Батарея электроскутера служит около пяти лет, обеспечивая ежедневные поездки. Однако, когда состояние здоровья батареи падает ниже 70%, большинство людей рассматривают ее как обычный мусор. Промышленность же видит в ней кладезь критически важных минералов. В данный момент израсходованная батарея перестает быть просто автомобильным компонентом и становится частью грандиозного промышленного перехода.
По мере ускорения внедрения электромобилей в стране судьба этих батарей определит, станет ли Индия самодостаточным производителем или заменит зависимость от импорта сырой нефти зависимостью от импорта критических минералов. Индия ставит целью достичь продаж 30 миллионов электромобилей к 2032 году. По оценкам NITI Aayog, к концу десятилетия в Индии образуется примерно 128 ГВтч отходов батарей, причем сегмент электромобилей составляет почти половину этого объема. Таким образом, то, что выглядит как отходы, на самом деле является концентрированной городской шахтой.
Литий-ионные батареи, находящиеся в конце срока службы, содержат все необходимые материалы для создания следующего поколения систем хранения энергии. Прогнозируемые 128 ГВтч отходов потенциально могут дать колоссальные 17 500 тонн лития, 22 600 тонн никеля, 2 600 тонн кобальта и 141 800 тонн графита.
Для страны с ограниченными внутренними запасами добыча этих минералов является макроэкономической необходимостью. Согласно отчету Rocky Mountain Institute, круговая экономика батарей представляет собой рыночную возможность в размере 9 миллиардов долларов для Индии. К 2050 году надежная внутренняя инфраструктура переработки могла бы удовлетворить внутренние потребности страны в литии, никеле и кобальте более чем на 40%, защищая производство от волатильности мировых сырьевых рынков.
Извлечение критических минералов гораздо сложнее, чем просто демонтаж батареи. Каждая батарейная батарея отличается по химии, конструкции, физическому состоянию и остаточному заряду, что делает безопасное обращение первой инженерной задачей. После контролируемого разряда батареи механически разбирают и измельчают в контролируемой среде для отделения пластика, медной и алюминиевой фольги.
Результат процесса измельчения — темный тонкий порошок, известный как «черное вещество» (black mass), который содержит концентрированные активные металлы, движущие энергетический переход. Передовые методы очистки позволяют извлекать литий, никель, кобальт и графит в виде металла или солей с эффективностью восстановления более 90%. В конечном итоге металлы в батарейных блоках остаются металлами и могут трансформироваться в различные формы этих металлов. Очищенные металлы могут повторно использоваться в различных производственных потоках, включая батареи, посредством переработки.
Реальная экономическая ценность заключается в переработке черного вещества в металлы или соли, которые может использовать промышленность, а не в производстве самого черного вещества. До недавнего времени черное вещество в основном экспортировалось, что фактически переводило значительную ценность за границу. Внутренняя переработка сохраняет ценность в собственной производственной экосистеме страны и укрепляет отрасли производства батарей, химическую промышленность и производство передовых материалов.
Эксплуатация перерабатывающего предприятия демонстрирует, что одного только металлургического подхода недостаточно для коммерческого успеха; важен также дизайн процесса. Технологии с несколькими стадиями химического извлечения увеличивают потребление реагентов, генерацию отходов и операционные расходы. Поскольку фосфат железа лития (LFP) становится предпочтительной химией, коммерчески жизнеспособная переработка будет зависеть от технологий, не привязанных к конкретной химии, которые снижают сложность процесса при эффективной работе в масштабе.
Несмотря на технический успех в восстановлении критических минералов, батареи LFP представляют собой коммерческую проблему. В отличие от премиальных никель-марганцево-кобальтовых (NMC) батарей, насыщенных высокоценными металлами, батареи LFP не содержат никеля и кобальта. Хотя литий, железо и фосфор могут быть извлечены, сегодняшние цены на сырье не покрывают затраты на обработку. Наука переработки обоснована, но экономика может быть суровой. Если оставить это полностью на волю свободного рынка, переработчики естественным образом будут выбирать NMC батареи и отказываться от LFP, что приведет к образованию гор необработанных токсичных отходов.
Чтобы спасти пакеты LFP от превращения в обесцененный актив, отрасли необходимы гранты на покрытие разрыва в жизнеспособности (Viability Gap Funding, VGF) или дифференцированные стимулы, специфичные для химии, чтобы сделать обработку низкоценных химических составов финансово устойчивой.
Обеспечение сырьем является огромным препятствием. Приблизительно 70% – 90% отходов батарей Индии исчезают в нерегулируемом неформальном секторе, где небезопасная добыча вызывает экологический ущерб и огромные потери материала. Правила по управлению отходами батарей (Battery Waste Management Rules, BWMR) 2022 года своевременно ввели расширенную ответственность производителя (Extended Producer Responsibility, EPR), чтобы направить отходы к переработчикам, однако соблюдение этих правил остается критически важным. Обеспечение прослеживаемости на протяжении всего жизненного цикла батареи до ее вывода из эксплуатации может гарантировать, что батареи останутся в рамках формальной циклической экономики.
В конечном счете, преобразование отходов батарей в стратегические ресурсы является определяющим промышленным вызовом эры электрической мобильности. Батареи являются источником сырья, которое лежит в основе перехода Индии к чистой энергетике и ее промышленной конкурентоспособности. Масштабируя передовую очистку, поддерживая экономически сложные химические составы, такие как LFP, и усиливая соблюдение EPR и прослеживаемость батарей, переработка батарей превратится в стратегическую промышленную возможность.
На протяжении многих лет для борьбы с перегревом в бетонных мегаполисах применялась стратегия увеличения количества зеленых насаждений. Однако новое научное исследование предполагает, что в регионах с высокой влажностью этот естественный метод может создавать дискомфорт для жителей.
Исследователи из Индийского технологического института (IIT) Гандинагар и Университета Северо-Востока в США обнаружили, что в условиях влажной городской среды плотные кроны деревьев могут стать источником повышенной влажности и тепла. Они препятствуют циркуляции воздуха, что приводит к росту воспринимаемой температуры до опасных отметок.
Команда провела анализ данных, собранных в 138 городах Индии в период с 2003 по 2020 год. Изучая разнообразные климатические зоны — от засушливого северо-запада до тропического юга — ученые стремились понять, почему озеленение городов приносит пользу в одних местах, но оказывается неэффективным в других.
Было установлено, что эффективность городского озеленения напрямую зависит от местного климата и характеристик ландшафта. Растительность обычно охлаждает территорию двумя основными способами: затенением и эвапотранспирацией.
Затенение является простым механизмом: листья блокируют солнечное излучение, предотвращая его попадание на здания и землю, тем самым снижая поступление энергии. Эвапотранспирация сложнее; это процесс, при котором растения выделяют водяной пар, потребляя тепло и понижая температуру окружающего воздуха.
В сухих, засушливых городах этот процесс очень выгоден, поскольку воздух способен эффективно поглощать влагу, обеспечивая значительное охлаждение. Однако в городах с высокой влажностью воздух уже насыщен водой. Когда плотные скопления деревьев дополнительно выделяют влагу через эвапотранспирацию, атмосфера становится тяжелой и душной.
Ситуация усугубляется, если архитектура города, например, высокие здания и узкие улицы, препятствует ветру. В результате влага задерживается. Для человека это создает крайне неблагоприятные условия. Человеческое тело охлаждается за счет испарения пота с кожи. Если воздух уже насыщен влагой от местных деревьев, пот не может испаряться, и человек ощущает значительно более высокую температуру, чем показывает термометр.
Этот воспринимаемый жар известен как Индекс теплового стресса (Heat Index), и именно этот показатель использовался исследователями для измерения термического дискомфорта.
Исследователи применили методы машинного обучения и спутниковые снимки высокого разрешения для определения конкретных пороговых значений, после которых озеленение перестает приносить пользу. Они обнаружили, что умеренная площадь листвы и общая зелень обычно способствуют охлаждению, но когда здоровье или продуктивность растительности (измеряемая как fPAR) превышает определенный предел в влажных городских центрах, Индекс теплового стресса начинает расти.
В некоторых случаях плотное озеленение в влажных городах Индии было связано с увеличением ощущения жары до двух градусов Цельсия. Это указывает на необходимость серьезного пересмотра стандартной политики, согласно которой в тропических климатах всегда лучше больше зеленых насаждений.
Ранее исследования часто опирались на измерения температуры поверхности земли, которые показывают, насколько горячим кажется асфальт со спутника. Тем не менее, температура поверхности не отражает реального опыта человека. Данное новое исследование сосредоточилось на Индексе теплового стресса, который объединяет температуру воздуха и влажность для более точной оценки влияния городской жары на здоровье населения.
Кроме того, анализ 138 городов на протяжении почти двух десятилетий предоставил масштабный взгляд на эти тенденции, в отличие от небольших компьютерных симуляций, которые могут не учитывать сложную реальность городской жизни.
Поскольку изменение климата делает волны жары более частыми и интенсивными, существует сильное стремление высаживать леса на каждом свободном участке. Однако данное исследование демонстрирует, что критически важен климатически адаптированный подход к проектированию. В влажных городах планировщикам следует рассмотреть возможность приоритетного создания разреженных кронах, обеспечивающих лучшую вентиляцию, или сосредоточиться на стратегическом затенении зданий, вместо того чтобы полагаться исключительно на плотные скопления высокотранспирирующих деревьев.
Определяя места и причины, по которым природоориентированные решения могут оказаться контрпродуктивными, это позволяет правительствам разрабатывать более справедливые и действенные стратегии охлаждения. Для миллионов людей, живущих в быстро нагревающихся тропических городах, эти выводы могут стать решающими факторами между городом-убежищем и удушающей ловушкой влажного зноя.
Команда индийских ботаников обнаружила новый, редкий вид папоротника в туманных холмах Колли в Восточных Гаттах. Растение получило название Pteris madhusoodananii. Исследователи из Government Victoria College и Sri Vyasa NSS College в Керале идентифицировали этот вид во время серии научных экспедиций в Тамилнаду.
Обнаружение имеет особую срочность, поскольку данный вид был незамедлительно классифицирован как «критически находящийся под угрозой исчезновения» из-за крайне ограниченной среды обитания и угрозы вторжения человека.
Открытие произошло в ходе таксономического пересмотра папоротников на юге Индии. Во время исследования окраин леса Пулиансолай исследователи заметили популяцию папоротника, которая не соответствовала ни одной известной записи. Чтобы подтвердить свои подозрения, команда забрала образцы в лабораторию, где использовала комбинацию традиционных физических измерений, сканирующую электронную микроскопию для изучения спор растения и секвенирование ДНК для построения его генетического древа.
Несмотря на внешнее сходство с другими папоротниками семейства Pteris, Pteris madhusoodananii отличается жесткими, кожистыми листьями с блестящим темно-зеленым цветом. В отличие от ближайших родственников, он имеет очень заметную лопасть у основания нижних сегментов и уникальную архитектуру пинна-пиннулы, при которой более мелкие листочки расположены вдоль стебля. На микроскопическом уровне его споры обладают узким, волнистым пояском, называемым цингулумом, что отличает их от гладких, более широких поясов, встречающихся у схожих видов.
Название растения является данью уважения титану индийской ботаники. Видовое эпитет madhusoodananii был выбран в честь профессора доктора П. В. Мадхусуданана, бывшего руководителя кафедры ботаники Университета Каликута. Авторы отметили, что это имя признает его выдающийся вклад в изучение папоротников и его роль в вдохновении новых поколений ученых.
Несмотря на радость от находки, будущее Pteris madhusoodananii остается неопределенным. В настоящее время известно, что он существует всего на двух небольших участках площадью восемь квадратных километров. Поскольку эти территории не имеют официальной защиты и подвергаются угрозе из-за строительства дорог, вырубки лесов и превращения лесов в сельскохозяйственные угодья, ученые призывают к немедленным природоохранным мерам для спасения этого недавно открытого частицы природного наследия Индии.
Средняя температура океанов вне полярных шапок и экстремальных полярных регионов превысила отметку в 20,96 °C в прошлом месяце, побив предыдущий рекорд в 20,89 °C, зафиксированный в 2023 году.
Одним из факторов, способствовавших этому повышению, стали исключительно высокие температуры на обширной территории тропической части Тихого океана. В этой зоне наблюдаются условия метеорологического явления, известного как Эль-Ниньо, которое, согласно прогнозам, будет усиливаться в ближайшие месяцы.
Вокруг Европы рекорды температуры в Атлантическом и западном Средиземном морях были связаны с интенсивными морскими волнами тепла, которые оказали влияние как на экосистемы, так и на прибрежные сообщества.
Западная часть континента пережила самый жаркий период в совокупности июня и июля за всю историю наблюдений, достигнув 21,62°C. Эта цифра превышает рекорд 2022 года и на 2,79°C выше среднего показателя. В течение этого времени происходили волны жары, а также сохранялась засуха, которая началась еще в мае.
Осадки и влажность почвы были исключительно низкими для данного периода во Франции, Испании, части Германии и в Великобритании. Согласно отчету, опубликованному C3S, сток рек в затронутых регионах значительно упал ниже среднего или был крайне низким, что сказалось на водоснабжении, орошении и производстве энергии в ряде стран, особенно на реках Сена, Рейн и Дунай.
Саманта Берджесс из Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды объяснила, что «устойчивые системы высокого давления удерживали тепло над Западной Европой; экстремальные температуры также усугубили общую засуху. По мере высыхания почва теряет способность естественным образом обеспечивать прохладу».
Она добавила, что это «яркий пример того, как изменение климата усиливает экстремальные температуры, при этом тепло и засуха все больше взаимно подкрепляются».
В мировом масштабе июль прошлого месяца стал вторым по теплоте за всю историю наблюдений, со средней температурой воздуха на поверхности 16,90°C. Этот показатель равен июлю прошлого года, но отстает от рекорда июля 2023 года, будучи на 1,47°C выше доиндустриального среднего уровня 1850–1900 годов.
Лауренс Руиль, директор Службы мониторинга атмосферы Copernicus, отметила, что «прошлый месяц ознаменовался исключительной активностью лесных пожаров в Западной Европе с точки зрения площади горения и выбросов».
Руиль подчеркнула, что условия, вызванные изменением климата, способствуют возникновению крупных и высокоинтенсивных пожаров на юге Европы, одновременно продлевая сезон пожаров на север. Кроме того, она предупредила, что более крупные пожары производят больше дыма, который выбрасывается на большую высоту в атмосферу, позволяя ему распространяться дальше и влиять даже на страны, расположенные за тысячи километров, где количество пожаров относительно невелико.
