Cât de poluante sunt bateriile litiu-ion? Depinde de cum INTERPRETEZI studiul…

Of, of, iar mă enervez și-mi vine să mă iau cu mâinile de cap gândindu-mă la un citat recent al lui Cristian Român: ”Cantitatea de energie necesară pentru demontarea unei năzbâtii (bullshit, în engleză) este cu un ordin de mărime mai mare decât cea necesară pentru a o produce” – chestie pe care a spus-o un anumit Brandolini.

În cazul de față, un studiu publicat de IVL Swedish Environmental Research Institute (un nume pompos, care induce idee de seriozitate, nu-i așa?) concluzionează că bateriile litiu-ion, folosite pe scară largă în cazul mașinilor electrice actuale, sunt mult mai poluante decât am crede.

Iar o parte din mass-media (în special cea amatoare de senzațional și click-bait) a înghițit concluziile pe nemestecate. Ba ne mai și pomenim cu titluri de genul „Producerea bateriei Tesla emite la fel de mult CO2 ca o mașină pe benzină în 8 ani”. Este vorba despre un articol apărut pe site-ul Principia Scientific (ce nume plin de greutate!) și preluat cu frenezie de multe publicații, inclusiv din România.

E cazul acum să număr până la 10, să mă calmez și să analizez lucrurile la rece.

Răstălmăcire cu interes

Principia Scientific International a apărut în 2010, printre fondatori numărându-se mulți climato-sceptici și așa-ziși oameni de știință, fără lucrări importante sau vreo recunoaștere serioasă internațională.

De-a lungul timpului a devenit foarte clar pentru mulți jurnaliști serioși, în special pentru cei care analizează domeniul ecologiei și poluării, că acest site prezintă impresii distorsionate și studii nevalidate, care în principal susțin că nu există dovezi care să arate legătura între poluare și încălzirea globală, ba chiar că nici nu putem vorbi de schimbări climatice.

Trebuie să fii extrem de ignorant pentru a nu realiza că acest site face parte din categoria „fake news” și „alternative facts”. Și totuși, nu mică mi-a fost surpriza când am descoperit câtă apă la moară le-a dat pe facebook detractorilor mașinilor electrice sau celor care nu pot concepte lumea fără mașini convenționale. Vorba aia, titlul spune tot, cine naiba mai stă să verifice dacă există argumente în articol sau, și mai și, să verifice veridicitatea informației.

A apărut pe facebook, deci trebuie să fie adevărat, nu? Răspunsul la această întrebare (retorică, pentru cei care nu și-au dat seama…) cred că îl dă foarte bine următorul video:

Sursă serioasă?

Ok, dar cum rămâne cu realizatorii studiului de la care s-a pornit? Care are un nume extrem de lung, specific institutelor de cercetare serioase: „The Life Cycle Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions from Lithium-Ion Batteries – A Study with Focus on Current Technology and Batteries for light-duty vehicles” (în traducere: „Consumul de energie și emisiile de gaze cu efect de seră din ciclul de viață al bateriilor litiu-ion – Studiu concentrat pe actualele tehnologii și baterii pentru autoturisme”).

IVL Swedish Environmental Research Institute, față de Principia Scientific International, este cu totul altă mâncare de pește. IVL a fost fondată încă din 1966 (deci de acum o jumătate de secol) ca o companie non-profit, în colaborare de către guvernul suedez și sectorul industrial din Suedia. Scopul declarat: de a analiza problemele de mediu și a veni cu soluții pentru rezolvarea acestor probleme „într-o perspectivă holistică pentru a contribui la dezvoltare sustenabilă a societății”. Înțelegeți ce vreți, adevărul este că sună binișor.

În plus, studiul a fost finanțat de Agenția de Energie a Suediei, precum și de Administrația în Transporturi a Suediei. Deci e destul de serios, chiar dacă într-o notă, chiar în prefață, cele două entități guvernamentale nu-și asumă responsabilitatea pentru datele prezentate. Cu alte cuvinte, nu garantează că acest studiu poate fi considerat un etalon în cazul în care cineva face trimitere la el. Ceea ce seamănă puțin cu o vorbă românească, în care apare sintagma „ceapă degerată”…

Un lucru interesant mi se pare că autorii sunt doar în număr de doi (Mia Romare și Lisbeth  Dahllöf, pe numele lor), iar studiul se bazează pe date obținute „din literatură” și din diverse alte studii, mai mult sau mai puțin concludente, și mai puțin din industrie, unde este acuzată lipsa de transparență a informațiilor. Rezumând, pare un studiu făcut consultând Wikipedia – dar, vai, să nu fiu răutăcios.

Ce înseamnă producerea bateriei?

Ok, dacă nu v-ați plicstisit până acum, haideți să analizăm puțin ce spune acest studiu. Pentru că, după cum veți vedea, Mia și Lisbeth nu au fost nici pe departe așa de profesioniste cum ne-am aștepta de la un institut suedez. Dar, din nou, nu vreau să fiu eu răutăcios, mai ales că nu ascund faptul că, de felul meu, sunt un avocat al mașinilor electrice. Deci aș putea foarte ușor să fiu acuzat că sunt teribil de subiectiv.

În primul rând, la început se menționează că studiul nu include faza de utilizare a bateriilor. Păi stați puțin, că sintagma „life cycle” se referă la ÎNTREGUL CICLU DE VIAȚĂ al unui produs, de la producere până la scoaterea din uz. Sau poate că IVL înțelege altceva? Nu de alta, dar e de preferat să avem un numitor comun dacă vrem să ne înțelegem între noi.

Prima întrebare pe care și-o pun realizatorii: cât de mari sunt cantitatea de energie și emisiile de gaze cu efect de seră legate de producerea bateriilor litiu-ion?

O întrebare pertinentă, și eu exact de la întrebarea asta aș fi pornit. Realizatoarele studiului susțin că, „pe baza analizei, o cantitate de 150-200 kg CO2-eq/kWh pare să corespundă cu ceea ce se întâmplă acum în producerea de baterii” („CO2-eq” însemnând „echivalent dioxid de carbon”). Mai mult, „consumul de energie pentru producerea de baterii litiu-ion cu actualele tehnologii variază între 350 și 650 MJ/kWh”.

Dacă luăm ca exemplu versiunea de bază a celei mai cunoscute mașini electrice din lume, Tesla Model S, cu bateria de 75 kWh, ar însemna că producerea bateriei duce la emisii de CO2-eq între 11 și 15 tone. Ceea ce sună al naibii de mult, nu? Asta în timp ce bateria de 30 kWh a lui Nissan Leaf ar însemna emisii de CO2-eq de 4,5-6 tone în faza de producere.

În mod interesant, însă, câteva pagini mai încolo descopăr că au fost luate în considerare versiunile mai vechi, lansate pe piață pe la începutul deceniului (de exemplu, Tesla Model S 85 kWh nu mai este în producție, iar Nissan Leaf 24 kWh în curând va „intra la pensie”). Iar Elon Musk are o părere destul de sugestivă despre acest studiu:

Calling this cueless would be generous. Much less energy required for lithium-ion batteries & Gigafactory is powered by renewables anyway.

— Elon Musk (@elonmusk) June 20, 2017

Totodată, poluarea din faza de producție a bateriei include și emisiile asociate cu operațiunile de minerit ale materialelor necesare (de la litiu până la cobalt, nichel sau cupru), dar și poluarea rezultată pentru producerea curentului necesar în procesele de prelucrare sau cea aferentă deșeurilor rezultate. Nu-mi dau seama cum poți defalca poluarea pe fiecare domeniu, câtă vreme aceste materiale sunt utilizate în multe alte aplicații…

Dar hai să acceptăm că estimările sunt oarecum realiste. Mai ales că și organizația Union of Concerned Scientists a concluzionat într-un studiu de acum doi ani că producerea bateriei adaugă un grad important de poluare în faza de producție a unei mașini electrice, comparativ cu o mașină convențională comparabilă.

Revenind la exemplele de mai înainte, producerea unei Tesla Model S este cu peste 50% mai poluantă decât a unei berline convenționale similare, iar a unui Nissan Leaf cu vreo 10-15% față de a unui hatchback cu motor convențional.

Însă aici ajungem la o problemă sensibilă: studiul de față se bazează în principal pe date și pe alte studii de acum câțiva ani, care nu prea mai sunt valabile – tehnologia bateriilor evoluează galopant, iar fabricanții pun un foarte mare accent pe controlul poluării, în principal în fazele de manufacturare și asamblare a bateriilor (care, conform realizatorilor studiului, reprezintă 50% din poluarea totală legată de producerea unei baterii).

Comparația cu mașini convenționale

Ok, dar lucrurile trebuie puse și în context, nu-i așa? Iar aici devine inerentă comparația cu poluarea unei mașini convenționale – așa cum se întâmplă în titlul articolului din Principia Scientific, vă amintiți?

Spre exemplu, un bun rival pentru Tesla Model S 75 kWh poate fi considerat Audi A7 Sportback, care, în versiunea de motorizare diesel 3.0 TDI de 272 CP, afișează un consum mediu teoretic de numai 5,2 litri/100 km, respectiv emisii de CO2 de 138 g/km. Iar Nissan Leaf 30 kWh poate fi comparat cu VW Golf 1.6 TDI de 115 CP, cu un consum mediu teoretic de 4,1 litri/100 km și emisii CO2 de 106 g/km.

Am ales variante diesel pentru mașinile convenționale deoarece emisiile de CO2 sunt mai mici decât în cazul motorizărilor pe benzină. În plus, ca să vedeți cât de părtinitor sunt cu mașinile convenționale, nici măcar nu iau în considerare alte emisii, cum ar fi NOx sau particulele fine…

Bun, am văzut că bateria lui Tesla Model S 75 kWh produce până la 15 tone de CO2-eq, conform studiului de față. Ei bine, un Audi A7 Sportback 3.0 TDI de 272 CP emite aceeași cantitate de CO2 în puțin peste 100.000 km, în condiții optime. Adică în maximum 4-5 ani. În cazul lui Nissan Leaf 30 kWh, un VW Golf 1.6 TDI are nevoie de numai vreo 50.000 km (deci 2-3 ani) pentru a emite o cantitate similară de CO2.

Atenție, vorbim de „best case scenario” în aceste paralele. În realitate, motoarele convenționale, fie ele pe benzină sau diesel, poluează cu până la 30-40% mai mult decât în teorie. Iar emisiile care ies pe țeava de eșapament ne afectează în mod direct sănătatea, în special în mediul urban, ceea ce presupune alte costuri conexe. Asta în timp ce, în utilizare, mașinile electrice au zero emisii, iar poluarea rezultată pentru producerea curentului care alimentează bateriile este cu mult mai redusă decât cea rezultată din arderea carburanților în motoarele termice.

Și în peisaj nu am adus gradul de poluare asociat cu exploatarea țițeiului, cu rafinarea petrolului și transportul spre stațiile de alimentare. Aici lucrurile devin de-a dreptul monstruoase, mai ales dacă ne referim la întregul ciclu de viață al unui autoturism. Dar să nu uit: studiul de față se rezumă doar la faza de fabricație. Ba nu, greșesc!

Reciclarea – este sau nu este?

Credeați că ați scăpat? Nicidecum. Pentru că la pagina 39 a studiului, stupoare, realizatorii lui vorbesc despre energia consumată și emisiile de noxe asociate… reciclării bateriilor litiu-ion! Asta în condițiile în care, inițial, se specifica faptul că se ia în considerare doar faza de producție.

Nu mică mi-a fost surpriza să constat că studiul are niște concluzii foarte pesimiste în acest sens. „Lipsesc sistemele de reciclare pe scară largă a bateriilor litiu-ion” susțin realizatorii. Ok, sunt de acord principial cu termenii. Dar, în condițiile în care de-abia în acest an s-a depășit numărul de 2 milioane de vehicule electrice și plug-in hibride aflate în circulație pe mapamond… despre ce scară largă ar trebui să vorbim?

Mai ales că mașinile electrice de serie mare au început să fie puse pe piață de-abia pe la începutul acestui deceniu. Cum bateriile oferă garanții de 5-6 sau 8 ani, dar în proporție de peste 90% demonstrează că au o durabilitate mult mai mare, este absolut normal ca, în acest moment, reciclarea bateriilor litiu-ion să fie la un nivel modic.

Se mai spune că reciclarea bateriilor litiu-ion nu este viabilă economic și că procese precum pirometalurgia sau hidrometalurgia sunt în fază incipientă. Da, acum niște ani de zile părea mai rentabil să realizezi bateriile din resurse noi. Însă lumea a evoluat rapid, iar acum devine mult mai tentant să recuperezi materialele scumpe din bateriile deja construite decât să cheltuiești mult mai mult pentru a face rost de materiale noi.

În studiu nu se menționează că reciclarea va deveni de bază dată fiind creșterea estimată spectaculoasă a cererii de mașini electrice pe finalul acestui deceniu. Iar chestia asta merge mână în mână cu optimizarea construcției bateriilor, dar și cu creșterea eficienței acestora. Mă rog, multe nu se spun în acest studiu…

Se afirmă, însă, o gogomănie (la pagina 47): „astăzi nu există niciun fel de piață de utilizare a bateriilor în «second life»”. BMW, Daimler sau Renault sunt primii care ar trebui să protesteze, deoarece au cele mai ample proiecte în acest sens. Adică utilizarea bateriilor auto în aplicații statice („grid storage”, sisteme electrice de back-up, etc), odată ce capacitatea bateriei a scăzut sub nivelul minim necesar în utilizarea mașinii.

De fapt, chiar apare o dilemă: ce ar trebui să prioritizăm, reciclarea bateriilor pentru a fabrica baterii noi sau reutilizarea lor în proiecte de tip „second life”?

CONCLUZII

Aș fi ipocrit să susțin că mașinile electrice sunt nepoluante. Într-adevăr, în utilizare nu scot fum și noxe pe care să le inhalăm în mod direct, dar poluarea conexă nu poate fi ignorată – atât cea din procesul de producție al mașinii, inclusiv al bateriei, cât și cea aferentă producerii electricității. Deci, da, și mașinile electrice poluează.

Cât, însă? Mult, puțin? Răspunsul nu poate fi dat decât făcând comparația cu mașinile convenționale. Și, evident, nu se poate rezuma doar la procesul de fabricație, ci e logic să ia în considerare tot ciclul de viață al vehiculului. Caz în care o mașină electrică reduce poluarea cu 30-50% față de una convențională comparabilă.

Cu alte cuvinte, dacă am putea ca mâine să convertim toate cele peste 1,5 miliarde de autovehicule convenționale în autovehicule electrice, poluarea auto aproape s-ar înjumătăți! Un rezultat imposibil de obținut prin perfecționarea motoarelor cu ardere internă – decât dacă, tot prin minune, am inventa carburantul care, prin ardere, să nu producă emisii poluante…

Revenind la acest studiu, nu pot afirma că e un studiu prost. Citez, însă, dintr-un drept la replică al unor suedezi cu expertiză în domeniu: „Să te uiți prea mult în oglinda retrovizoare este un mod prost de a observa pe unde mergi”. Cam așa stă situația și cu acest studiu: aduce în discuție situații și informații depășite, care nu mai reflectă ce se întâmplă azi în industria bateriilor litiu-ion (o industrie extrem de dinamică).

Și, cu toate că intențiile realizatorilor sunt sigur că au fost bune, iată că preluarea și răspândirea într-un mod deficitar și tendențios a concluziilor nu face decât să prelungească incertitudinile oamenilor referitor la mașinile electrice, să întârzie aplicarea unor politici poate dure, dar necesare, precum și să le dea apă la moară detractorilor electromobilității.

Am avut o pledoarie cam lungă, recunosc. Dar nu e genul de subiect pe care să-l lămurești într-o frază de facebook, într-un video de 30 de secunde sau cu un meme scurt. Și, credeți-mă, tot ce trebuie pentru a înțelege de ce avem, de fapt, nevoie de mașini electrice (ca pas intermediar către un alt fel de transport, să ne înțelegem) este să ne informăm ceva mai bine, din surse cât mai credibile. Ca fost petrolhead convertit în fan al mașinilor electrice, vă stau la dispoziție pentru lămuriri.

Daniela Mironov Banuta

Daniela Mironov Bănuță
Jurnalist și specialist în comunicare cu experiență, Daniela face parte din echipa Atlantykron de 30 de ani. Predă cursuri de branding personal, comunicare personală și corporate, comunicare digitală.
Daniela este membru al echipei Știință & Tehnică, responsabilă de partea umanistă a Atelierelor S&T.
În viața de dincolo de insulă, face marketing pentru o companie de software și creează scenarii pentru proiecte de eLearning finanțate de Comisia Europeană. Este unul dintre voluntarii care a creat Enciclopedia digitală „România 1918. Oameni, momente și imagini”.
Are doi copii, voluntari în programul Ateliere S&T, și trei pisici care nu fac nimic toată ziua.