مقدمه
چه چیزی سفید – نقره‌ای و نرم است و اجازه نمی‌دهد جهان رو به پاکی رود؟ این معما کمی خنده‌دار به نظر می‌رسد، ولی قطعاً یک لطیفه نیست و پاسخ مشخصی دارد؛ لیتیوم. جهان حداقل به ۲ میلیارد دستگاه خودروی برقی احتیاج دارد تا سطح انتشار گازهای آلاینده به صفر برسد. اما میزان لیتیوم قابل‌دسترس به‌اندازه‌ای نیست که بتواند کفاف باتری‌های لازم برای این خودروها را بدهد.
لیتیوم و کاربرد آن در صنعت خودروسازی
لیتیوم یک فلز غیرآهنی مثل طلای سفید است و در کنار نیکل و کبالت، نقش کلیدی در ساخت باتری‌های EV دارد. اما افزایش تقاضا برای خودروهای برقی، عرضه جهانی لیتیوم را تحت‌فشار قرار داده است.
فروش خودروهای برقی روزبه‌روز بیشتر می‌شود و این محصولات، سهم قابل‌توجهی از بازار را به خود اختصاص داده‌اند. بسیاری از شرکت‌های خودروسازی خطوط تولید ماشین‌های درون‌سوز را یکی پس از دیگری تعطیل کرده و روی ساخت خودروهای برقی تمرکز کرده‌اند. تاکنون ۳۰ کشور وعده داده‌اند که تا سال ۲۰۴۰ فروش خودروهای دیزلی و بنزینی را متوقف خواهند کرد. ولی آیا میزان لیتیوم موجود حتی در صورت کشف معادن بیشتر، می‌تواند پاسخگوی این تقاضای انبوه باشد؟
لیتیوم موردنیاز برای خودروی برقی چقدر است؟
پک باتری لیتیوم یونی برای یک دستگاه خودروی برقی، شامل حدوداً ۸ کیلوگرم لیتیوم می‌شود. میزان تولید جهانی لیتیوم در سال ۲۰۲۱ درمجموع صدهزار تن معادل ۹۰.۷ میلیون کیلوگرم بوده و طبق تحقیقات انجام‌شده توسط سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، میزان لیتیوم موجود در ذخایر جهانی حدود ۲۰ میلیارد کیلوگرم است.
تقسیم این رقم بر میزان لیتیوم موردنیاز برای هر باتری (۸ کیلوگرم) نشان می‌دهد که در سال گذشته، تنها برای تولید ۱۱.۴ میلیون باتری، لیتیوم مهیا بود. با درنظرگرفتن نیاز ۸ کیلوگرمی، می‌توان گفت ذخایر موجود در جهان برای تولید ۲.5 میلیارد باتری کافی هستند. طبق استراتژی جهان سبز IEA، تا سال ۲۰۵۰ به ۲ میلیارد خودروی الکتریکی باتری خور، پلاگین هیبرید و الکتریکی سلول سوختی احتیاج است تا هدف اصلی، یعنی انتشار آلایندگی صفر محقق شود. در نگاه اول، ذخایر موجود کفاف تولید ۲ میلیارد باتری را می‌دهند، اما یک نکته مهم را در این میان نباید فراموش کرد. لیتیوم فقط سهم باتری EV نیست!
بسیاری از وسایل کاربردی امروزی از لیتیوم استفاده می‌کنند که از جمله آن‌ها می‌توان به لپ‌تاپ و گوشی موبایل اشاره کرد. بدون شک اگر از افراد پرسیده شود بین گوشی همراه و خودرو کدام‌یک را انتخاب می‌کنند اکثر آن‌ها داشتن وسیله‌ای کوچک و ارزان برای برقراری ارتباط را ترجیح می‌دهند. به‌علاوه، لیتیوم در صنایع مختلف مثل هواپیماسازی، لوکوموتیو سازی و دوچرخه‌سازی نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد.
استخراج لیتیوم – مشکلات بالقوه
ذخایر جهانی لیتیوم از لحاظ تئوری برای پاسخ‌دهی به نیاز ۲ میلیارد خودروی سبز کافی هستند. ولی این فرضیه به شرطی درست از آب درمی‌آید که تمام ذخایر به طور تمام‌وکمال استخراج شده و برای تولید باتری مورداستفاده قرار گیرند که طبیعتاً امری بعید و ناممکن است.
تنها تعداد انگشت‌شماری شرکت قادر به تولید محصولات شیمیایی لیتیومی با خلوص و کیفیت بالا هستند. البته پروژه‌های زیادی در دستور کار قرار گرفته‌اند، ولی مشخص نیست که تا چه زمان به بهره‌برداری می‌رسند. بد نیست بدانید راه‌اندازی معدن لیتیوم بین سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۹ حدود ۱۶.۵ سال به طول انجامیده است.
طبق پیش‌بینی IEA، جهان تا سال ۲۰۲۵ با بحران کمبود لیتیوم مواجه شده و از طرف دیگر، تقاضای لیتیوم از سال ۲۰۲۰ تا سال ۲۰۲۵ به دوبرابر افزایش می‌یابد. به‌عبارت‌دیگر، فرایند تأمین طولانی‌تر می‌شود، هرچند که در نهایت، لیتیوم کافی برای عرضه ۲ میلیارد خودرو قابل‌دسترس نخواهد بود. فرقی نمی‌کند چه شرکت‌هایی استخراج و تأمین لیتیوم را بر عهده بگیرند. لیتیوم کافی برای برآورد رؤیای جهان پاک و سبز وجود ندارد. بسیاری خودروسازان به این حقیقت رسیده‌اند و به همین خاطر به دنبال ترکیب جایگزین برای لیتیوم هستند.
یکی دیگر از موانع استخراج لیتیوم و انتقال آن به خودروهای برقی ، وجود منابع آن‌ها در چند نقطه خاص از زمین است. در حال حاضر چین بین ۷۰ الی ۸۰ درصد خودروهای برقی و باتری‌های لیتیوم یونی را عرضه و تأمین می‌کند. طبق گزارش IEA، سهم چین در تولید جهانی مواد شیمیایی لیتیومی حدود ۶۰ درصد بوده و ۸۰ درصد هیدروکسید لیتیوم در این کشور تولید می‌شود.
استرالیا نیز در سال ۲۰۲۱ به تولید بالای لیتیوم دست‌یافته، ولی شیلی دارای بزرگ‌ترین ذخایر لیتیومی در جهان است. آمریکای جنوبی، آرژانتین و بولیوی نیز مثلث لیتیومی را تشکیل می‌دهند، چون کمتر از ۶۰ درصد منابع لیتیومی در این سه کشور یافت شده‌اند.
با وجود این منابع، استخراج لیتیوم به حجم عظیمی آب احتیاج دارد، درحالی‌که جهان با بحران کمبود آب مواجه است و برخی منابع آبی حتی کفاف رفع نیازهای محلی را نمی‌دهند.
معدن سن کریستوبال بولیوی روزانه ۵۰ هزار لیتر آب برای استخراج لیتیوم مصرف می‌کنند و شرکت‌های استخراج لیتیوم در شیلی به کاهش ذخایر حیاتی آب متهم شده‌اند. بیش از نیمی از تولید لیتیوم امروزی در نواحی خشک و تحت تنش آبی صورت می‌گیرد. بسیاری از مناطق استخراج اصلی لیتیوم مثل استرالیا، چین و آفریقا نیز در معرض گرما یا سیل قرار داشته و با چالش‌های متعددی برای تأمین آب منطقه دست‌وپنجه نرم می‌کنند. کشوری مثل صربستان در سال گذشته به دلیل اعتراضات فراوان، جواز استخراج لیتیوم را لغو کرد. طبق گفته تظاهرکنندگان، سایت استخراج لیتیوم نه‌تنها منابع آبی را آلوده ساخته، بلکه آسیب‌های جبران‌ناپذیری به محیط‌زیست وارد کرده است.
بازآفرینی و بازیافت
صنعت برقی‌سازی به‌تازگی عمومیت پیدا کرده و مدت زیادی نیست که خودروهای برقی وارد بازار شده‌اند؛ بنابراین می‌توان انتظار داشت ابداعات و نوآوری‌های جدیدی در تولید باتری یا ساخت خودروی برقی به وجود آیند که تا حدی مشکل کمبود لیتیوم را کم‌رنگ‌تر کنند.
فناوری‌های نوظهور مثل استخراج لیتیوم مستقیم یا افزایش بازیافت فلزات از زباله‌ها یا سنگ‌های معدنی کم‌عیار، پتانسیل تغییر مرحله‌ای در حجم عرضه آینده را فراهم می‌آورند. انجمن اقتصاد جهانی نیز پیش‌بینی کرده تا سال ۲۰۳۰ حدود ۵۴ درصد از باتری‌هایی که عمر آن‌ها به اتمام رسیده، قابل بازیابی خواهند شد. این میزان می‌تواند ۷ درصد تقاضا برای متریال خام به‌کاررفته در تولید سالانه باتری را برآورده سازد.
بازار خودروهای الکتریکی دست‌دوم نیز تا حدی مشکلات عرضه را کاهش می‌دهد. چین و امریکا به طور خاص در تلاش برای ایجاد بازار خودروهای برقی کارکرده هستند.
جمع‌بندی
لیتیوم در کنار نیکل و کبالت، جزو جداناپذیر از باتری‌های به‌کاررفته در خودروهای برقی است. لیتیوم بیشتر در نواحی گرم و خشک وجود داشته و استخراج آن فرایندی زمان‌بر و پرهزینه به‌حساب می‌آید. از طرف دیگر، تحقق رؤیای جهان سبز به تولید ۲ میلیارد دستگاه خودروی برقی، پلاگین هیبریدی و سلول سوختی نیاز دارد و باتوجه‌به ذخایر محدود لیتیوم، به نظر می‌رسد در آینده نزدیک، صنعت برقی‌سازی خودرو با بحران کمبود لیتیوم مواجه شود، مگر اینکه تا آن زمان راهکارهای مؤثری برای جایگزینی و استفاده مجدد از لیتیوم ابداع و معرفی شود.
دیدگاهتان را بنویسید