Crno, a ne zeleno

Pored opravdane zabrinutosti za štete (zagađenje podzemnih i nadzemnih voda, devastiranje šuma i poljoprivrednog zemljišta…) koje mogu proizvesti rudnik i prerađivačka postrojenja za dobijanje jedinjenja litijuma i bora u dolini reke Jadar, postoje i ne toliko poznate štetne posledice koje ove aktivnosti, a i eventualno pokretanje proizvodnje električnih automobila u Srbiji, mogu imati. Prema podacima koje je u februaru 2021. objavila sama kompanija Rio Sava Eksplorejšn, rudnik bi godišnje proizvodio oko 60.000 tona litijum-karbonata (Li2CO3) ili oko 11.400 tona metalnog litijuma. Ne ulazeći u problematiku rudarenja, u brošuri je naveden podatak da bi postrojenje za preradu trošilo 80,8 miliona kubnih metara prirodnog gasa godišnje, što bi uvećalo potrošnju tog energenta u Srbiji za 3,1 odsto, s obzirom na to da je 2020. potrošeno 2.265,96 miliona kubika. Godišnja emisija ugljen-dioksida CO2, glavnog uzroka globalnog zagrevanja, u tehnološkom postupku proizvodnje litijum-karbonata i borne kiseline bila bi između 526.000 i 620.000 tona, što čini porast od 1,22 do 1,44 odsto od ukupne emisije u Srbiji, koja je 2020. iznosila 43 miliona tona. U tu procenu, pored emisije CO2 usled sagorevanja 80,8 miliona kubika prirodnog gasa i tokom proizvodnje i ostalih neophodnih hemikalija koje bi se koristile u tehnologiji dobijanja litijum-karbonata i borne kiseline, kao i efekti upotrebe 60.000 tona kalcijum-oksida (negašenog kreča), 320.000 tona sumporne kiseline, 188.000 tona različitih vrsta cementa, 110.000 tona natrijum-karbonata (Na2CO3) za taloženje litijum-karbonata, dok će se s druge strane, uništavanjem više od 520 hektara šumskog i poljoprivrednog zemljišta trajno uništiti asimilacija atmosferskog ugljen-dioksida. U ovu procenu nije uključena emisija gasova različitih transportnih sredstava, buldožera, kamiona, komercijalnih putničkih automobila, neophodnih za funkcionisanje rudnika, proizvodnog pogona i administracije. Prema najavama zvaničnika, Srbija je spremna da uloži značajna sredstva u gigafabriku za proizvodnju litijum-jonskih akumulatorskih baterija (LIB), a kasnije i elektromobila. Uz optimističku procenu da će se godišnje proizvoditi 100.000 elektromobila sa akumulatorskom baterijom energije od 50 kWh, to bi emisiju ugljen-dioksida povećalo za dodatnih oko 500.000 tona ili 1,16 odsto, jer se zna da baterije energije jednog kWh pri proizvodnji emituje oko 100 kilograma CO2. Za proizvodnju elektromobila bez akumulatorske baterije, koji uključuju različite metale, plastiku, staklo, gumu, po jednom vozilu se emituje približno pet-šest tona CO2, ili 500.000 do 600.000 tona za 100.000 vozila, što bi emisiju povećalo za 1,16 do 1,4 odsto. Sve zajedno, proizvodnja litijuma i 100.000 elektromobila godišnje bi u atmosferu emitovalo oko 1.150.000 tona CO2, što znači da bi godišnja emisija gasova sa efektom staklene bašte porasla najmanje za 3,5 odsto. Drugim rečima, svaki elektromobil bi emitovao oko 11.500 kilograma CO2. Istu količinu CO2 emitovala bi i potrošnja 4.420 litara dizela u običnim automobilima (litar dizela oslobađa 2,6 kilograma CO2). To znači da bi uz prosečnu potrošnju od pet litara na 100 kilometara, dizel automobil prešao 88.400 kilometara pre nego što elektromobil uopšte izađe iz fabrike. EU planira ili je uvela takse od 50 evra po toni CO2, pa bi povećana emisija Srbiju izložila trošku od najmanje 75 miliona evra godišnje (50 evra puta 1.150.000 tona). Uz to, valja napomenuti da je za proizvodnju samo jednog kWh litijum-jon baterije potrebno 328 kWh različitih vidova energije, a Srbija osim što uvozi gas i naftu, već duže od godinu dana uvozi i električnu energiju, a cene svih energenata beleže rekordne nivoe. Uz sve to, čak i ako bi Srbija godišnje proizvodila 100.000 električnih automobila, što je malo verovatno, sa baterijom od 50 kWh, za to bi bilo potrebno oko 800 tona metalnog litijuma. Dakle, samo sedam odsto od ukupne godišnje proizvodnje u Jadru, dok bi Rio Tinto preostalih 93 odsto mogao da prodaje kome hoće. Naravno, i Srbija bi od njega litijum kupovala po realnim, tržišnim cenama. Pored litijuma (njegov udeo kreće se od četiri do deset odsto), pozitivni (katodni) materijali sadrže mnogo više drugih skupih i retkih metala, kobalta, mangana i nikla, kojima Srbija ne raspolaže i morali bi se uvoziti, a cena kobalta na svetskom tržištu je u poslednjih pet godina varirala od 30.000 do 90.000 dolara po toni. Mnoge je iznenadila i najava Memoranduma o razumevanju Vlade Srbije sa slovačkom kompanijom InoBat, čiji je jedan od investitora i Rio Tinto, o izgradnji gigafabrike za proizvodnju litijum-jonskih akumulatorskih baterija sa inovativnim, revolucionarnim pristupom (?!), ali na bazi već dobro poznate nikl-mangan-kobalt katode NMC622. Pregledom internet prezentacije InoBata, može se videti da su oni do sada razvili jedan jedini prototip litijum-jonskog akumulatora, ne dajući praktično nikakve specifikacije tog prototipa, kao što su napon, specifični kapacitet, energija i sl. Internet prezentacija ne prikazuje nijednu do sada izgrađenu ni minifabriku, tako da je izgradnja gigafabrike ove izuzetno tehnološki zahtevne proizvodnje veoma diskutabilna. Naravno, na prezentaciji su prikazane maštarije o letećim automobilima, skice postrojenja, i savremena, po mom skromnom mišljenju, prosečna tipična laboratorija sa praznim stolovima, kao da je nacrtana. Ukoliko se i ostvare sve ove ideje i projekti, postavlja se krucijalno pitanje čime bi se punili ovakvi „zeleni“ elektromobili. Ekološki najprihvatljivije rešenje je solarna energija. Problem je, međutim, u tome što je za brzo, polučasovno punjenje jednog elektromobila sa baterijom od 50 kWh potrebna električna snaga od oko 100 kW. Samim tim, minimalna površina solarnog kolektora bila bi 800 kvadratnih metara (dimenzije 28 puta 28 metara), jer prosečan solarni kolektor od 1,6 kvadrata (metar puta 1,6 metara) i to u idealnim uslovima daje snagu od 0,275 kW, a u proseku 0,2 kW. Stanica za punjenje više automobila morala bi imati ogromnu površinu za instalaciju solarnih kolektora, što je u gradskim uslovima tehnički neizvodljivo. A ako bi se solarni fotonaponski paneli instalirali van gradova, nastali bi još veći problemi prenosa i distribucije te energije. Relativno nizak jednosmerni napon solarnih fotonaponskih kolektora najpre bi morao da se posebnim uređajima, invertorima, pretvara u naizmeničnu struju, da se potom transformatorima podigne napon na mnogo višu vrednost da bi se smanjili gubici, izgrade dalekovodi sa bakarnim žicama, pa ponovo transformatori da bi se napon snizio na upotrebnu vrednost i na kraju postave ispravljači naizmenične u jednosmernu struju, što sve predstavlja ogromne investicije. Na stranu što se za dobijanje tone čelika za dalekovode i bakra za provodnike oslobađa od šest do osam tona ugljen-dioksida. Još veći problem je što solarni kolektori ne mogu da rade 24 sata, pa su neophodni i dodatni akumulatori za skladištenje viškova solarne električne energije, da bi se elektromobili mogli puniti i tokom noći, a sve to proizvodi nove troškove gradnje i održavanja. Energija vetra (vetrogeneratori) je posebna priča zbog velikih ekoloških posledica i oscilacija (nema vetra, nema struje), a uz to su uglavnom izgrađeni na plodnom vojvođanskom tlu da bi se smanjili troškovi transporta sa lokacija poput Stare planine. Zbog svega toga, verovatno bi se za električne automobile koristila struja dobijena u termoelektranama, jer se sagorevanjem lignita u Srbiji proizvede oko 70 odsto električne energije. S obzirom na to da se od tone lignita iz Kolubare može proizvesti 1.490 kWh električne energije, za 100 punjenja u proseku godišnje bi svaki od elektromobila potrošio 3,3 tone lignita. Dakle, samo 10.000 električnih automobila bi potrošnju uglja u Srbiji povećali za 33.000 tona, a električne energije za čak 50 GWh godišnje. Problematični su i pojedini delovi za električne automobile. Konstrukcija litijum-jon akumulatora se sastoji od pozitivne i negativne elektrode, tankog poroznog separatora koji sprečava njihov kontakt i elektrolita. Dva poslednja dela glavni su uzročnici paljenja i eksplozije akumulatora. Akcidenti praćeni požarom i eksplozijom su uglavnom uzrokovani nekontrolisanim pregrevanjem baterija, greškama u proizvodnji, oštećenjima baterija pri sudarima… Samozapaljenje baterije uvek izaziva unutrašnji kratki spoj, koji se javlja kada električno kolo nastane unutar ćelije, usled oštećenja separatora i formiranja električne veze između pozitivne i negativne elektrode. Najčešći uzrok je korozija negativnog bakarnog kolektora, do koje dolazi kada se ćelija prazni ispod 30 odsto kapaciteta. Paket akumulatorskih baterija u nekim električnim vozilima može da uskladišti i do 100 kWh električne energije, a kada se ono zapali može da oslobodi od dva do dvadeset kilograma fluoro-vodonika, što je dovoljno da kontaminira između 80.000 i 800.000 kubnih metara vazduha. Nepojmljivo je šta bi se dogodilo pri lančanom sudaru više takvih automobila, jer udisanje fluoro-vodonika može izazvati laringospazam, edem laringsa, bronhospazam i/ili akutni plućni edem, a u najtežim slučajevima je i smrtonosan. Prema standardima Američkog nacionalnog instituta za zaštitu na radu, neposredno je opasna po život i zdravlje koncentracija od 24,5 miligrama fluoro-vodonika po kubnom metru vazduha tokom 30 minuta, dok je latentna (smrtonosna) koncentracija 139 mg/m3. Veruje se da je unutrašnji kratki spoj prouzrokovan proizvodnom greškom osnovni uzrok kako nezgoda baterija za Boeing 787 iz 2013. i eksplozija baterija mobilnih telefona Samsung Galaxy 7 iz 2016. Savezna uprava za vazduhoplovstvo SAD objavila je da je od 23. januara 2006. do 25. februara 2022. potvrđena 354 (ili oko 22 godišnje) vazdušna/aerodromska incidenta, koji su uključivali litijumske baterije, prevezene kao teret ili prtljag.. „U nastojanju da smanjimo potencijalno oštećenje objekata i vozila u blizini u retkim slučajevima potencijalnog požara, preporučujemo parkiranje na otvorenom i 15 ili više metara od drugog vozila. Osim toga, i dalje insistiramo da ne ostavljate vozilo bez nadzora dok se puni, čak i ako koristite punjač na otvorenom parkingu“, izjavio je Den Folers, portparol DŽeneral motorsa a preneo Detroit njuz, 17. septembra 2021. Ta bezbednosna „preporuka“ došla je samo nekoliko dana nakon što se GM Chevrolet Bolt iz 2019. zapalio u garaži kuće u okrugu Čeroki u DŽordžiji. Vlasnik je shvatio da se nešto dešava kada se aktivirao alarm za dim u njegovoj kući. Kada je ušao u garažu, primetio je da dim kulja iz njegovog električnog automobila, koji je potpuno uništen. Ševrolet je do sada povukao više od 140.000 primeraka tog modela, ali i dalje sarađuje sa dobavljačem LG Energy Solution na utvrđivanju uzroka oštećenja baterije, koji je doveo do požara. Za gašenje požara Teslinog Modela S vatrogasci su 23. novembra 2022. potrošili enormnih 45.425 litara vode. Nažalost, požar je veoma teško ugasiti jer se radi o unutrašnjem sagorevanju u ćeliji, gde voda ne može da dopre. Poređenja radi, za gašenje požara standardnog automobila uglavnom je potrebno manje od 2.000 litara vode. U Australiji su 2021. bila potrebna puna tri dana da se ugasi big battery požar akumulatorskih baterija za skladištenje električne energije u kompaniji Victorian Big Battery u Murabulu, u blizini DŽilonga. Požar je počeo tokom testiranja u transportnom kontejneru u kome je bila litijum-jonska baterija od 13 tona i proširio se na drugi paket baterija. Ovo su samo neki od akcidenata sa litijum-jonskim baterijama. Predviđeni eksponencijalni rast njihove primene u skorijoj budućnosti, kao i kupovina jeftinijih sistema sa manjom sigurnošću, navodi na pomisao o drastičnom povećanju ovakvih za sada relativno sporadičnih slučajeva, sa nesagledivim posledicama, pogotovo ako se elektromobili zapale u gusto naseljenim gradskim sredinama ili u tunelu. S obzirom na veliku emisiju ugljen-dioksida tokom proizvodnje, mogućnosti samozapaljenja, nedostatka resursa za izradu velikog broja elektromobila na bazi litijuma, trebalo bi da se razmišlja o sinergiji različitih alternativnih izvora. Neke od alternativa u bliskoj budućnosti su natrijum-jon akumulatori, energija vodonika i gorivni galvanski spregovi, kao i tečna i gasovita biogoriva (biodizel, bioalkoholi, biogas), koja ne zagađuju okolinu, pošto je količina ugljen-dioksida nastala njihovim sagorevanjem jednaka količini koja bi se oslobodila truljenjem biomase iz kojih se dobijaju. Mogućnosti su neograničene, a čista energija je svuda oko nas, samo je treba prepoznati i upotrebiti. Branimir Grgur redovni profesor Tehnološko-metalurškog fakulteta i član Akademije inženjerskih nauka Srbije