Avaliação do impacto ambiental do ciclo de vida da bateria

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 7952 (2023) Citar este artigo

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Como parte importante dos veículos elétricos, as baterias de íon-lítio terão um certo impacto ambiental na fase de uso. Para analisar o impacto ambiental abrangente, 11 baterias de íon-lítio compostas por diferentes materiais foram selecionadas como objeto de pesquisa. Ao introduzir o método de avaliação do ciclo de vida e o método do peso da entropia para quantificar a carga ambiental, um sistema de avaliação de índice multinível foi estabelecido com base nas características ambientais da bateria. Os resultados mostram que a bateria Li–S é a bateria mais limpa na fase de uso. Além disso, em termos de estrutura de energia, quando as baterias são usadas na China, a pegada de carbono, pegada ecológica, potencial de acidificação, potencial de eutrofização, câncer de toxicidade humana e toxicidade humana não cancerígena são muito maiores do que nas outras quatro regiões. Embora a atual estrutura de energia na China não seja propícia ao desenvolvimento sustentável de veículos elétricos, espera-se que a otimização da estrutura de energia faça com que os veículos elétricos alcancem uma direção limpa na China.

A indústria de transportes está se desenvolvendo rapidamente e desempenha um papel particularmente importante no desenvolvimento econômico e social1. Ao mesmo tempo, também consome muitos combustíveis fósseis e causa séria poluição ambiental2. A IEA (2019) relata que aproximadamente um terço das emissões globais de CO2 são causadas pelo setor de transporte3, 4. Como o maior emissor mundial de dióxido de carbono, a China teve que lidar com sérios problemas energéticos e ambientais nos últimos anos5. Para aliviar a enorme demanda de energia e pressão ambiental na indústria de transporte global, a eletrificação do setor de transporte é considerada uma das principais medidas para reduzir a emissão de poluentes6,7,8. Portanto, o desenvolvimento de veículos de energia limpa e sustentável, especialmente veículos elétricos (EVs), tornou-se uma escolha promissora na indústria automotiva9.

Nesse contexto, em setembro de 2001, veículos de nova energia foram incluídos no plano nacional "863", após o qual foi lançado o "grande projeto científico e tecnológico de VEs", marcando o início da pesquisa e desenvolvimento de VEs na China. Desde o 12º Plano Quinquenal (2010-2015), o governo chinês decidiu promover o uso de VEs para tornar as viagens mais limpas. No entanto, a grave crise econômica deixou todos os países enfrentando problemas de crise energética, aumento dos preços dos combustíveis fósseis, alto desemprego e aumento da inflação, que afetam a mentalidade da sociedade, o poder de compra das pessoas e a tomada de decisões do governo. Portanto, o reconhecimento e aceitação dos VEs pelas pessoas não é alto, o que dificulta a difusão precoce dos VEs no mercado10. Isso ocorre em um momento em que o governo chinês lançou uma série de medidas políticas e incentivos financeiros para promover o desenvolvimento de EVs11. Desde 2013, a China implementou uma política de subsidiar a compra de VE12. De 1º de janeiro de 2021 a 31 de dezembro de 2022, os veículos de energia nova adquiridos estarão isentos do imposto de compra de veículos. No curto prazo, as medidas governamentais, como subsídios para reduzir a diferença de preço e o desenvolvimento de infraestrutura de carregamento, aumentarão o consumo de VE'13.

Nos últimos anos, as vendas e a propriedade de VEs e veículos movidos a combustível na China são mostradas na Fig. 1. Pode-se ver que as vendas e a propriedade de VEs na China estão aumentando, especialmente nos últimos dois anos. Em contraste, as vendas de carros movidos a combustível continuam diminuindo e a tendência de crescimento da propriedade diminui. Em outras palavras, com a orientação dos regulamentos e o despertar da consciência ambiental, a mudança nas vendas de carros a combustível convencional é oposta à dos VEs, e a taxa de popularidade dos VEs está aumentando rapidamente7, 14. Atualmente, as baterias de íon-lítio (LIBs) são a primeira escolha no campo EV devido às suas vantagens de peso leve, ótimo desempenho, alta densidade de energia e alta potência de saída15,16,17,18,19. Além disso, os LIBs, como principal tecnologia em sistemas de armazenamento de energia em baterias20, também apresentam grande potencial de sustentabilidade energética e reduções significativas nas emissões de carbono21.