دکتر اندی بوش ( Andy Bush ) از انجمن بین المللی سرب می گوید:
مجموعه جدیدی از گزارش ها نشان داده اند که تقاضای سرب برای کاربردهای اصلی آن برای آینده ای قابل پیش بینی تضمین شده است.
در ماه های اخیر نتیجه گیری های مجموعه ای از گزارشات این پیام صریح را داده اند که تقاضای آینده سرب خوب به نظر می رسد و سرب بیش از هر زمان دیگری برای پشتیبانی از بازار در حال رشد برای راه حل های ذخیره انرژی مورد نیاز خواهد بود.
بر اساس گزارش گروه بین المللی مطالعات سرب و روی (ILZSG ) تولید خود فلز سرب افزایش سالانه ای داشته و به سطوح بی سابقه ای رسیده است (افزایش سالانه ۵/۵ درصد در فاصله سال های ۲۰۰۱ تا ۲۰۱۱، به بیش از سالانه ۱۰ تن ) بخش اصلی این تقاضا عمدتا برای باتری های سربی بوده است که در حال حاضر بیش از ۸۰% مصرف سرب را به خود اختصاص داده اند.
باتری های سربی یکی از قطعات اصلی بیش از یک میلیارد خودرو در جهان هستند، به ویژه باتری های SLI (استارت، چراغ، اشتعال) برای خودروهای باری و مسافری، خواه به صورت قطعه اصلی در خودروهای صفر کیلومتر یا باتری های یدکی (باتری های یدکی حدود سه چهارم کل بازار باتری سربی (به ارزش ۸/۲۲ میلیارد دلار) را تشکیل می دهند) در واقع ” بازار فروش لوازم یدکی” برای باتری تاکنون مهم ترین بخش تجارت باتری بوده است. برآورد می شود برای SLI بازار فروش لوازم یدکی حداقل چهار برابر بازار قطعات اصلی باشد.
برخلاف باور عموم، نیاز به راندمان انرژی بیشتر و کاهش انتشار کربن در خودروها تاثیر نامطلوبی بر بازار باتری سربی ندارد و در سال ۲۰۱۲ تعداد ۶۰۰ میلیون باتری سربی در سراسر دنیا تولید شد، چون فن آوری های باتری سربی اغلب اوقات در خط مقدم نوآوری هستند. اهمیت باتری سربی برای صنعت خودروسازی، به اضافه موجود بودن تضمین شده سرب به عنوان منبعی پایدار با تاثیرات کم بر محیط زیست در طول عمر محصول، در گزارشات ارائه شده توسط گروهی متشکل از تولیدکنندگان باتری صنعتی و خودرویی اروپا و اتحادیه های خودروسازان اروپا، کره جنوبی و ژاپن، و انجمن بین المللی سرب (ILA) به عنوان نماینده صنعت سرب ثابت شده است.
جایگزینی وجود ندارد.
این گروه در پژوهش اخیر خود با عنوان مروری بر فن آوری های باتری برای کاربردهای خودرویی ( که امسال توسط یوروبت Eurobet منتشر شد)، آینده احتمالی فن آوری های باتری در بخش خودروسازی را بررسی کرد. در حال حاضر باتری های سربی، فن آوری انتخاب شده برای اغلب کاربردهای باتری SLI هستند و در این پژوهش نتیجه گیری شده است که تا آینده ای قابل پیش بینی، این باتری ها لزوما فراوان ترین سیستم ذخیره انرژی باقی خواهند ماند و در حال حاضر هیچ فن آوری دیگری برای به چالش کشاندن موقعیت این باتری ها وجود ندارد.
بر اساس گزارش کمیسیون اقتصادی سازمان ملل متحد برای اروپا در سال ۲۰۳۰تعداد خودروهای دنیا به ۶/۱ میلیارد افزایش پیدا خواهد کرد و بنابراین تغییر پلکانی در فن آوری مورد نیاز است تا اطمینان حاصل شود که پویایی پایدار می تواند در بلند مدت انتشار دی اکسید کربن را کاهش بدهد. خودروسازان اروپایی در پاسخ به این چالش تلاش کرده اند به اهداف تعیین شده برای کاهش انتشار دی اکسید کربن برسند و نتیجه این تلاش ها جایگزین هایی برای موتور متداول خودرو بوده است.
این جایگزین ها عبارتند از خودروهای کاملاً الکتریکی و انواع خودروهای هیبریدی که در آن ها انرژی ذخیره شده از ترمز کردن، برای تقویت شتاب گیری خودرو یا در برخی موارد برای پیش رانش الکتریکی مورد استفاده قرارمی گیرد. در این خودروها بیشتر از باتری های لیتیوم – آهن و باتری های نیکل متال هیبرید استفاده می شود اما یک تفاوت باقیمانده است و آن اینکه تمام این خودروها علاوه بر این باتری ها هنوز به یک باتری سربی ۱۲ ولتی SLI نیاز دارند.
از جمله مزایای باتری های سربی قیمت کم و توانایی بی نظیر آن ها در روشن کردن موتور خودروهای متدوال و خودروهای میکروهیبریدی در دمای کم و سرما است. در خودروهای هیبریدی که مقدار محرک الکتریکی محدودی دارند و در خودروهای تمام برقی ، چند شیمی باتری برای پیش رانش خودرو وجود دارد. در هر صورت باتری های ۱۲ ولتی سربی در کنار سایر فن آوری های باتری برای تامین ویژگی هایی مانند تهویه هوا، سیستم های سرگرمی و ایمنی مورد نیاز هستند.
نوآوری ها در فن آوری باتری در بخش خودروسازی به کاهش بیشتر انتشار دی اکسید کربن کمک خواهند کرد. مثالی خوب از این موضوع خودروی سوپر هیبریدی LC است که با پشتیبانی کنسرسیوم باتری اسید – سربی پیشرفته ( Lead – Acide Consortium Advanced) ساخته و به نمایش گذاشته شد.
باتری های سربی پیش رفته در حال حاضر در بخش قابل توجهی از خودروهای جدید ارائه شده در بازارهای اروپایی عملکرد راه اندازی و توقف و ویژگی های میکروهیبریدی دیگر را تامین می کنند.
این انواع باتری به سرب بیشتری نیاز دارند چون به خاطر نیاز به راه اندازی دوباره مکررتر خودرو و عمل کردن در حالت بار جزئی، بزرگ تر از باتری هایی هستند که در خودروهای معمولی وجود دارند.
یافته های این گروه نشان می دهند که باتری های سربی یک راه حل قابل اطمینان، مقرون به صرفه، ایمن و کاملاً قابل بازیافت برای انبارش انرژی باقی می مانند.این موارد ویژگی های مهمی هستند چون صنعت باتری قصد دارد بخشودگی باتری های سربی را در ممنوعیت گسترده تر دستورالعمل خودروهای فرسوده اتحادیه اروپا برای سرب در خودروهای سبک حفظ کند، این دستورالعمل در سال ۲۰۱۵ مورد بازنگری قرار خواهد گرفت.
یوهان فردریش دمپ ولف (Friedrich Dempwolff Johann) رئیس هیئت مدیره یوروبت (Eurobat) که نماینده صنعت باتری خودروی اروپا است در اظهار نظر در مورد این گزارش گفت: ” این گزارش لزوم حفظ بخشودگی باتری های سربی در دستور العمل خودروهای فرسوده اتحادیه اروپا را نشان می دهد. ما فکر می کنیم چاچوب قانونی و نظارتی اتحادیه اروپا باید رقابت بدون تبعیض و از نظر فن آوری بی طرفانه را بین فن آوری های باتری تضمین کند.”
باتری نقش های مهم دیگری هم در زندگی روزمره دارد که انتظار می رود تقاضای سرب را در آینده بیشتر کنند. این کاربردها عبارتند از باتری های کار گذاشته شده که به عنوان منبع تغذیه پشتیبان (تامین برق بدون قطعی) در ارتباطات از راه دور، حمل و نقل عمومی و ساختمانهای پزشکی عمل می کنند.
این باتری ها می توانند با انبارش پر بازده الکتریسیته تولید شده از منابع انرژی متداول و تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشیدی و باد، به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک کنند.
ذخیره ایمن و فراوان
با این پیش بینی که تقاضای سرب در صنعت خودروسازی در آینده افزایش پیدا خواهد کرد. این گروه موجود بودن فلز و دیگر مواد ضروری برای شیمی های دیگر باتری در آینده را نیز مورد بررسی قرار داد.
گزارشی با عنوان موجود بودن منابع فلزات مورد استفاده در باتری ها برای کاربردهای خودرویی نشان داد که در حال حاضر هیچ نگرانی در مورد موجود بودن سرب یا اطمینان از تامین آن تا آینده ای قابل پیش بینی وجود ندارد. به علاوه، موجود بودن منابع موادی مانند کلسیم، مس، سلنیوم و قلع که می توانند به عنوان عناصر آلیاژی در باتری های سربی مورد استفاده قرار بگیرند، احتمالاً مشکلی نخواهد بود.
تامین فراوان سرب با زیرساخت کارآمد جمع آوری و بازیافت باتری های سربی پشتیبانی می شود، بیش از نیمی از ۱۰ میلیون تن سرب خالصی که در سال ۲۰۱۲ در سراسر جهان تولید شداز منابع بازیافتی بوده است. سرب یکی از سه فلزی است که بیش از ۵۰ درصد تولید جهانی آن از تولید بازیافتی است و تقریباً صد در صد تولید سرب آمریکا و ۷۵ درصد تولید سرب اروپا از مواد بازیافتی می باشد.
این گزارش در تحلیل موجود بودن منابع مواد مورد استفاده در سایر فن آوری های باتری چند چالش را تعیین کرده است. برای مثال، انتظار می رود افزایش مصرف باتری های یون لیتیوم در وسایل اکترونیکی همراه، در کنار استفاده از این باتری ها در کاربردهای جدید، به افزایش چشمگیر تقاضای لیتیوم منجر بشود.
تقاضای بیشتر لیتیوم باید عمدتا از ذخایر لیتیوم از طریق تولید غیر بازیافتی تامین شود چون در حال حاضر بازیافت باتری یون لیتیوم در مراحل اولیه خود است و کمتر از یک درصد لیتیوم بازیافت می شود و فقط چند شرکت می توانند باتری های یون لیتیوم را در پایان عمر مفیدشان بازیافت کنند.
یکی از دلایل عدم وجود عملیات بازیافت تجاری این است که بازیافت باتری یون لیتیوم فواید پیچیده ای است و در حال حاضر از نظر اقتصادی امکان موفقیت ندارد، در شرایط کنونی شرایط بازیافت لیتیوم احتمالاً پنج برابر هزینه تولید غیر بازیافتی است.
با توجه به این موضوع که لیتیوم ارزش اقتصادی کمی دارد، احتمالاً بازیافت برای فلزات دیگری که در باتری وجود دارند مانند نیکل و کبالت، انجام می شود.
در این گزارش نتیجه گیری می شود که به چند دلیل ترویج استفاده از باتری های سربی باید ادامه پیدا کند. از جمله این دلایل عبارتند از این واقعیت که این فن آوری رقابتی ترین گزینه از چشم اندازهای اقتصادی و فنی است و همچنین این واقعیت که می توان تقاضای بازار کنونی باتری های سربی خودرویی و صنعتی را با فلز بازیافتی تامین کرد.
تاثیر بر محیط زیست
به تاثیرات محصولات بر محیط زیست در تمام طول عمر آن ها توجه روز افزونی می شود و عواملی از جمله استخراج، ساخت، بازیافت و استفاده از انرژی و حمل ونقل در این زمینه در نظر گرفته می شوند.
تولید کنندگان باتری صنعتی و خودرویی اروپا ارزیابی چرخه زیست (LCA) را برای باتری سربی انجام داده اند( این گزارش بزودی منتشر خواهد شد) و به چند نتیجه گیری مهم رسیده اند.
از چشم انداز پایان عمر، بررسی LCA دریافت که میزان بالای بازیافت باتری های سربی، تاثیر آن ها بر محیط زیست را به نحو چشمگیری کاهش میدهد. فقط در آمریکا بازیافت باتری سربی باعث نرفتن ۴/۲ میلیون تن باتری به محل دفن زباله می شودو برآورد می شود که بتوان ۹۷ درصد باتری های سربی از جمله محفظه و اسید آن ها را بازیافت کرد.
در این “سیستم حلقه بسته” سرب برای وارد شدن به محیط زیست یا ایجاد ریسک برای سلامت انسان فرصت محدودی دارد.این عوامل به این یافته در پژوهش منجر شدند که تولید باتری سربی، در رابطه با تاثیر تولید خودرو در تمام چرخه زیست آن، کم ترین تاثیر را بر محیط زیست دارد. به علاوه، باتری های سربی پیشرفته که در سیستم های موتور میکروهیبریدی و راه اندازی و توقف مورد استفاده قرار می گیرند. با داشتن پتانسیل قابل توجه برای جلوگیری از گرم شدن کره زمین، تاثیری را که تولید آنها بر محیط زیست دارد را جبران می کنند.
در طول عمر خودرویی که از این سیستم ها استفاده می کند به طور قابل توجهی از انتشار دی اکسید کربن جلوگیری می شود. این کاهش انتشار دی اکسید کربن معادل کاهش ۵ تا ۱۰ درصدی مصرف سوخت در خودروهای معمولی دارد.
در یک گزارش دیگر LCA که در سال ۲۰۱۰ توسط آزمایشگاه ملی آرگون در آمریکا منتشر شد، نتیجه گیری شد که باتری های سربی در مقایسه با تمام فن آوری های در نظر گرفته شده باتری، در تمام طول عمر خود کم ترین تاثیر را بر محیط زیست دارند.
در این پژوهش داده های طول عمر تولید باتری های بر پایه های سرب، نیکل، سدیم و لیتیوم مقایسه شدند و مشخص شد که باتری های سربی کمترین انرژی تولید و کمترین انتشار دی اکسید کربن ، ذرات، اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای سولفور و کربن های آلی فرار را دارند.
دکتر الیستیر دیویدسون ( Alistair Davidson) مدیر فنی ILA که روی این پژوهش ها کار کرده است می گوید: ” باتری های سربی عملکرد موثری در یک حلقه بسته دارند که در آن ملاحظات تجاری محرک جمع آوری و بازیافت پر بازده باتری های کارکرده و اغلب اجزای آن ها در پایان طول عمر باتری هستند.
بنابراین مصرف سرب در باتری ها مثال بسیار خوبی از اقتصاد چرخشی در عمل است. چیزی که سیاستگزاران در تمام دنیا به طور روز افزونی آن را برای پرداختن به تاثیرات محیطی و اجتماعی استخراج و تولید مواد خام لازم می دانند.”
این بررسی های جدید به جای پیش بینی آینده ای نامطمئن برای سرب، این نتیجه گیری ها را تائید کرده اند که نیاز جامعه به راه حل های مقرون به صرفه، قابل اطمینان، بی خطر و بدون تاثیر زیاد بر محیط زیست برای ذخیره انرژی همچنان باعث افزایش تقاضای سرب خواهد شد.
ماهنامه پردازش: گزارشی از وضعیت سرب در فن آوری های مختلف و احتمال جایگزین های دیگر برای آن