Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge müssen untersucht werden

Wenn Umweltschützer "Elektroautos kaufen, um den Planeten zu retten" rufen und wenn Tesla-Besitzer darüber sprechen, wie umweltfreundlich es ist, fragen sich einige: "Sehen Tesla und andere Elektroautos wirklich so gut aus?" Die Antwort auf diese Frage könnte Besitzer von Elektrofahrzeugen wie Tesla, Volt und Leaf überraschen. Ja, Ihr Tesla-Auto sieht von außen grün aus, aber für Leute, die die Kosten wirklich kennen, ist es eine Belastung für die Umwelt.

Nach einer Reihe von Studien zu den Umweltkosten von Elektrofahrzeugen standen die in Elektrofahrzeugen verwendeten Lithium-Ionen-Batterien im Mittelpunkt ihrer Forschungsarbeit, die sie der Öffentlichkeit zugänglich machten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umweltlücke zwischen Autos mit Verbrennungsmotor und Elektrofahrzeugen nicht so groß ist, wie die Leute denken. Wenn die Kohlenstoffemissionen nicht berücksichtigt werden, können die Umweltschäden, die durch die Herstellung von Lithiumbatterien verursacht werden, nicht ignoriert werden.

Sind Elektroautos wirklich grün?

Wie werden Lithiumbatterien hergestellt?

Carl Sagan hat ein weises Sprichwort: "Wir leben in einer Gesellschaft, die auf Technologie angewiesen ist, um klug zu funktionieren, aber die meisten Menschen in dieser Gesellschaft verstehen die Technologie nur halb. Karl Sagan erwähnte auch direkt Lithiumbatterien. Jeder, der sich innerhalb von drei Fuß umschaut, kann finden." Etwas, das mit Lithiumbatterietechnologie hergestellt wurde, aber tatsächlich wissen viele Menschen nichts über Lithiumbatterietechnologie.

Wie funktioniert eine Lithiumbatterie? Wie bei anderen Batterien besteht das Funktionsprinzip einer Lithiumbatterie darin, dass die positiven und negativen zwei Elektroden der Batterie chemisch mit dem Elektrolyten reagieren. Sofort wird eine fließende Ladung zwischen den positiven (positiv geladenen) und negativen (negativ geladenen) Elektroden des Lithiumbatterie-Stroms erzeugt. Lithiummetall kann zur Herstellung von hochleistungsbatterien verwendet werden, da Lithiummetall eine gute Leitfähigkeit aufweist und ein hochwertiger Elektrolyt ist, der ein hohes Potenzial erzeugt. Natürlich kann die elektrochemische Reaktion der Lithiumbatterie umgekehrt werden, wodurch die Lithiumbatterie wiederholt geladen und entladen werden kann.

Lithiumbatterien haben zwar verschiedene Vorteile, aber auch viele Nachteile:

Lithiummetall ist eine Substanz, die die Umwelt schädigen kann.

Lithiummetall ist brennbar und kann mit vielen Substanzen heftig reagieren, wie Fotos eines Verbrennungsunfalls mit Lithiumbatterien im Tesla-Elektroauto belegen. Dieser Unfall mit Lithiumbatterien ist jedoch nur eine der vielen Gefahren, die Lithiummetall verursachen kann.

Die United States Environmental Protection Agency ist der Ansicht, dass starke Flussmittel, die zur Herstellung von Lithiummetallelektrolyten und Batteriekathoden verwendet werden, zu verschiedenen Krankheiten führen können, einschließlich Krebs und Erkrankungen des Nervensystems. Insbesondere Kobaltmetall, das zur Herstellung komprimierter Hochleistungs-Lithiumbatterien verwendet wird, ist ein stark krebserregendes Gift. Solange jemand Kobaltmetall ausgesetzt ist, entwickeln seine Lungen, Nerven und Atemwege höchstwahrscheinlich Läsionen.

Jetzt haben die Menschen ein Muster entdeckt: Solange es zur Herstellung industrieller Flussmittel verwendet wird, ist es schädlich für die Umwelt und den Menschen. Es ist bekannt, dass industrielle Flussmittel in der Batterieherstellung in großem Umfang verwendet werden.

Andere Substanzen, die zur Herstellung von Lithiumbatterien verwendet werden, sind möglicherweise nicht so schädlich, aber keine von ihnen ist harmlos. In Bezug auf die Karzinogenität sind Lithium-Eisenfilmmaterialien, die zur Erzeugung einer niedrigen Energiedichte verwendet werden, nicht so hoch wie Kobaltmetalle, aber die negativen Auswirkungen von Lithium-Eisenfilmmaterialien auf Organismen können nicht ignoriert werden.

Werden Elektroautos immer beliebter?

Offensichtlich entstehen bei der Herstellung von Elektroautos und Plug-in-Hybridautos Umweltkosten. Welche Auswirkungen haben Lithium-Ionen-Batterien auf die Arktis? Norwegen hat eine Studie über die Auswirkungen des Lebenszyklus von Elektrofahrzeugen auf das globale Erwärmungspotenzial veröffentlicht, die den gesamten Prozess vom Beginn der Produktion der Mineralstoffe, die für die Herstellung von Elektrofahrzeugen benötigt werden, bis zum Recycling am Ende ihrer Lebensdauer untersucht. Vor der Veröffentlichung der Studie durch Norwegen hatte sich keine andere Studie mit dem energieintensiven Herstellungsprozess von Elektroautos befasst und dabei den wichtigen Punkt ignoriert, dass Elektroautos nicht umweltfreundlicher sind als Autos mit Verbrennungsmotor.

In Bezug auf die möglichen Auswirkungen der globalen Erwärmung sind die negativen Auswirkungen von Elektrofahrzeugen um 24% geringer als die von Fahrzeugen mit Benzinmotor, während die negativen Auswirkungen von Elektrofahrzeugen um 10% bis 14% geringer sind als die von Fahrzeugen mit Dieselmotor. Diese Zahlen für Elektroautos sehen gut aus, aber die Situation ist völlig anders, wenn man die Stromquelle betrachtet, die in Elektroautos verwendet wird. Wenn der von Elektrofahrzeugen verbrauchte Strom mit Kohle als Brennstoff erzeugt wird, sind die negativen Auswirkungen von Elektrofahrzeugen auf die Umwelt um 17 bis 27% höher als die von Diesel- und Benzinmotoren.

Die obigen Daten basieren auf den Ergebnissen von Studien, die in der europäischen Stromerzeugungsstruktur durchgeführt wurden. Die Stromquellen in der europäischen Region konzentrieren sich auf Kernenergie, Wasserkraft und andere erneuerbare Energieerzeugungen, die höher sind als der Rest der Welt.

Die Auswirkungen von Elektrofahrzeugen auf das globale Erwärmungspotenzial werden direkt von Erdgas beeinflusst, das allgemein als sauberer fossiler Brennstoff angesehen wird. Wenn Elektrofahrzeuge mit Erdgas erzeugten Strom als Kraftstoff verwenden, sind die negativen Auswirkungen auf die Umwelt nur 12% geringer als bei Benzinmotoren. Es ist im Grunde das gleiche wie ein Dieselmotor.

Es ist herzzerreißend, dass die negativen Auswirkungen auf die Umwelt um 17 bis 27% höher sind als bei Diesel- oder Benzinmotoren, wenn der von Elektrofahrzeugen verbrauchte Strom aus Kohle als Brennstoff erzeugt wird. Diese Situation ist besonders ernst in den Vereinigten Staaten, wo die US-Kohlekraftwerke 45% der gesamten US-Stromerzeugung ausmachen. In den drei US-Bundesstaaten Tennessee, Pennsylvania und Ohio wird die Stromquelle fast ausschließlich mit Kohle befeuert. Für die US-Bundesstaaten mit großer Bevölkerungszahl wird der Kauf eines Elektroautos nicht nur die Umwelt vergiften, sondern sich auch negativ auf die globale Erwärmung auswirken, und die Umweltbelastung wird viel größer sein als die eines Autos mit Benzinmotor.

Warum würden Elektroautos, die einst als "emissionsfrei" galten, so viel Umweltverschmutzung verursachen? Die Antwort ist einfach: Die Herstellung von Elektroautobatterien verbraucht viel Strom. Die erste Generation eines Elektroautos und einer Batterie machte während ihres gesamten Lebenszyklus etwa 40% der CO2-Emissionen von Elektrofahrzeugen aus, was dem doppelten CO2-Ausstoß eines benzinbetriebenen Autos entspricht.

Wenn ein Elektroauto Strom aus umweltfreundlichen Energiequellen wie Wasserkraft oder Windkraft nutzt, können die anfänglich hohen CO2-Emissionen reduziert werden. Wenn der von einem Elektroauto verbrauchte Strom aus fossilen Brennstoffen gewonnen würde, wären die anfänglichen Energiekosten des Elektroautos kaum niedriger als die eines Autos mit Benzin- oder Dieselmotor und könnten sogar höher sein als beide.

Frühere Bewertungen haben die hohen Energiekosten bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen übersehen und nur eines festgestellt: Kohle ist technisch effizienter als ein Verbrennungsmotor. In Bezug auf die CO2-Emissionen sind die Kohleemissionen doppelt so hoch wie bei normalen Verbrennungsmotoren, wenn für Autos die gleiche Energie erzeugt wird. Nur durch die Verbesserung der Effizienz von Elektrofahrzeugen können sie die auf der Produktionslinie entstehenden Kohlenstoffemissionen ausgleichen.

"Kein Krieg um Öl! Nein! Kein Krieg um Lithium!"

Vor der Umwandlung eines Verbrennungsautos in ein Elektroauto müssen auch die geopolitischen Auswirkungen berücksichtigt werden. Es besteht die Ansicht, dass wir die Abhängigkeit von ausländischen Ölfirmen oder großen Ölfirmen loswerden können, solange wir Elektroautos benutzen. Tatsächlich ist es möglich, von "Abhängigkeit von großen Ölunternehmen" zu "Abhängigkeit von großen Unternehmen für Lithiumprodukte" überzugehen.

Der Umsatz mit Lithiumbatterien wird in den nächsten drei Jahren voraussichtlich 22,5 Milliarden US-Dollar erreichen und sich bis Ende des Jahrzehnts verdoppeln. Diese Zahlen sind im Vergleich zum Verkauf von Erdölprodukten gering, werden sich jedoch ändern, wenn Kunden weiterhin Elektroautos oder Lastwagen kaufen.

Um die Abhängigkeit von fremden Rohstoffen loszuwerden, sind Lithiummetalle keine Seltenheit, aber es gibt nur wenige Mineralien, die es wert sind, genutzt zu werden. Zum Entsetzen der USA und Europas befinden sich die großen Lithium-Metall-Minen in Ländern wie Bolivien, China und dem vom Krieg heimgesuchten Afghanistan, von denen keines eine gute Umweltbilanz aufweist.

Angesichts der Tatsache, dass die meisten auf dem Markt verkauften Lithiumbatterien in China hergestellt werden, können die Menschen nicht anders, als auf das Verschmutzungsproblem der Lithiumbatterieproduktion zu achten. Es ist bekannt, dass Umweltschutz ein Problem ist, das nicht ignoriert werden kann. Unter dem Druck Chinas, Lithiumbatterien zu niedrigen Preisen an andere Länder zu verkaufen, nehmen die Umweltbedenken zu.

Kurze Zusammenfassung

Unabhängig von der Form der Entwicklung sind Elektrofahrzeuge in Zukunft der Trend zur Entwicklung des Personentransports. Elektrofahrzeuge sind jedoch kein Allheilmittel für den derzeit wettbewerbsintensiven Markt für saubere Energie und können nicht alle Umweltprobleme lösen. Mit dem Aufkommen neuer Technologien werden Elektrofahrzeuge auch eine Reihe neuer Probleme mit sich bringen, die wir berücksichtigen sollten, bevor wir eine irreversible Abhängigkeit von neuen Technologien eingehen.

Schließlich wollen wir nicht, dass der blinde Optimismus, der durch Elektroautos verursacht wird, zur Mainstream-Sichtweise wird. Andernfalls wirken sich Elektrofahrzeuge negativ auf die globale Erwärmung und den globalen Energieverbrauch aus.

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