מסלול חייו של הרכב החשמלי מן הייצור ועד לגריטה כרוך בכמה שלבים מזהמים למדי, והחדשות הטובות הן שיש הרבה מקום לשיפור

מכוניות חשמליות נחשבות ידידותיות יותר לסביבה מאשר מכוניות מונעות-בנזין, ולכן מוטלים עליהן מיסים נמוכים יותר בישראל ובמדינות אחרות. אבל האם הן אכן "ירוקות" יותר? התשובה לשאלה זו אינה חד-משמעית. כדי להשיב עליה צריך לשקלל את כל שלבי החיים של המוצר – ייצור, שימוש ובלאי.

הייצור של מכוניות חשמליות

ההבדל העיקרי בין מכונית חשמלית למכוניות אחרות הוא הסוללה. כדי לייצר סוללות יש להשתמש בכמה סוגי מתכות, ובהן ליתיום וגם מתכות נדירות ויקרות יותר – ניקל וקובלט. 

קובלט הוא יסוד כימי, מתכת כסופה וקשה המשמשת כרכיב של צבעים ומגנטים. לקובלט כמה תכונות המאריכות את חיי הסוללה, ובהן מוליכות גבוהה ויציבות מבנית בתנאים המאתגרים של טעינת הסוללה ופריקתה. לפיכך הוא נפוץ בכלי רכב חשמליים, וכן בתעשיות הנפט. יותר משני שלישים מתפוקת הקובלט בעולם מקורה במכרות קובלט ברפובליקה הדמוקרטית של קונגו, השאר מתחלק בין מדינות אחרות כמו רוסיה, אוסטרליה והפיליפינים. כריית קובלט נעשית באמצעות פיצוצים הגורמים לפליטה של חומרים מזהמים, חלקם מסוכנים. נוסף על כך, המכונות המשמשות לכרייה פולטות כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני, וכך מגבירות את התחממות כדור הארץ. ולבסוף, כריית הקובלט כרוכה גם בכרייה של מתכות אחרות שיכולות לגרום לבעיות בריאות בבני אדם כגון פגיעה בראייה, הקאות, בחילות, בעיות לב, נזק לבלוטת התריס ואף סרטן. 

הייצור המתרחב של מכוניות חשמליות ושל הסוללות הנחוצות להן גורם לדרישה מוגברת לקובלט וכן לניקל – שגם אותו יש לכרות וגם כרייתו יוצרת סיכונים לבריאות האדם, ומגמה זו צפויה להימשך.

מכרה למתכות ברפובליקה הדמוקרטית של קונגו | Didier Bauweraerts, Science Photo Library
כריית מתכות לשם ייצור סוללות לכלי רכב חשמליים עשויה לזהם את הסביבה ולסכן את הבריאות. מכרה למתכות ברפובליקה הדמוקרטית של קונגו | Didier Bauweraerts, Science Photo Library

שימוש ברכב חשמלי

מכוניות הפועלות על בנזין פולטות חומרים מזהמים תוך כדי נסיעה. זאת לעומת רכב חשמלי, שנסיעתו היא תהליך נקי יחסית, אבל תחנות הכוח המייצרות את החשמל הדרוש להטענתו פולטות זיהום רב. לכן למקור החשמל המיועד להטענה יש משמעות רבה בחישוב טביעת הרגל האקולוגית של כלי הרכב החשמליים. ייצור חשמל על ידי שריפת מוצרי נפט, פחם או גז פולט יותר מזהמים מאשר ייצור חשמל המבוסס על אנרגיה מתחדשת, כמו אנרגיית רוח ואנרגיה סולרית. כיום בישראל רק 6 אחוזים מהחשמל מקורם באנרגיות מתחדשות.

מחקרים מראים כי שימוש בכלי רכב חשמליים מקטין את פליטות הפחמן הדו-חמצני, אך עלול להגדיל את הפליטות של חומרים מזהמים אחרים, כמו תחמוצות חנקן, גופרית דו-חמצנית (SO2) וחומר חלקיקי (particulate matter, PM), כלומר פיסות קטנטנות של חומר מוצק או נוזלי הנמצאות בגז או בנוזל. יש הטוענים ששימוש בכלי רכב חשמליים יביא לצמצום בצריכת הנפט וכך להפחתה בפליטות הפחמן הדו-חמצני, אך הפחתה זו עדיין לא תביא אותנו ליעדים העדכניים שהציבו המדינות השונות. התוצאה תלויה גם במספר כלי הרכב החשמליים שיחליפו כלי רכב רגילים, וגם באופן ייצור החשמל במדינה. כך או אחרת נראה שלכלי רכב חשמליים יש פוטנציאל גדול יותר להפחתת כמות המזהמים הנפלטים לאוויר בהשוואה לכלי רכב לא חשמליים. 

גורם נוסף שיש להביא בחשבון הוא, שהסוללה הכבדה מגדילה את משקל הרכב. דרושה אנרגיה רבה יותר כדי להניע כלי רכב כבד מאשר כלי רכב קל יותר. גם ההאטה והעצירה של כלי רכב כבד דורשות אנרגיה רבה יותר, ולכן הבלמים שלו נשחקים מהר יותר. גם החיכוך של הצמיגים עם הכביש גדל עם משקל הרכב, ומוביל לבלאי גבוה יותר של הצמיגים. שחיקת הבלמים ובלאי הצמיגים גורמים לפליטה של חומר חלקיקי מזהם. בשורה התחתונה, ככל שהרכב שוקל יותר כך הוא פולט יותר חומרים מזהמים. 

סוללת ליתיום למכונית חשמלית | asharkyu, Shutterstock
לייצור הסוללה נדרשים כמה סוגי מתכות, ביניהן ליתיום, ניקל וקובלט. סוללת ליתיום למכונית חשמלית | asharkyu, Shutterstock

סוללות ממחזרים, לא זורקים

אין טכנולוגיה בעולם שאינה משפיעה על הסביבה, השאלה היא כמה. סוללות של כלי רכב חשמליים עשויות להפוך לחלק ניכר מהפסולת האלקטרונית שלנו. יש סוגים שונים של סוללות, השונות זו מזו בכמות ובהרכב החומרים הרעילים שהן מכילות. למשל, יש חברות המצמצמות בהדרגה את כמות הקובלט בסוללות שלהן. אורך החיים של הסוללות הוא 8 עד 10 שנים, ומכיוון שהטמנתן מזהמת את מי התהום, את הקרקע ואת האוויר, הפתרון המתבקש הוא מִחזור. מחזור סוללות משיג מטרה כפולה: צמצום כמות הפסולת המזהמת ושימוש חוזר בחומרים יקרי ערך ונדירים.

תהליך המחזור, שכולל גריסה של הסוללות, הפרדת החומר הגרוס למרכיביו ולבסוף השקעה בתמיסה, דורש השקעה של אנרגיה רבה, ולכן כרוך בפליטת כמות גדולה של פחמן דו-חמצני. נוסף על כך, דרוש ציוד מתוחכם כדי לטפל בחומרים המזיקים הנפלטים במהלך המחזור, והקמה של מתקני מחזור חדשים היא לפיכך יקרה מאוד. מחזור של סוללות של כלי רכב חשמליים, ופסולת אלקטרונית בכלל, מתבצע בעיקר במדינות מתפתחות, ומתקני המחזור הגדולים ביותר של סוללות של כלי רכב חשמליים נמצאים בסין. בעזרת טכניקות מחזור פרימיטיביות למדי, מצליחים להפיק מן הפסולת האלקטרונית זהב, כסף, נחושת ומתכות אחרות. טכניקות מחזור אלה כוללות שריפה ושטיפה בחומצה, והן פולטות לסביבה חומרים מסוכנים. העובדים במרכזי מחזור אלה נחשפים ישירות לחומרים המסוכנים בזמן העבודה. 

חוקרים מסינגפור גילו שאפשר לחלץ את המתכות השונות מסוללות של כלי רכב חשמליים באמצעים ביולוגיים ידידותיים לסביבה. החוקרים השתמשו בחיידקים דוגמת Acidithiobacillus ferrooxidans, המסוגלים לחמצן מתכות כחלק מחילוף החומרים שלהם, וכך חילצו את המתכות מהסוללה בלי צורך בטמפרטורות גבוהות או בכימיקלים רעילים. שיטה זו נקראת "כרייה ביולוגית" (biomining), ומשתמשים בה במכרות כדי להפיק מתכות יקרות ערך מסלעים.

מכונית חשמלית במהלך טעינת הסוללה | guteksk7, Shutterstock
כלי רכב מונעי בנזין תורמים לזיהום אוויר ולהתחממות גלובלית, ונראה שהעתיד שייך למכוניות החשמליות. מכונית חשמלית במהלך טעינת הסוללה | guteksk7, Shutterstock

בדרך לעתיד ירוק יותר

מספר כלי הרכב ברחבי העולם הוא כיום יותר מ-1.4 מיליארד, ואין ספק שיש להם תרומה ניכרת להתחממות הגלובלית. כלי רכב חשמליים הם בשורה של ממש: ייצור החשמל הדרוש לפעולתם כרוך בפליטת מזהמים נמוכה בהשוואה לשריפת בנזין, ובעתיד, עם ההתפתחות הטכנולוגית הן בתחום האנרגיה הירוקה והן בכלי הרכב החשמליים עצמם, היא צפויה להיות נמוכה עוד יותר. אך כדי להוריד מהכביש את כלי הרכב צורכי הבנזין, עלינו להתמודד תחילה עם שני אתגרים מרכזיים: האחד, לתכנן סוללות שדרושות בהן כמויות קטנות יותר של מתכות נדירות ויקרות, ובפרט מתכות שלכרייתן יש עלויות סביבתיות וחברתיות כבדות. והאחר, לשפר את תהליכי המחזור של סוללות ישנות. כאשר נתמודד בהצלחה עם אתגרים אלה, אזי כלי הרכב החשמליים יהיו תרומה של ממש לעולם ירוק ונקי יותר.

 

11 תגובות

  • אביב

    האם תשתית החשמל תוכל לעמוד בעומס אם כולם יסעו במכוניות חשמליות?

  • איש חכם

    לדעתי הכותרת שגויה

    אמנם רכבים חשמליים הם לא ירוקים (אולי רק עץ הוא ירוק), אבל המילה יותר בכותרת מטעה מאוד.
    ברור שחשמלי הוא *יותר* ירוק מרכב רגיל - כי אין שחור יותר מרכב רגיל...
    קופסא שאוכלת 30 ליטר נוזל שחור והופכת אותו לעשן - כל שבוע??? אין אפשר להיות יותר שחור מזה??
    טון וחצי נוזל שחור כל שנה, אני לבד!!, הופך לעשן.

  • איל

    לתמר לביא - נא לקרוא

    כתבה חשובה בנושא חשוב - אבל ראוי לדייק ולהציג מידע עדכני יותר.
    מספר הערות, הארות ותיקונים:
    - סוללות lfp שיש בחלק מהרכבים לא דורשות קובלט
    - סוללות lfp כנראה יחזיקו הרבה מעבר לעשור (כנראה לכל חיי הרכב)
    - משך החיים של חלק מהרכבים החשמליים ארוך בהרבה מרכבי בנזין, ועם פחות החלפת חלקים. זה גם מפחית השפעה סביבתית.
    - בלימה רגנרטיבית מפחיתה משמעותית את שחיקת הבלמים
    - בעלי רכבים חשמליים בארץ שיטעינו בלילה יפחיתו שימוש בדלקים מזהמים ביצור החשמל (דורש בדיקה, אני לא בטוח בזה)
    יש הרבה כתבות לא מעודכנות או מגמתיות בתחום, וקל ליפול למלכודות. למשל בניסן ליפ הרבה שנים לא היה ניהול טמפרטורה יעיל של הסוללה - וחיי הסוללה היו קצרים מאוד. זה כבר לא תקף לרוב הרכבים החדשים, אבל המידע באינטרנט הלא מעודכן חוגג.
    ראוי שכתבה ממכון דווידסון תהיה מעמיקה יותר, תסנן מידע לא עדכני ותצביע על חידושים טכנולוגיים בתחום.
    שימי לב לתגובות של אחרים על הכתבה - יש עוד הערות חשובות…

  • מוטי בננה. ציריך.

    הכתבה לוקה באי-דיוקים מביכים

    הכתבה לוקה באי-דיוקים מביכים וניכר שלא נעשה מחקר רציני לפני כתיבתה.
    מלבד נושא הבלימה עליו כתבו כאן כבר המגיבים לפני, יש עוד שני נושאים שהפריע לי שלא צויינו, או צויינו בצורה חסרה:
    א. מנוע חשמלי יעיל בערך פי 3 ממנוע בעירה פנימית. לכן צריך פחות אנרגיה - ולא יותר - על מנת להפעיל רכב חשמלי, למרות משקלו הכבד.
    ב. בעניין הקובלט - הכתבה אמנם מזכירה במשפט אחד שנעשים ניסיונות להפחית את כמות הקובלט בסוללות, אבל לא מציינת שבטסלה כבר מייצרים ומשתמשים(בסוללות מייצרנים אחרים) שבהן כבר אין קובלט.
    עוד משהו שנזכרתי - לגבי מחזור. מחזור נעשה בארצות הברית ע"י Redwood Materials וכן ע"י טסלה עצמה - שהצהירה שתקים מרכזי מחזור בכל אחד ממפעליה ביבשות השונות.
    ועוד משהו - נכון שתהליכים שונים(מחזור, ייצור, כריה וכו') דורשים כמות גדולה של אנרגיה, אבל זו אינה גזירה משמיים שהאנרגיה הזאת תיוצר כמו בישראל מפחם או גז. כשהפקת האנרגיה בעולם תהפוך כולה למתחדשת(או גרעינית) זה כבר לא ישנה.

  • זקן בן 90

    שתי הערות:

    שתי הערות:
    1. לגבי בלימה , כמו שכבר כתבו , במכונית חשמלית שחיקת הבלמים נמוכה בהרבה בגלל בלימה רגנרטיבית .
    2. אם בעיר גדולה היו רק רכבים חשמליים, רמת הזיהום הייתה נמוכה בהרבה ממכוניות בנזין, ומכיוון שבעיר צפיפות האנשים גבוהה, החשיפה של האנשים לזיהום בעיר הייתה נמוכה.
    זה אולי לא פותר את מאזן הזיהום הגלובלי כי אנרגיה לייצור החשמל מזהמת, אבל זה בהחלט פותר את בעיית הזיהום האורבני.
    לגבי משקל הסוללה,אחד היתרונות בסוללה מתחלפת, וזה מיושם ברכבים של NIO הסינית, שאפשר להשתמש בסוללה קטנה , ורק כשבאמת רוצים טווח גדול מחליפים לסוללה גדולה

  • חנן רוזן

    וואלה נכון.

    וואלה נכון.
    90% מהנסיעות שלי הן בתוך העיר ובסביבותיה.
    פעמים בודדות בשנה מעניין אותי טווח נסיעה של 400 ק"מ.

  • ניצן

    מוסיף את העובדה שעדיף פליטת

    מוסיף את העובדה שעדיף פליטת מזהמים ממספר מצומצם של תחנות כח שניתן לנטר ולפקח על הזיהום.
    מאשר למיליוני כלי רכב שמזהמים במפלס הרחוב ולא ניתן לנטר ולפקח על כל אחד מהם, ורבים מידי מהם מזהמים יותר מהתקן.

  • ניסים כהן

    תגובה לרכב חשמלי

    לא מדוייק, הסוללות החדשות הם ליתום פולימר, ובלימת הרכב היא רגנרטיבית ואיננה שוחקת את הבלמים. ומחקרים ישומיים רבים מייעלים את יצור הסוללות. כך שהתוצאה הסופית תיירק את האקולוגיה.

  • יובל

    נכון מאוד. הבלימה שוחקת הרבה

    נכון מאוד. הבלימה שוחקת הרבה פחות את הבלמים, וזו אחת הסיבות לכך שרכבים חשמליים זולים בהרבה לתחזוקה. בנוסף לכך בלימת הרכב אינה דורשת אנרגיה אלא להיפך, היא טוענת מחדש את המצברים (וכך גם נסיעה בירידה).

  • א

    איך זה שלא מפיקים אנרגיה

    איך זה שלא מפיקים אנרגיה מאטומים? ידוע שיש בהם פוטנציאל אנרגטי עצום?

  • ירושלים

    כן מפיקים

    מייצרים, קוראים לזה תחנת כח גרעינית