„Wojna o metale rzadkie”. Mroczne oblicze technologii zielonych i cyfrowych
Guillaume Pitron 13 maja 2023 wojna-o-metale-rzadkie-mroczne-oblicze
Technologie, które lubimy określać jako „zielone”, mogą wcale takie nie być. Ich oddziaływanie na środowisko może być nawet znaczące. Uświadomiłem sobie to w Toronto, dokąd udałem się w 2016 roku.
W sercu Financial District wszyscy liczący się gracze północnoamerykańskiego przemysły wydobywczego, przedsiębiorstwa poszukiwawcze, eksperci, władze państwowe, inwestorzy kapitałów podwyższonego ryzyka, firmy konsultingowe i wykładowcy uniwersyteccy zebrali się w przytulnej atmosferze wielkiego hotelu na konferencji poświęconej gorączce metali rzadkich. Mówi się tam o inwestycjach, płynności finansowej, marży brutto, zdobywaniu funduszy, strukturze kosztów, kapitalizacji giełdowej, średniej rocznej produkcji… Perspektywy rozwoju zielonych technologii są nadzwyczajne. W horyzoncie roku 2040, prorokuje Międzynarodowa Agencja Energetyczna, udział energii ze źródeł odnawialnych w światowej produkcji elektryczności wzrośnie do 45 procent wobec 26 procent w roku 2018.
Ale na tej wielkiej górniczej scenie, zdecydowanie męskiej i dobrze zorganizowanej, znajdują się dwie postacie, które nie pozwalają temu światkowi być piany na próżno.
GREEN TECH – PRZYGNĘBIAJĄCY BILANS EKOLOGICZNY
Pierwsza postać to Kanadyjczyk Bernard Tourillon. Kieruje Uragoldem, przedsiębiorstwem produkującym materiały niezbędne dla sektora energetyki słonecznej. I skrupulatnie wyliczył wpływ paneli fotowoltaicznych na środowisko. Samo wyprodukowanie jednego panelu, zwłaszcza ze względu na krzem, który zawiera, a powoduje emisję, ponad 70 kilogramów CO2. Otóż przy roczny wzroście liczby paneli fotowoltaicznych rzędu 2 % w nadchodzących latach oznacza to, że co roku produkcja instalacji słonecznych będzie potrzebowała 10 gigawatów energii. Daje to 2,7 miliarda ton węgla wyrzuconych do atmosfery, czyli równoważność zanieczyszczenia emitowanego przez rok wskutek ruchu blisko 600 tysięcy samochodów.
Jeszcze większy wpływ na środowisko mają panele słoneczne produkujące prąd z energii cieplnej: niektóre z tych technologii zużywają do 3500 litrów wody na megawatogodzinę. To 50% więcej wody, niż potrzebuje elektrownia węglowa. Co więcej, problem tkwi również w tym, że farmy słoneczne mieszczą się najczęściej w strefach suchych, gdzie zasoby wodne są niedostateczne.
Drugą postacią zakłócającą spokój uczestnikom konferencji był John Petersen, teksański adwokat, który długo pracował w sektorze baterii elektrycznych. Z każdej strony rozważył dane liczbowe, skonsultował wyniki licznych badań naukowych i przeprowadził własne wyliczenia, po czym doszedł do szczególnego wniosku. Wróćmy do roku 2012: badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles przystępują do porównania emisji węgla przez samochód klasyczny na paliwo płynne i przez samochód elektryczny.
Odkrycie pierwsze: wyprodukowanie samochodu elektrycznego, w założeniu mające zużywać mniej energii, wymaga jej dużo więcej niż wyprodukowanie samochodu klasycznego. Powodem jest bateria, na ogół litowo-jonowa, która jest ciężka, bardzo ciężka… Wyobraźcie sobie, że waga baterii montowanej w modelu S samochodu elektrycznego marki Tesla jest równa jednej czwartek całkowitej wagi samochodu: wynosi 544 kilogramy – to połowa wagi renault clio.
Otóż baterie litowo-jonowe składają się w 80 procentach z niklu, w 15 procentach z kobaltu, w 5 procentach z aluminium, ale także z litu, miedzi, manganu, stali i grafitu na dokładkę.
Wiemy już, w jakich warunkach te minerały są wydobywane w Chinach, Kazachstanie czy w Demokratycznej Republice Konga, do tego trzeba dodać rafinację i całą logistykę niezbędną do ich transportu i łączenia. Wniosek naukowców z UCLA: Produkcja samochodu elektrycznego pochłania trzy lub cztery razy więcej energii niż konwencjonalnego.
Natomiast na poziomie pełnego cyklu eksploatacyjnego korzyści z używania samochodu elektrycznego są realne. Ponieważ nie wymaga on paliwa ciekłego, emisja gazów cieplarnianych do atmosfery jest wyraźnie mniejsza: 32 tony węgla od wyjazdu z fabryki do zezłomowania, co stanowi połowę emisji w trakcie eksploatacji samochodu konwencjonalnego. Ale uwaga: badanie naukowców odnosiło się do baterii elektrycznej samochodu średniej wielkości, dysponującego zasięgiem do 120 kilometrów. Tymczasem postęp na rynku samochodów elektrycznych jest tak szybki, że auta sprzedawane dzisiaj mają zasięg nie mniejszy niż 300 kilometrów. Bateria na tyle silna, by wystarczyć samochodowi na przejechanie 300 kilometrów, według Johna Petersena odpowiada za podwojenie emisji dwutlenku węgla w okresie użytkowania pojazdu. A w przypadku baterii pozwalającej na przejechanie 500 kilometrów bez ładowania trzeba by nawet skalę emisji potroić!
Efekt: podczas całego cyklu eksploatacji samochód elektryczny może emitować gazy cieplarniane nawet na poziomie trzech czwartych tego, co emituje samochód na paliwo ciekłe. A im bardziej będą rosły osiągi samochodów elektrycznych, tym bardziej może wzrastać ilość energii koniecznej do ich wyprodukowania i powstających podczas tego procesu gazów cieplarnianych. Grupa Tesla niedawno zapowiedziała, że jej modele S będą odtąd wyposażone w baterie o zasięgu powyżej 600 kilometrów. A Elon Musk, jej szef, obiecuje wkrótce baterie o zasięgu 800 kilometrów.
Wniosek Johna Petersena: „Z technicznego punktu widzenia pojazdy elektryczne mogą być konstruowane, ale z ekologicznego ich produkcja nigdy nie da się obronić”. Liczne badania poświęcone temu zagadnieniu doprowadziły zresztą do dość zbliżonych wniosków: z raportu ADEME (francuskiej Agencji Ochrony Środowiska i Zarządzania Energią) opublikowanego w 2016 roku wynika, że „w całości cyklu eksploatacyjnego energochłonność samochodu elektrycznego jest w sumie bliska energochłonności samochodu z silnikiem Diesla”. Jeśli chodzi o jego wpływ na środowisko, badanie wskazuje, że „jest on tego samego rzędu wielkości dla samochodu napędzanego elektrycznością, co dla pojazdu z silnikiem na paliwo ciekłe”. Samochód elektryczny może nawet emitować więcej CO2, jeśli elektryczność, którą zużywa, pochodzi w większości z elektrowni węglowych, jak jest w przypadku państw takich, jak RPA, Australia, Indie, Tajwan, Chiny czy Polska.
Identyczne wnioski z badania opublikowanego w 2018 roku w przeglądzie „Nature Energy”: autorzy piszą, że jeśli każdy Chińczyk rzuci się do terminala szybkiego ładowania w chwili szczytu zużycia energii – to znaczy gdy tylko elektrownie cieplne są w stanie zaspokoić zwiększony popyt – poruszający się w Chinach samochód elektryczny może podczas całego cyklu eksploatacji emitować więcej CO2 niż samochód konwencjonalny.
Wiele kwestii pozostaje wciąż w zawieszeniu: czy wkalkulowana wymianę baterii samochodowej, która często szybko się zużywa? Czy znamy dokładnie koszty ekologiczne całej elektroniki i innych podłączonych urządzeń, którymi te samochody są nafaszerowane? A co z oddziaływaniem na środowisko przyszłego recyklingu tych aut, w większości jeszcze nowych? Wreszcie ile będzie trzeba energii, by zbudować sieci punktów ładowania i elektrownie niezbędne do zabezpieczenia nowego zapotrzebowania? W sumie, jak przyznaje pytany w Toronto amerykański ekspert w zakresie metali rzadkich, „wypowiadanie się w tych sprawach nie leży w interesie żadnego profesjonalisty z branży zielonej energii… Wszyscy chcą wierzyć, że coś poprawimy, a nie że się cofamy, prawda?”.
Guillaume Pitron
Powyższy tekst stanowi fragment książki „Wojna o metale rzadkie. Ukryte oblicze transformacji energetycznej i cyfrowej”, która ukazała się nakładem wydawnictwa Kogut.
