروهای اوبر با کارکرد بسیار زیاد رخ می‌دهد، در بیشتر مواقع باتری نوعی نقص الکتریکی را تجربه می‌کند و سایر قطعات خودرو برقی فرسوده میشوند یا خودرو در کل به‌دلیل تصادف کنار گذاشته می‌شود.
ملین گفت:
رانندگان تسلا و اوبر که ممکن است بین ۳۰۰،۰۰۰ تا ۴۰۰،۰۰۰ مایل با خودروهایشان رانندگی کنند، احتمالا مجبور شوند باتری‌ها را تعویض کنند؛ اما معمولا باتری عمر بیشتری از خود خودرو برقی دارد.
باتری با عمر ۱/۶ میلیون کیلومتر برای تاکسی‌رانی و شرکت‌های حمل‌ونقل عمومی مناسب است
این گزاره به‌معنای آن نیست که باتری‌هایی با عمر طولانی ایده‌ی بدی هستند. درابتدا، آن‌ها می‌توانند مزیت چشمگیری برای شرکت‌هایی داشته باشند که ناوگان تاکسی یا وسایل حمل‌ونقل عمومی دارند و خودروهایشان معمولا مسافت‌های بیشتری درمقایسه‌با مصرف‌کنندگان متوسط طی می‌کنند. حتی برای رانندگان شخصی نیز، باتری‌های یک‌میلیون‌مایلی می‌توانند محاسبات مربوط به زمان مالکیت خودرو الکتریکی را تغییر دهند.
فریت گفت بسیاری از خریداران آینده‌نگر هنوزهم نگران عمر باتری و چگونگی کاهش بار و ظرفیت شارژ خودرو با گذشت زمان هستند. باتری‌ها برای این منظور ضمانت میشوند که بتوانند مسیر بیش از یک‌میلیون مایل یا حتی مقدار محافظه‌کارانه‌تر نیم‌میلیون مایل را طی و نگرانی‌های مالکان را رفع کنند. همچنین، باتری‌های با طول عمر زیاد می‌توانند یکی از مزایای خودروهای برقی در بازار روبه‌رشد آن‌ها باشند.
فریت در این زمینه گفت:
اگر باتری با عمر طولانی و دوام بیش از یک‌میلیون مایل داشته باشید، نگران این نیستید که بعد از طی مسافت ۵۰،۰۰۰ تا ۱۰۰،۰۰۰ مایل ظرفیتش کاهش یابد و مجبور شوید خودرو را در بازار دست‌دوم با قیمت ارزان بفروشید.
باتوجه‌به اینکه باتری‌ها انرژی درخورتوجهی برای تولید مصرف می‌کنند، دلیل محکم زیست‌محیطی برای افزایش عمر آن‌ها وجود دارد. به‌طورکلی، شرکت‌ها باید بتوانند ادعا کنند که باتری‌های با عمر یک‌میلیون مایل درمقایسه‌با همتایان ۲۰۰،۰۰۰ مایلی خود ازنظر تأثیر بر شرایط اقلیمی مناسب‌تر هستند؛ زیرا انتشار آلاینده‌های کربنی و مصرف منابع و آلودگی‌های ناشی از تولید آن‌ها بر تعداد سال‌های طولانی پس از استفاده تقسیم می‌شود.
ما چیزهای زیادی از باتری‌های یک‌میلیون‌مایلی نمی‌دانیم که برخی شرکت‌های سازنده روی آن کار می‌کنند. به‌عنوان مثال، نمی‌دانیم چگونه عملکرد آن‌ها با گذشت زمان افت می‌کند و این افت ازنظر عملی چه نتایجی به‌بار خواهد آورد. تمام باتری‌های لیتیوم‌یونی به‌ناچار دراثر چرخه‌ی شارژ و تخلیه و افزایش طول عمر به‌مرورِزمان فرسوده و معیوب میشوند. این فرسودگی بر ظرفیت ذخیره‌ی انرژی باتری که ظرفیت پیمایش خودرو را مشخص می‌کند و توان آن یا سرعت تخلیه‌ی انرژی باتری و شتاب تخلیه‌ی باتری تأثیر می‌گذارد.
لمبرت گفت:
سرعت افت هریک از این موارد بر عملکرد باتری در استفاده‌ی ثانویه تأثیر می‌گذارد.
در سال ۲۰۲۰، بیش از ۳۰۰ مگاوات‌ساعت به‌واسطه‌ی ذخیره‌سازی انرژی در اروپا ازطریق باتری‌های بازیافتی حاصل شده است
لمبرت گمان می‌کند که باتری‌های دارای طول عمر یک‌میلیون‌مایلی در عمل باید هنگام استفاده‌ی ثانویه برای کاربردهایی به‌کار گرفته شوند که بستگی کمتری به طول عمر داشته باشد. شاید باتری یک‌میلیون‌مایلی پس از طی مسیر ۱۰۰ هزار مایل اول در خودرو اسپرت، ۴۰۰ هزار مایل بعدی را روی وانت برقی استفاده شود و در سومین مرحله برای ذخیره‌ی انرژی شبکه یا سیستم‌های پشتیبان برق یا کاربردهایی ساده‌تر به‌کار گرفته شود. داده‌های به‌دست‌آمده‌ی ملین نشان می‌دهد که بیش از ۳۰۰ مگاوات‌ساعت از باتری‌های بازیافتی در اروپا برای ذخیره‌سازی انرژی در سال ۲۰۲۰ کسب شده است؛ درحالی‌که این رقم در سال ۲۰۱۶ فقط ۱۸ مگاوات‌ساعت بود. با وجود رشد روزافزون صنعت نوظهور جمع‌آوری و به‌کارگیری مجدد باتری خودروهای برقی، هنوز فضای زیادی برای رشد این صنعت وجود دارد.
بازیافت باتری و افزایش طول عمر آن‌ها به کاهش استفاده از فلز نادر کبالت منجر می‌شود
گاوین هارپر، عضو تیم پژوهشی در مؤسسه‌ی فارادی، می‌گوید که بااین‌حال، استفاده‌ی مجدد از باتری خودرو الکتریکی می‌تواند تبعات زیادی داشته باشد. مطالعات و گزارش‌های مختلفی پیش‌بینی کرده‌اند که رشد سریع صنعت خودرو برقی می‌تواند به کمبود فلزات نادری مانند کبالت در آینده‌ی نه‌چندان دور منجر شود. درصورت بروز چنین اتفاقی، بهتر است باتری‌های دارای کبالت زودتر بازیافت شود تا بازیابی این ماده‌ی بحرانی به‌تأخیر نیفتد. درحالی‌که سیاست جهانی حاکم بر بازیافت باتری خودروهای برقی وجود ندارد، اتحادیه‌ی اروپا و چین در حال تدوین سیاست‌هایی هستند که تولیدکنندگان را مسئول این ضایعات می‌دانند.
هارپر گفت:
فکر می‌کنم محتوای کبالت باتری درمقایسه‌با بازیافت تأثیر واقعی بر ارزش آن در استفاده‌ی مجدد بگذارد.
به‌گفته‌ی هارپر، حرکت صنعت خودرو برقی به‌سمت فناوری‌های شیمیایی برای ساخت باتری‌هایی با میزان کبالت کمتر، به‌معنای آن است که هر باتری بازیافت‌شده‌ی امروز، می‌تواند میزان فلز کافی برای تهیه‌ی چند باتری در آینده فراهم کند.
لیندا گینز، پژوهشگر ارشد مرکز ReCell آزمایشگاه ملی آرگون، آزمایشگاه متمرکز روی بازیافت باتری لیتیوم‌یون، خاطرنشان می‌کند: «حتی اگر با مشکل تولید مواد اولیه مواجه نشویم، افزایش طول عمر باتری خودروهای برقی تأثیرات زیادی بر چگونگی افزایش تقاضا برای فلزات در آینده می‌گذارد».
گینز گفت:
چنین موضوعی یعنی درواقع مدت زیادی لازم نیست مواد را برای بازیافت جمع‌آوری کنیم. به‌عبارت‌دیگر، تنها زمانی‌که چنین اتفاقی بیفتد، به مواداولیه‌ی خام متکی می‌شویم و آن‌ها نیز باید از زمین استخراج شوند.
به‌نظر می‌رسد باتری‌های با عمر یک‌میلیون مایل باعث میشوند به‌طورکلی به باتری‌های کمتری نیاز داشته باشیم؛ بنابراین، مواداولیه‌ی کمتری نیز استفاده کنیم. هارپر درباره‌ی این موضوع می‌گوید:
این امکان وجود دارد که تقاضا برای چنین باتری‌های را نیز افزایش دهد؛ زیرا اغلب وقتی در بهره‌وری پیشرفت میکنیم، درنهایت مصرف نیز بیشتر می‌شود.
بااین‌حال، چنین اتفاقی ممکن است اتفاق خوبی برای سیاره‌ی زمین باشد. هارپر گفت:
اگر این باتری‌ها بتوانند حامل‌های انرژی کربنی مانند بنزین را حذف کنند، حرکت ما را به‌سمت کربن‌زدایی نیز می‌توانند شتاب ببخشند.