Baterie w elektrykach i hybrydach – czy należy się ich bać? Co z ich trwałością? Czy faktycznie są ekologiczne?

Szybki rozwój elektromobilności ma swoje dobre i złe strony. Sceptycy często podkreślają, że auta na prąd wcale nie muszą być tak "czyste", jak nam się wydaje. I nie chodzi wcale o to sytuację, w której energia elektryczna do ich napędzania produkowana jest w elektrowniach węglowych. Ich zdaniem poważniejszym problemem jest proces produkcji, a później utylizacji zużytych akumulatorów. A także ich trwałość. Czy faktycznie jest się czego bać?

Ile wytrzyma bateria?

Praktycznie wszystkie produkowane i zapowiadane "wtyczkowozy" oraz hybrydy typu plug-in opierają się na bateriach litowo-jonowych. Zbliżonych pod względem budowy do tych stosowanych w laptopach czy smartfonach. I – jak nietrudno zauważyć – baterie takie z biegiem czasu zaczynają tracić swoją początkową pojemność.

O ile np. nowy komputer może pracować na zasilaniu bateryjnym 3 godz. to po dwóch latach może się okazać, że ledwo dobija do godziny. Przeciętną żywotność baterii litowo-jonowej określa się na 1000 cykli ładowań. Czy podobnie jest z autami elektrycznymi? Producenci zapewniają, że dołożyli wszelkich starań, by uczynić ich akumulatory trwalszymi, ale nie zmienia to faktu, że z biegiem czasu będą się one spłycały.

To, jak szybko, zależy oczywiście od wielu czynników – ile jeździmy, jak często podpinamy się do prądu, czy rozładowujemy baterię do cna (w przypadku Li-Ion jest to niewskazane, lepiej zostawiać 20 proc.). Może się zdarzyć, że pierwsze efekty zużycia akumulatorów odczujemy już po 2-3 latach – możliwy do osiągnięcia zasięg spadnie o kilkanaście procent.

Tak będzie również w przypadku hybryd plug-in. O dokładne dane z realnego użytkowania na razie trudno, bo to nowa technologia i na doświadczenia użytkowników przyjdzie jeszcze poczekać. Niemniej już teraz jedno jest pewne – wymiana kompletu zużytych akumulatorów o pojemności 15, 30 czy 50 kWh na nowe liczona będzie w dziesiątkach tysięcy złotych.

Nieco inaczej przedstawia się sprawa z bateriami niklowo-metalowo-wodorkowymi, stosowanymi w klasycznych hybrydach przede wszystkim przez Japończyków. Od 20 lat upierają się oni właśnie przy akumulatorach NiMh z prostego powodu – są one zaskakująco odporne na ciągłe ładowanie i rozładowywanie. Doświadczenia i badania potwierdzają, że nawet po przebiegu ok. 300 tys. km ich sprawność nadal potrafi przekraczać 90 proc.

Serwisy Lexusa twierdzą, że obsługują egzemplarze, które przejechały ponad pół miliona kilometrów i nadal mają oryginalne baterie! Zresztą dobre recenzje technologii NiMh wystawia sam przemysł… kosmiczny. NASA wyposaża w takie baterie swoje satelity. Najstarsze działają na nich od ponad 20 lat. Baterie NiMh są ponadto tańsze, gdyby trzeba było je wymienić. W ASO to koszt 8-12 tys. zł.

Czy to ekologiczne?

Zarzut jaki coraz częściej pada pod adresem elektryków to nieekologiczny proces produkcji baterii. Naukowcy z niemieckiego Instytutu Fraunhofera Fizyki Budowli wyliczyli, że podczas całego procesu budowy akumulatora do BMW i3 do atmosfery ulatują trzy tony dwutlenku węgla. A budowa całego auta pochłania dwa razy więcej energii niż w przypadku konwencjonalnego modelu.

Przy okazji eksperci zwracają uwagę, że samo wydobycie litu niszczy środowisko w znacznie mniejszym stopniu niż ma to miejsce w przypadku węgla czy miedzi, ale problemy zaczynają się, gdy baterie trzeba utylizować. Ich pełen recykling jest niemożliwy – odzyskać można 50-60 proc., a resztę trzeba zutylizować, co jest skomplikowane, energochłonne, a niekiedy także niebezpieczne. Co zatem będzie, gdy za jakiś czas staniemy przed wyzwaniem utylizowania milionów aut elektrycznych, w których baterie ważą po 200-300 kg?

W przypadku akumulatorów NiMh sprawa jest znacznie prostsza. Po pierwsze mają małą pojemność, zazwyczaj 1-1,5 kWh więc zawierają nieporównywalnie mniej związków niż plug-iny czy typowe EV. Co jednak znacznie ważniejsze w 100 proc. nadają się do recyklingu, który w dodatku jest prosty i stosunkowo tani.

Czy to bezpieczne i... moralne?

Produkcja baterii NiMh jest tania, bo składają się one z materiałów dostępnych praktycznie w każdym zakątku ziemi. Z litem jest już trochę inaczej – od kilku lat jego produkcję kontrolują Chińczycy. Ceny surowca idą w górę i wszystko wskazuje na to, że się to nie zmieni. Bo zapotrzebowanie na niego rośnie w astronomicznym tempie – o ile w 2008 r. wydobyto go 25 tys. ton to w zeszłym już 43 tys., a za trzy lata będzie to 150 tys. ton!
Do tego w bateriach Li-Ion znajdują się także inne, bardzo rzadko występujące w przyrodzie metale, jak choćby kobalt czy neodym.

Ich wydobycie nie tylko dewastuje przyrodę, ale w wielu aspektach jest również wątpliwe moralnie. Np. światowym centrum kobaltu jest Kongo, gdzie – na co wielokrotnie zwracało uwagę Amnesty International – przy wydobywaniu cennego pierwiastka pracuje nawet 20-30 tys. dzieci, często siedmioletnich. Ich dniówka to 1-2 dol.

Jak widać, mówienie o zeroemisyjności w przypadku aut całkowicie elektrycznych i o ekologiczności plug-inów nie do końca jest prawdą. Samochody takie może nie emitują spalin, ale za to sam proces produkcji ich akumulatorów (a także ich późniejszej utylizacji) jest bardzo daleki od „czystego”. A gdy do tego dołoży się jeszcze ładowanie prądem pochodzącym ze spalania węgla (jak ma to miejsce w Polsce) to cały projekt pt. "elektryfikacja motoryzacji" wydaje się wątpliwy.

Z hybrydami jest trochę inaczej – może nie da się przejechać nimi 20, 50 czy 300 km wyłącznie na prądzie, ale ostateczny ślad węglowy jaki zostawiają w przyrodzie może okazać się znacznie niższy niż w przypadku elektryków. No i w ich przypadku możemy być pewni, że po kilku latach nie okaże się, że musimy wymienić baterię, bo zasięg skurczył się z 300 km do niecałych 100.