Những thách thức của việc khai thác pin xe điện

Những thách thức của việc khai thác pin xe điện

    Những thách thức của việc khai thác pin xe điện
    bởi Brian Sandalow, Đại học Tây Bắc

    The challenges of mining for electric-vehicle batteries


    Số lượng pin BEV đủ điều kiện tín dụng và dự đoán nhu cầu thị trường vào năm 2027. Một, cơ sở giá trị thị trường. B, cơ sở khối lượng. Ít nhất 80% giá trị thị trường của các khoáng sản quan trọng về số lượng pin mà các thanh màu xanh mô tả xuất phát từ Hoa Kỳ và FTC. Các kịch bản có sẵn tối đa giả định rằng Hoa Kỳ mua tất cả các khoáng sản xuất khẩu từ FTC. Các kịch bản cơ bản-nhập lượng giả định mức nhập khẩu sẽ tuân theo các mô hình lịch sử. Kết quả (thanh màu xanh, giá trị thị trường khoáng sản trung bình ± s.d.) là số lượng pin đủ điều kiện chấp nhận thuế có sẵn như được tính toán với giá trị thị trường khoáng sản trung bình trong năm năm (n = 5). Các thanh lỗi phản ánh số lượng pin đủ điều kiện tối thiểu và tối đa khi tính toán với các giá trị thị trường khoáng sản bằng một độ lệch chuẩn ở trên và dưới giá trị thị trường khoáng sản trung bình. Trung tâm của thanh lỗi tương ứng với kết quả được tính toán khi các giá trị thị trường khoáng sản trung bình được sử dụng. Nguồn: Tính bền vững tự nhiên (2023). Doi: 10.1038/s41893-023-01079-8


    Vào tháng 8 năm 2022, Quốc hội đã thông qua Đạo luật Giảm lạm phát (IRA). Được ký bởi Tổng thống Joe Biden, luật pháp đã cố gắng kiềm chế lạm phát, giảm thâm hụt và đầu tư mạnh vào năng lượng sạch trong nước.

    Một khía cạnh của dự luật là thiết lập mục tiêu dựa trên giá trị thị trường cho hàm lượng khoáng sản quan trọng về pin trong xe điện (EVS). Đến năm 2027, để một EV đủ điều kiện tín dụng thuế, 80 phần trăm giá trị thị trường của các khoáng sản quan trọng trong pin của nó phải được chiết xuất hoặc xử lý trong nước hoặc bởi các đối tác thương mại tự do (FTP) của Hoa Kỳ.

    Mặc dù mục tiêu này là có chủ đích, có nhiều lý do để tin rằng nhiệm vụ là không thể truy cập và có thể tạo ra những vấn đề mới.

    Trong một bài bình luận được công bố ngày 6 tháng 3 trên tạp chí Nature Bền vững, Giáo sư Kỹ thuật Tây Bắc Jennifer Dunn và Ph.D. Sinh viên Jenna Trost xác định mục tiêu 80 phần trăm có thể đạt được đối với một số loại pin cho xe hybrid cắm điện, nhưng đáp ứng nhu cầu về xe điện hoàn toàn với pin đáp ứng tiêu chí IRA sẽ là một thách thức. Thay vào đó, một mục tiêu dựa trên khối lượng có thể tránh được một số thách thức được đặt ra bởi mục tiêu giá trị thị trường, chẳng hạn như xác định giá trị thị trường nhất quán cho mỗi khoáng sản khi giá thị trường biến động.

    Dunn và Trost cũng kết luận cách tiếp cận được thực hiện bởi IRA làm giảm các tác động môi trường của việc khai thác, cung cấp khoáng sản không quan trọng và các định nghĩa tránh trò chơi.

    Dưới đây là ba takeaways từ giấy của họ.

    Sự gia tăng của những hậu quả ngoài ý muốn
    Để đáp ứng nhu cầu của dự luật, sẽ cần sự gia tăng mạnh mẽ trong việc khai thác trong nước. Điều đó có thể đặt ra các vấn đề môi trường, bao gồm ô nhiễm nước, ngoài việc tạo ra khí thải nhà kính từ đốt nhiên liệu để vận hành thiết bị khai thác.

    Xây dựng mỏ, Dunn nói, có thể mất đến một thập kỷ. Cho phép các quy trình để bảo vệ môi trường và an toàn của công nhân có thể tạo ra sự chậm trễ và mở rộng dòng thời gian đó. Các cộng đồng cũng có thể chống lại các mỏ mới vì tác động môi trường tiềm năng. Thiết lập nguồn cung cấp khoáng sản trong nước dường như không thể đáp ứng dòng thời gian tích cực của IRA.

    "Có rất nhiều động lực chính trị xã hội thú vị. Một số người không muốn các mỏ mới hoặc mở rộng, và những người khác hoan nghênh hoạt động kinh tế và cơ hội để trở thành độc lập năng lượng hơn bằng cách xây dựng chuỗi cung ứng khoáng sản trong nước", Dunn, cộng sự nói Giáo sư Kỹ thuật Hóa học và Sinh học và Giám đốc Trung tâm Kỹ thuật Tính bền vững và Khả năng phục hồi. "Thật thú vị khi xem làm thế nào điều này sẽ diễn ra."

    Phần lớn chuỗi cung ứng khoáng sản sẽ tiếp tục là quốc tế. Do đó, cũng có vấn đề về luật lao động ở các quốc gia không phải là FTP, đặt ra câu hỏi về nguồn cung cấp có trách nhiệm.

    Một ví dụ là Argentina, một quốc gia không FTP cung cấp 59 % trong số 2.618 tấn khoáng sản lithium mà Hoa Kỳ nhập khẩu vào năm 2019. Argentina không cung cấp các biện pháp bảo vệ lao động và môi trường mà Hoa Kỳ yêu cầu của các đối tác FTP, nhưng bất kỳ khoáng sản nào có được từ nước này vẫn sẽ được tính nếu chúng được xử lý trong nước. Dunn và Trost lập luận rằng hướng dẫn nên được cung cấp liên quan đến những gì cấu thành việc xử lý và những nguồn được phép cho các khoáng sản sẽ được xử lý ở Mỹ hoặc FTP: // FTP.

    "Chúng tôi có những biện pháp bảo vệ lao động tốt cho người khai thác, nhưng đó không phải là trường hợp ở khắp mọi nơi. Ý nghĩa đạo đức của việc sử dụng khoáng sản từ những nơi khác là gì?" Dunn nói. "Và sau đó, chúng ta sẽ thực sự nghiêm túc về việc tái chế, bởi vì rõ ràng chúng ta không phải là nhựa? Chúng ta phải thực sự nghiêm túc. Đầu tư vào việc tái chế pin đang phát triển, nhưng nó vẫn cần phải lớn hơn."

    Trost đưa ra một điểm khác.

    "Ngoài các vấn đề môi trường, có những vấn đề xã hội cần xem xét, như di cư và mất sinh kế", Trost nói. "Khai thác có thể khiến mọi người rời khỏi đất của họ và tước bỏ ngôi nhà của họ, 

    DS, và văn hóa. Đó là một vấn đề đa diện mà thực sự thú vị và thực sự bức xúc. "

    Tại sao dựa trên khối lượng sẽ tốt hơn so với dựa trên thị trường
    Dunn và Trost đã nêu ra bốn mối quan tâm về việc sử dụng mục tiêu dựa trên giá trị thị trường:

    Một mục tiêu dựa trên giá trị thị trường có thể được đáp ứng trước khi tất cả các khoáng sản quan trọng trong pin được thu được từ một nguồn an toàn như Mỹ hoặc FTP, tùy thuộc vào hóa học pin.
    Các tác động môi trường của việc thu nhận khoáng chất quan trọng được gắn với thể chất với lượng khoáng sản được sản xuất thay vì giá trị thị trường của nó.
    Giá trị thị trường dao động. Chẳng hạn, Dunn và Trost lưu ý rằng giá cho coban và niken, chẳng hạn, đã tăng khoảng 13.000 đô la và 4.000 đô la mỗi tấn, tương ứng, kể từ năm 2019.
    Nhiều khoáng chất không quan trọng trung tâm với pin chủ yếu được sản xuất bên ngoài Hoa Kỳ, tăng rủi ro cung cấp.
    Thay vào đó, các tác giả đề xuất sử dụng một tiêu chuẩn dựa trên khối lượng. Sử dụng một mục tiêu dựa trên khối lượng, họ đã viết, sẽ làm giảm sự không chắc chắn và giữ tất cả các nhà sản xuất ô tô theo cùng một tiêu chuẩn trong việc giải thích giá trị thị trường.

    "Với sự biến động trong các giá trị thị trường khoáng sản, sử dụng mục tiêu dựa trên khối lượng trong chính sách có thể cải thiện tính minh bạch của nó nhưng không thể khuyến khích sản xuất khoáng sản có giá trị cao trong nước, điều này rất quan trọng đối với an ninh khoáng sản", Dunn và Trost viết.

    Cân nhắc là tốt
    Khi nó được thông qua vào mùa hè năm ngoái, IRA có nghĩa là để giải quyết lạm phát và mang lại một chiến thắng chính trị cho chính quyền Biden. Đối với một số mối quan tâm về môi trường, Dunn và Trost nghĩ rằng một quá trình chậm hơn sẽ cho phép một số điểm tốt hơn của dự luật được phát triển đầy đủ hơn.

    "Thật khó để thiết kế chính sách vội vàng mà xem xét toàn diện các tác động xã hội và môi trường của chuỗi cung ứng khoáng sản," Dunn nói. "Điều quan trọng là tận dụng tiềm năng của xe điện để giảm lượng khí thải từ ô tô, nhưng khi chúng tôi thiết kế các chính sách để khuyến khích việc sử dụng chúng, chúng tôi cần có một cái nhìn toàn diện giúp chúng tôi thoát khỏi chân phải với việc thiết lập tác động môi trường thấp, an toàn, và chuỗi cung ứng khoáng sản đạo đức. "

    Để nhấn mạnh quan điểm toàn diện đó, Dunn đang dẫn đầu một chuyến đi kỹ thuật toàn cầu cho sinh viên đại học vào mùa thu tới tới Santiago, Chile. Chile là một trong hai nhà cung cấp lithium hàng đầu thế giới và Dunn muốn sinh viên tìm hiểu về quá trình khai thác và hiểu chi phí và lợi ích của việc khai thác.

    "Chúng tôi muốn các sinh viên Tây Bắc hiểu đây là một vấn đề toàn cầu. Có những người trên mặt đất trong các cộng đồng khai thác này đang trải qua những tác động tiêu cực của việc khai thác mở rộng", Dunn nói. "Là các kỹ sư, khi chúng tôi thiết kế vật liệu cho pin hoặc bất cứ thứ gì khác, chúng tôi cần suy nghĩ về việc vật liệu đến từ đâu. Tôi có thể sử dụng ít hơn không? Tôi có thể sử dụng một vật liệu khác không? Tôi có thể thiết kế nó để tái chế để dễ dàng Lấy lại? Chúng tôi đang suy nghĩ về điều này một cách toàn diện. Chúng tôi muốn cung cấp cho sinh viên những trải nghiệm mang lại tầm quan trọng của những lựa chọn thiết kế này cho mọi người dọc theo chuỗi cung ứng cũng như người dùng công nghệ ngay lập tức. "

    Zalo
    Hotline