Automóviles eléctricos y cambio climático: desafíos y oportunidades€ €

Automóviles eléctricos y cambio climático: desafíos y oportunidades

Los automóviles eléctricos están experimentando actualmente un impulso de desarrollo importante, ya que los gobiernos consideran cada vez más su potencial de bajas emisiones como un medio para abordar el cambio climático. Con el gobierno del Reino Unido presionando por la prohibición de los nuevos automóviles con motor de combustión para 2030 (1), es probable que los automóviles eléctricos se conviertan en la nueva normalidad.

Los automóviles eléctricos, a diferencia de los automóviles con motor de combustión, funcionan únicamente con baterías de iones, y estas baterías utilizan diversos materiales. Los iones de litio se encuentran en las celdas de las baterías, donde fluyen entre un electrodo cargado positivamente (ánodo), generalmente hecho de grafito, a un electrodo cargado negativamente (cátodo) típicamente hecho de cobalto, manganeso y níquel. Este flujo de positivo a negativo genera una corriente eléctrica que alimenta el motor del automóvil.

Como estas baterías de iones alimentan el motor de un automóvil completamente eléctrico y eliminan la necesidad de un motor, que quema combustibles fósiles y produce gases de efecto invernadero, los automóviles eléctricos pueden conducir sin producir emisiones. Por lo tanto, es fácil ver el atractivo de los vehículos eléctricos en la política climática; sin embargo, siguen existiendo desafíos en la implementación de los vehículos eléctricos para ayudar a abordar el cambio climático.

Desafíos con los vehículos eléctricos

Un problema ambiental clave con la adopción de vehículos eléctricos son los muchos impactos dañinos de la producción de baterías. En comparación con la producción de automóviles con motor de combustión, la producción de vehículos eléctricos produce una acidificación mucho mayor (a partir de reacciones químicas de los minerales de las minas con la lluvia y el aire), así como más de 3 veces la concentración de partículas y casi el doble de CO2 (2). Los materiales de la batería también son altamente tóxicos, con el potencial de toxicidad de la batería por sí solo aproximadamente equivalente a la toxicidad tanto de la producción como del uso de un automóvil con motor de combustión (3), que combinado con su potencial de acidez puede ser ecológicamente dañino (4). Las condiciones de trabajo de los mineros también suelen ser malas: los mineros de cobalto en la República Democrática del Congo, el proveedor del 60% del cobalto sin procesar, están directamente expuestos a materiales tóxicos, incluidos 40.000 niños mineros que trabajan en operaciones artesanales mal reguladas (4). La extracción de grafito para la producción de ánodos, el 70% del cual se produce en China (5), también produce polvo por el uso de explosivos, que puede afectar el suministro de agua y los cultivos (6).

Además, cuando se combina con el daño causado por la producción, el uso de combustibles fósiles para cargar vehículos eléctricos puede aumentar su impacto ambiental en relación con los automóviles con motor de combustión. Si bien las tecnologías de carga eficientes y el uso de fuentes de energía renovables pueden ayudar a abordar esto, la electrificación de las flotas de automóviles basadas en las fuentes de energía actuales podría producir mayores emisiones a nivel mundial, reduciendo sus beneficios (7), aunque debe tenerse en cuenta que muchos automóviles con motor de combustión aún producen más emisiones. Emisiones de CO2 (8).

Soluciones

A pesar de sus problemas, los vehículos eléctricos tienen un gran potencial para reducir las emisiones y ayudar a abordar el cambio climático. Hay varias formas en las que podemos superar estos problemas, siendo el método principal una reducción en la dependencia de los combustibles fósiles en la carga. Un estudio (8) encontró que, según los objetivos de energía renovable de la UE para 2030, los vehículos eléctricos de batería podrían tener una huella de carbono general de ~ 75 g de CO2 por km, frente a entre 125 y 350 g de CO2 por kilómetro para los automóviles con motor de combustión, lo que demuestra el potencial de acoplamiento energías renovables con coches eléctricos.

Reducir la dependencia de la minería también podría ayudar a reducir la huella de carbono de la producción de vehículos eléctricos. Un estudio de la industria china de vehículos eléctricos (9) encontró que el reciclaje podría reducir las emisiones de CO2 de la producción en un 21,8%. Un mayor reciclaje reduciría la dependencia de la industria de los vehículos eléctricos de las materias primas mineras, y hay indicios de que esto puede convertirse en una realidad, ya que Renault y Volkswagen tienen iniciativas de reciclaje de baterías (10, 11).

Otra tecnología prometedora es el ánodo de silicio, que podría permitir que las baterías transporten el doble de carga, la mitad del número de celdas y un tercio del peso de las baterías convencionales (6). Sin embargo, estos ánodos pueden hincharse hasta en un 280% durante el uso, por lo que será necesario un mayor desarrollo (12).

En general, las tecnologías emergentes muestran un gran potencial para reducir los impactos ambientales de la producción y operación de vehículos eléctricos, asegurando la promesa que estos vehículos tienen para ayudar a enfrentar el cambio climático. Mientras tanto, los gobiernos deben centrarse en garantizar una transición fluida a la energía renovable y una mejor protección de las condiciones de vida y de trabajo en las comunidades mineras.

Referencias

(1) El gobierno da un paso histórico hacia el cero neto con el fin de la venta de automóviles nuevos de gasolina y diésel para 2030 (2020), GOV.UK, disponible en https://www.gov.uk/government/news/government-takes -historic-step -ward-net-zero-with-end-of-sale-of-new-petrol-and-diesel-cars-by-2030 (fecha de acceso: 08/08/2021)

(2) Del Pero, F., Delogu, M. y Pierini, M. (2018), ‘Life Cycle Assessment in the automotive sector: a comparative case study of Internal Combustion Engine (ICE) and electric car’, Procedia Structural Integrity , 12, págs. 521-537

(3) Chłopek, Z. y Lasocki, J. (2013), ‘Comparación del impacto medioambiental de un coche eléctrico y un coche con motor de combustión interna en condiciones polacas utilizando el método de evaluación del ciclo de vida’, Combustion Engines, 154 (3) ), págs. 192-201

(4) Los países en desarrollo pagan el costo ambiental de las baterías de los automóviles eléctricos (2020), UNCTAD, disponible en https://unctad.org/news/developing-countries-pay-environmental-cost-electric-car-batteries (fecha de acceso: 08 / 08/2021)

(5) Olson, DW, Virta, RL, Mahdavi, M., Sangine, ES y Fortier, SM (2016), ‘Natural graphite demand and supply – Implications for electric vehicle battery requirements’, en Wessel, GR y Greenberg, JK (eds.), Geociencia para el bien público y el desarrollo global: hacia un futuro sostenible, Geological Society of America, págs.

(6) Turcheniuk, K., Bondarev, D., Singhal, V. y Yushin, G. (2018), Quedan diez años para rediseñar las baterías de iones de litio, Nature, disponible en https://www.nature.com/ artículos / d41586-018-05752-3 # ref-CR1 (fecha de acceso: 08/08/2021)

(7) Rievaj, V. y Synák, F. (2017), ‘Does electric car producemissions?’, Scientific Journal of Silesian University of Technology, Series Transport, 94, págs.

(8) Helmers, E. y Weiss, M. (2017), ‘Avances y aspectos críticos en la evaluación del ciclo de vida de los coches eléctricos con batería’, Energy and Emission Control Technologies, 5, págs.

(9) Wang, L., Wang, X. y Yang, W. (2020), ‘Diseño óptimo de la red de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos: desde la perspectiva de los fabricantes de vehículos eléctricos’, Applied Energy, 275, 115328

(10) Schottey, N. (2017), Renault optimiza el ciclo de vida de las baterías de sus vehículos eléctricos, Grupo Renault, disponible en https://www.renaultgroup.com/en/news-on-air/news/renault-optimizes- the-lifecycle-of-its-electric-vehicle-battery / (fecha de acceso: 08/09/2021)

(11) Litio a litio, manganeso a manganeso (2021), Volkswagen AG, disponible en https://www.volkswagenag.com/en/news/stories/2019/02/lithium-to-lithium-manganese-to-manganese .html # (fecha de acceso: 08/09/2021)

(12) Martins, LS, Guimarães, LF, Botelho Junior, AB, Tenório, JAS y Espinosa, DCR (2021), ‘Batería de automóvil eléctrico: una visión general de la demanda global, el reciclaje y los enfoques futuros hacia la sostenibilidad’, Journal of Environmental Management , 295, 113091