یکی از بحث‌های داغ سال‌های اخیر، آلودگی هوای شهرهای بزرگ است و پای ثابت این بحث‌ها نیز آلودگی ناشی از تردد خودروهاست. اگرچه همواره موضوع کیفیت سوخت خودروها و معاینه فنی برای کاهش میزان آلودگی منتشر شده توسط خودروها مطرح است، اما از چند دهه قبل، موضوع تغییر منبع انرژی خودروها مطرح بوده است و با پیشرفت فناوری در حوزه الکترونیک، خودروهایی با بهره‌گیری از موتورهای الکتریکی به بازار آمدند.

استفاده از موتور الکتریکی در خودروها در حال حاضر به دو صورت انجام شود. نخست خودروهایی با دو موتور مجزا یا خودروهای هیبرید که علاوه بر موتورهای سنتی احتراق داخلی بنزینی یا دیزل، به موتور الکتریکی نیز مجهزند. اما نوع دوم، خودروهای تمام الکتریکی هستند که تنها از موتورهای الکتریکی بهره می‌برند.
در خودروهای هیبرید، موتور احتراق داخلی معمولا به عنوان موتور اصلی خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد و حین کار، بخشی از توان خود را برای شارژ باتری مورد استفاده‌ی موتور الکتریکی صرف می‌کند. راننده می‌تواند در مواقع دلخواه، نیروی پیشران خودرو را از موتور احتراق داخلی به موتور الکتریکی تغییر دهد. باتری برخی از این خودروها نیز قابلیت شارژ مستقیم از طریق برق شهری را دارد ولی در اکثر این خودروها، باتری از طریق نیروی موتور احتراق داخلی شارژ می‌شود. در واقع، آنچه در این خودروها اتفاق می‌افتد آن است که نیروی اصلی خودرو، از طریق احتراق سوخت اصلی خودرو (بنزین، گاز، گازوییل، الکل یا هیدروژن) به دست می‌آید و کماکان تبعاتی برای انتشار گازهای گلخانه‌ای یا آلاینده‌های هوا به دنبال دارد.

خودروهای تمام الکتریکی در طول عمر خود، ۲۹ درصد کمتر از منابع انرژی و ۳۷ درصد کمتر از سوخت‌های فسیلی به نسبت خودروهای احتراق داخلی استفاده می‌کنند اما در عوض مصرف آنها از منابع آب، ۵۶ درصد بیشتر است

اما آنچه در سال‌های اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته، خودرهای تمام الکتریکی است. خودروهایی که مستقیما با برق شهری شارژ می‌شوند، معمولا بی‌صدا هستند و حین ترددشان در شهر، هیچ آلاینده‌ای را مستقیما وارد هوای شهرها نمی‌کنند. بخشی از آن‌ها نیز خودران هستند و بدون راننده نیز قادر به حرکتند. با این حال سوال اصلی اینجاست که آیا این خودروها واقعا آنطور که به نظر می‌رسند فاقد هرگونه آلودگی و اثرات محیط‌زیستی هستند؟ این سوالی است که در از چند سال قبل و با توسعه فناوری تولید این خودروها مورد بحث بوده است.
به طور کلی، آثار محیط زیستی هر ابزار، امکان یا پدیده‌ی انسان‌ساخت را باید در سه مرحله مورد بررسی قرار داد؛ مرحله ساخت، مرحله کاربری و در نهایت مرحله پایان عمر مفید. به همین شکل می‌توان خودروهای تمام الکتریکی را در این سه مرحله مورد بررسی قرار داد تا تاثیرات محیط زیستی آنها اعم از مصرف انرژی و آب و مواد و انتشار آلودگی‌ها و سایر تبعات ساخت، کاربری و اسقاط آن‌ها را دریابیم.
مواد اولیه‌ی کمیاب
بخش اعظم قطعات خودروهای تمام الکتریک با سایر خودروها مشابه است و تقریبا همان فرایندی را طی می‌کند که در همه صنایع خودروسازی طی می‌شوند. قطعات مربوط به بدنه، سامانه انتقال قدرت و تزئینات خودرو چندان تفاوتی با خودروهای عادی ندارد.
در واقع مهمترین تفاوت این خودروها در بردهای الکترونیک و باتری آن‌هاست. عمده باتری‌های مورد استفاده در خودروهای تمام الکتریک باتری‌های لیتیوم-یونی، حاوی موادی همچون کبالت، لیتیوم و عناصر معدنی کمیاب هستند. استخراج این مواد معدنی علاوه بر آثار محیط زیستی همچون تخریب عرصه‌های طبیعی و انتشار آلودگی‌های آب و خاک، حتی محل مناقشه‌ی گروه‌های مدافع حقوق بشر نیز هست.
به عنوان مثال، حدود ۷۰ درصد کبالت مورد استفاده در جهان از معادنی در جمهوری دموکراتیک کنگو استخراج می‌شود که در این معادن از کارگران با دستمزد بسیار کم و کودکان استفاده می‌شود. علاوه بر این، فرایند استخراج کبالت از سنگ معدن منجر به انتشار سرباره‌ها و باطله‌هایی آلاینده و سمی می‌شود که با توجه به وضعیت عمدتا غیر استاندارد معادن در کنگو، احتمال نفوذ آنها به منابع آب و خاک زیاد است. همچنین بخش عمده لیتیوم جهان از استرالیا و شوره‌زارهایی در آرژانتین، بولیوی و شیلی استخراج می‌شود. برای استخراج این ماده معدنی نیاز است تا حجم زیادی از آب‌های زیرزمینی برای شستشوی نمک، از عمق زمین پمپاژ شود که همین موضوع منابع آب زیرزمینی منطقه را تهدید می‌کند و همچنین کشاورزان و دامداران محلی را برای دسترسی به آب با مشکل مواجه می‌سازد.
فارغ از مسایل محیط زیستی و حقوق بشری، نادر و کمیاب بودن موارد مورد استفاده در باتری‌ها می‌تواند منجر به افزایش قیمت آنها در صورت افزایش بازار تولید آن‌ها شود. چرا که حتی سپردن باتری‌های کهنه به فرایند بازیافت، بازهم مستلزم صرف هزینه برای استخراج مواد اولیه آنها و افزایش قیمت این مواد خواهد شد.

نتایج یک مطالعه: با وجود اینکه فرایند تولید و بازیافت خودروهای الکتریکی و باتری آنها باعث انتشار میزان قابل توجهی از گازهای گلخانه‌ای می‌شود، اما در مجموع، این خودروها در طول عمر خود تاثیرات اقلیمی کمتری به نسبت خودروهای با موتور احتراق داخلی دارند

حال آنکه در خودروهای احتراق داخلی قدیمی، باتری‌ها ساختمانی به مراتب ساده‌تر دارند و تولید و بازیافت آنها با سرعت و هزینه کمتری انجام می‌شود. به عنوان مثال در ایالات متحده، بر اساس گزارش آژانس حفاظت محیط زیست، ۹۹ درصد باتری‌های سربی قدیمی به فرایند بازیافت سپرده می‌شوند در حالی که تنها ۵ درصد از باتری‌های لیتیوم-یونی در این کشور بازیافت می‌شوند.
اگرچه تنها بخشی از ساختار خودروهای الکتریکی با سایر خودروها متفاوت است اما مطالعات نشان می‌دهند که میزان انرژی مورد استفاده و همچنین گازهای گلخانه‌ای منتشر شده در فرایند تولید این خودرها، حدود دوبرابر فرایند تولید خودروهای احتراق داخلی عادی است. موضوعی که در نگاه اول، آثار زیان‌بار محیط زیست این خودروها را بیشتر از خودرهای عادی نشان می‌دهد اما موضوع، فقط تولید آنها نیست، بلکه در کارکرد آنها تفاوت‌های عمده‌ای وجود دارد.
آلودگی غیرمستقیم
بسیاری از مردم معتقدند که اگرچه خودرهای تمام الکتریک مستقیما هوای شهرها را آلوده نمی‌کنند، اما برای تولید برق آنها جایی دور از چشم عموم مردم، حجم زیادی از آلودگی و گازهای گلخانه‌ای منتشر می‌شود. اما آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده از این موضوع به عنوان یک «افسانه» یاد می‌کند.
آن‌طور که این آژانس دولتی بر اساس نتایج یک مطالعه علمی اعلام کرده، در بررسی عملکرد خودروهای مختلف در ۳۰۰ مایل کارکرد، خودروهای احتراق داخلی به طور متوسط در طول عمر خود به ازای هر مایل تردد، حدود ۳۸۰ گرم گازهای گلخانه‌ای (عمدتا دی‌اکسید کربن) منتشر می‌کنند که ۷۴ درصد آن مربوط به سوختن ماده سوختنی در موتور آنهاست و ۱۷ درصد نیز مرتبط با فرایندهای دیگر همچون آماده سازی سوخت مصرفی آنها و رساندن آن برای مصرف در خودرو است (فرایند پالایش سوخت در پالایشگاه) و تنها ۹ درصد این گازهای گلخانه‌ای میانگین گازهای منتشر شده در فرایند تولید و بازیافت خودرو پس از اسقاط است که بر اساس طول عمر مفید و میزان متوسط مسافتی که خودرو در طول این عمر خود طی می‌کند، محاسبه شده است. اما از سوی دیگر میزان گازهای گلخانه‌ای برای خودروهای تمام الکتریکی، به ازای هر مایل حرکت، ۱۵۰ گرم است که ۶۵ درصد آن مربوط به فرایند تولید و آماده‌سازی برق مصرفی آنها، ۱۸ درصد مربوط به تولید باتری و ۱۷ درصد نیز مربوط به تولید و بازیافت سایر قطعات خودرو است.
این مطالعه نشان می‌دهد با وجود اینکه فرایند تولید و بازیافت خودروهای الکتریکی و باتری آنها باعث انتشار میزان قابل توجهی از گازهای گلخانه‌ای می‌شود، اما در مجموع، این خودروها در طول عمر خود تاثیرات اقلیمی کمتری به نسبت خودروهای با موتور احتراق داخلی دارند.
گزارشی که مرکز خدمات مطالعاتی کنگره امریکا منتشر کرده نیز این موضوع را تصدیق می‌کند. این گزارش بر پایه مطالعه‌ای مقایسه‌ای بین خودروهای احتراق داخلی و خودروهای تمام الکتریک و بر اساس وضعیت و استانداردهای ایالات متحده انجام شده است. بر همین اساس، خودروهای موتور احتراق داخلی به طور متوسط در طول عمرشان ۳۳ درصد گازهای گلخانه‌ای، ۶۱ درصد ترکیبات آلی فرّار، ۹۳ درصد منوکسید کربن، ۲۸ درصد اکسیدهای نیتروژن و ۳۲ درصد دوده (کربن سیاه معلق) بیشتر از خودروهای تمام الکتریکی منتشر می‌کنند. با این حال خودروهای تمام الکتریک ۱۵ درصد ذرات معلق و ۲۷۳ درصد اکسیدهای گوگرد بیشتری به نسبت خودروهای با موتور احتراق داخلی منتشر می‌کنند که بخش عمده این انتشار نیز در فرایند تولید باتری و شارژ خودرو اتفاق می‌افتد.
جمع‌بندی این گزارش بدین صورت است که خودروهای تمام الکتریکی در طول عمر خود، ۲۹ درصد کمتر از منابع انرژی و ۳۷ درصد کمتر از سوخت‌های فسیلی به نسبت خودروهای احتراق داخلی استفاده می‌کنند اما در عوض مصرف آنها از منابع آب، ۵۶ درصد بیشتر است.
پر واضح است که این مطالعات بر اساس داده‌های کشور ایالات متحده امریکا انجام شده است. در این مطالعه فاکتورهای متعددی همچون استاندارد سوخت، استانداردهای صنعتی در تولید خودرو و قطعات، استانداردهای مرتبط با کارکرد خودرو، منابع و روش‌های تولید و توزیع برق، شرایط جغرافیایی و اقلیمی و بسیاری فاکتورهای دیگر دخیل هستند. به همین جهت نمی‌توان این داده‌ها و مطالعات را عینا به تمامی کشورها بسط داد.
تنها در موضوع منبع تولید انرژی برق در ایالات متحده، آمارهای رسمی نشان می‌دهد که این کشور در سال ۲۰۲۱ در مجموع ۴۱۰۰ میلیارد کیلووات ساعت برق تولید کرده که ۳۰ درصد از آن از طریق گاز طبیعی، ۲۲ درصد از طریق سوزاندن زغال‌سنگ، ۱۹ درصد انرژی هسته‌ای و ۲۰ درصد نیز از طریق اشکال مختلف انرژی‌های پاک و تجدید‌پذیر بوده است که درصد هریک از منابع برای ایالات مختلف متفاوت است. همین تفاوت در نحوه تامین انرژی برق باعث شده تا اخیرا محققان مرکز فناوری ماساچوست ابزاری آنلاین برای تخمین میزان گازهای گلخانه‌ای منتشر شده از ۳۰۰ مدل از خودروهای پرطرفدار در بازار ایالات متحده را تهیه کنند. خریداران خودرو می‌توانند با توجه به برند و مدل خودرو، قیمت سوخت و انرژی و ایالتی که در آن زندگی می‌کنند، این تخمین‌ها را مشاهده کنند و آن را با خودروهای دیگر مقایسه کنند.
اگرچه هنوز صنعت خودروهای تمام الکتریک صاحب سهم زیادی از کل سهم خودروهای جهان نیست و به علاوه نگرانی‌هایی درباره مواد اولیه و بازیافت باتری آنها، همچنین جایگاه‌های شارژ این خودروها در خیابان‌ها و جاده‌ها مطرح است، به نظر می‌رسد این خودروها با اقبال نسبتا خوبی روبرو شده‌اند. به عنوان مثال کانادا اعلام کرده که از سال ۲۰۲۶ یک پنجم خودروهای فروخته شده در این کشور باید تمام الکتریکی باشند و این رقم در سال ۲۰۳۰ باید به ۶۰ درصد برسد. اگرچه هنوز نگرانی‌هایی برای زیرساخت‌های این تصمیم و توسعه شبکه حمل‌ونقل خودروهای تمام الکتریکی وجود دارد، اما به نظر می‌رسد با وجود اجبار قانونی، فرصت‌های اقتصادی نیز برای کسب‌وکارهای مرتبط با توسعه این شبکه به وجود آید و نگرانی‌ها برطرف شود.
با این حال در ایران خودروهای وارداتی با منبع انرژی متفاوت تنها به خودروها هیبرید محدود شده است. خودروهایی که با استانداردهایی بسیار بالاتر از خودروهای ساخت داخل ساخته شده‌اند و حتی در صورت استفاده از موتور احتراق داخلی آن‌ها نیز، میزان انتشار آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای بسیار کمتر از خودروهای داخلی است. با این‌حال به نظر می‌رسد که با توجه به مسایل اقتصادی و سیاسی کشور که بر ارزش پول ملی و قیمت سوخت و خودرو تاثیرات عمیقی داشته است، کشور ما تا راه‌اندازی و توسعه شبکه حمل‌ونقل خودرویی تمام الکتریکی فاصله‌ای بسیار زیاد دارد. با این حال به نظر می‌رسد با توجه به آلودگی هوای شهرها و همچنین میزان مصرف سوخت در خودروها، تلاش برای افزایش واردات، تولید و بهره‌گیری از خودروهای تمام الکتریکی، امری لازم به نظر می‌رسد؛ موضوعی که بر اثر تعدد مسایل مختلف به دست فراموشی سپرده شده است.