Elektrische auto’s zijn dankzij hun accu’s een cruciale stap op weg naar een duurzamere toekomst in vervoer en transport. Ze zijn een schoner alternatief voor de traditionele auto met een verbrandingsmotor. Eenmaal op de weg, zorgen EV’s namelijk voor aanzienlijk minder uitstoot van broeikasgassen omdat ze vrij zijn van uitlaatgassen.
De productie van de EV-accu’s brengt wel een aantal milieu-uitdagingen met zich mee. Sommige studies hebben aangetoond dat de productie van een accu kan leiden tot een hogere CO2-uitstoot in vergelijking met benzineauto's. Dit komt door de aanzienlijke hoeveelheid energie die nodig is voor de aanvoer van grondstoffen en het productieproces zelf.
Het grootste deel van dit energieverbruik is nodig voor de productie van de accu. Hiervoor moeten zeldzame en lastig te winnen materialen worden gewonnen, zoals lithium, kobalt en mangaan.
Hoewel de huidige productieprocessen voor EV-accu’s nog niet zo duurzaam zijn als we zouden willen, compenseert hun milieuvriendelijke werking gedurende de levensduur van de auto ruimschoots de initiële milieu-impact. Het is essentieel dat de industrie blijft werken aan het duurzamer maken van de accuproductie en aan de overgang naar schone energiebronnen.
In dit blog gaan we dieper in op de milieu-impact bij het verzamelen van de grondstoffen voor accu’s. Daarnaast onderzoeken we de opkomende alternatieven en leggen we uit waarom elektrisch rijden een duurzamere optie blijft dan rijden op benzine, zelfs met de huidige uitdagingen.
Automobilisten over de hele wereld worden zich steeds bewuster van hun impact op het milieu. Volgens ons onderzoek in samenwerking met Ipsos, zegt 62 procent dat het verminderen van de CO2-uitstoot in het vervoer belangrijk is. Daarnaast noemen 7 op de 10 EV-bestuurders milieuoverwegingen een doorslaggevende factor bij de aankoop van een auto. Het is dan ook geen verrassing dat elektrische auto’s steeds populairder worden.
Hoewel elektrische auto’s weinig tot geen uitstoot veroorzaken tijdens het rijden, kan hun productie, en met name de accu, wél een aanzienlijke impact hebben op het milieu.
Laten we eens kijken hoe dat zit. Waardoor is de accu minder milieuvriendelijk dan het lijkt? Het antwoord zit hem in de grondstoffen die voor de accu nodig zijn.
Accu's voor elektrische auto's zijn complexe producten die veel zeldzame grondstoffen bevatten, zoals lithium, nikkel, kobalt en grafiet. Deze materialen zijn moeilijk te vinden en te winnen, waardoor intensieve mijnbouw en soms zelfs milieuvervuilende processen nodig zijn om ze uit de bodem te halen. Om deze reden is het produceren van accu’s een uitdaging voor het milieu.
Een EV-accu bestaat uit duizenden oplaadbare lithium-ioncellen die met elkaar zijn verbonden en vormen zo samen het accupakket. Naast de grondstoffen waaruit de cellen bestaan, heeft een accu nog veel meer hard- en softwarecomponenten nodig om hem functioneel te maken. Laten we eens kijken naar de milieu-impact van de productie van een accu voor elektrische auto’s.
De belangrijkste materialen waaruit een accu bestaat, zijn lithium, mangaan en kobalt. Volgens een rapport van Nature, schatten ze dat voor een EV-accu ongeveer 8 kilo lithium, 14 kilo kobalt en 20 kilo mangaan nodig is.
Laten we wat dieper ingaan op het ontginningsproces van deze grondstoffen en de impact ervan op het milieu.
Hoewel er ook nog andere chemische accutypen voor EV's bestaan, zijn lithium-ioncellen veruit het populairst. Dit komt door hun kostenefficiëntie en relatief hoge energiedichtheid. Dit geeft een optimale balans tussen de prijs en de opslagcapaciteit van elektriciteit.
Lithium wordt voornamelijk gewonnen uit zoutvlakten of ondergrondse pekelreservoirs, waarbij het grootste deel van de winning geconcentreerd is in China en Zuid-Amerika (namelijk Bolivia, Argentinië en Chili).
Lithium uit de pekel extraheren is vrij eenvoudig en gebeurt door het water te verdampen, waardoor een lithiumrijke oplossing achterblijft.
Door dit verdampingsproces, gebruikt de lithiumwinning een grote hoeveelheid grondwater dat in het proces verloren gaat. Dit kan ten koste gaan van het drinkwater van de lokale bevolking. Daarnaast is het schadelijk voor de landbouw doordat er minder water beschikbaar is voor irrigatie. Zeker gezien het feit dat het grootste deel van het lithium in de wereld wordt gewonnen in droge gebieden met een schaarse watervoorraad, is dit erg zonde.
Bovendien kan de vloeistof die overblijft na de winning van lithium, giftige of radioactieve elementen bevatten. Deze moeten eerst worden gereinigd en opgeslagen voordat het kan worden vrijgegeven.
Naast lithium wordt kobalt vaak als boosdoener genoemd als het gaat om de maatschappelijke- en milieu-impact van EV-accu’s. Kobalt is op dit moment namelijk één van de hoofdbestanddelen van de cellen van de accu’s.
Kobalt wordt gedolven als bijproduct in de koper- en nikkelwinning, maar kan ook rechtstreeks worden gedolven. Australië en de Democratische Republiek Congo (DRC) zijn de belangrijkste Kobaltproducenten.
Kobalt is waarschijnlijk één van de meest twijfelachtige materialen die in elektrische voertuigen worden gebruikt, zowel vanuit ecologisch als sociaal oogpunt. Kobaltmijnen produceren giftige afvalstoffen die in het milieu terecht kunnen komen, waardoor het grondwater wordt vergiftigd en lokale gemeenschappen schade toebrengt. Bovendien produceert het smelten van kobalterts dampen met een hoge concentratie zwaveloxide en andere luchtverontreinigende stoffen.
Kobaltmijnen hebben niet alleen gevolgen voor het milieu, maar ook voor de werkgelegenheid. Met weinig formele regelgeving en toezicht worden arbeiders in kobaltmijnen vaak onderbetaald en hebben ze geen fatsoenlijke beschermende uitrusting, gereedschap of opleiding. Dit zorgt voor gevaarlijke arbeidsomstandigheden, die kunnen leiden tot letsel of zelfs tot de dood.
Om deze ongunstige omstandigheden het hoofd te bieden, hebben veel toonaangevende autofabrikanten toegezegd om kobalt, grafiet en lithium in de toekomst uit betrouwbare en traceerbare bronnen te halen. Ondertussen stappen accufabrikanten af van het kobaltgebruik en richten ze zich meer op materialen die makkelijk zijn te winnen en minder problemen opleveren, zoals bij nikkel of ijzer. Recente onderzoeken naar solid-state accu’s bieden de kans om het gebruik van kobalt volledig uit te bannen en de capaciteit en efficiëntie van nieuwe accu’s aanzienlijk te verbeteren.
Vergeleken met lithium en kobalt, wordt mangaan vaak over het hoofd gezien in de discussie over de benodigde grondstoffen voor de productie van accu’s. Toch is het een belangrijk onderdeel van accu’s voor elektrische auto's, en de vraag ernaar is de afgelopen jaren aanzienlijk gestegen.
Mangaan is het op vier na meest voorkomende metaal op aarde en wordt vaak gevonden naast ijzerafzettingen. Mangaan wordt meestal gewonnen in dagmijnbouw, waarbij ongeveer 80% van de mangaanproductie uit Zuid-Afrika komt. Australië, China, India, Oekraïne en Brazilië produceren ook een groot deel van het metaal.
Omdat mangaan in open groeves wordt gewonnen, kan de winning ervan behoorlijke luchtverontreiniging veroorzaken, vooral in droge gebieden waar het stof van de mijnbouw makkelijk kan opstuiven. Daarnaast kan mangaan de bodem en de watervoorziening vervuilen, onder andere door de toevoeging van andere chemische elementen.
Gezien de problematische herkomst van veel materialen die in EV-accu’s worden gebruikt, zijn fabrikanten actief op zoek naar nieuwe, milieu- en mensvriendelijke oplossingen voor de productie van hun accu’s. Eén zo'n alternatief is lithium-ijzerfosfaat-technologie (LFP of Li-FP), waarbij ijzer wordt gebruikt in plaats van kobalt.
Vergelijken we dit met lithium-ion (Li-ion), dan hebben LFP-accu’s zowel een aantal voordelen als uitdagingen. Het grootste nadeel is hun lagere energiedichtheid, wat betekent dat ze over het algemeen minder efficiënt zijn en een kortere actieradius hebben dan Li-ion accu’s. Dit is de reden waarom dit in het verleden maar beperkt in accu’s werd gebruikt.
Toch zijn LFP-accu’s ook veel makkelijker (en dus goedkoper) om te produceren, omdat ze veel meer breder beschikbare materialen gebruiken. Ze zijn ook meer hittebestendige dan Li-ion accu’s en hebben een langere levensduur.
EV-fabrikanten gebruiken tegenwoordig al LFP-accu’s; de Chinese fabrikanten lopen hierbij voorop. Maar ook westerse bedrijven passen de LFP-technologie toe. Tesla meldt bijvoorbeeld dat de helft van zijn auto's al gebruikmaakt van kobaltvrije LFP-accu’s.
Omdat elektrische auto’s geen diesel of benzine gebruiken om hun motoren van brandstof te voorzien, ligt de grootste milieu-impact bij deze auto’s van de productie ervan, en dan met name de accu’s. Hoe duurzaam een elektrische auto voor dagelijks gebruik is, hangt natuurlijk af van de manier waarop de elektriciteit voor het opladen wordt opgewekt.
Een EV die wordt aangedreven door duurzame bronnen zal een veel lagere impact hebben dan een EV die wordt aangedreven door met kolen of aardgas opgewekte stroom. Toch zal een EV gemiddeld na ongeveer 39.000 km op de weg evenveel uitstoten als een verbrandingsmotor.
Hoewel de productie van EV-accu’s momenteel te kampen heeft met een aantal negatieve gevolgen voor het milieu en de samenleving, maken nieuwe extractiemethoden, accuchemicaliën en materialen de weg vrij voor een duurzamere toekomst.
Ondanks het brede gebruik van accutechnologie, staat de toepassing ervan als energiebron voor elektrische auto’s nog in de kinderschoenen. Naarmate de kosten blijven dalen en er vooruitgang wordt geboekt, hebben beleidsmakers en de grote spelers in de industrie de plicht om de arbeidsomstandigheden bij de ontginning en productie van accu’s te verbeteren.
Natuurlijk zal er altijd een mate van impact bij de productie van een elektrische auto zijn, dus hergebruik en recycling van oude accu’s is essentieel om te zorgen dat de gebruikte materialen ook zo lang mogelijk bruikbaar blijven.
Gelukkig zijn elektrische auto’s gedurende hun hele levensduur veel duurzamer dan brandstofvoertuigen. Momenteel is de verwachting dat EV-accu’s ongeveer 15-20 jaar meegaan en ze kunnen worden hergebruikt en gerecycled om daarmee de meeste grondstoffen weer terug te winnen.