Порівняння екологічних проблем силових агрегатів
Прихильники електромобілів (EV) можуть не помічати впливу виробництва та керування, здавалося б, чистим транспортним засобом на навколишнє середовище. Багато політиків та бізнес-лідерів ігнорують те, наскільки забруднюють ці автомобілі. Проблема виходить за рамки того, що виходить з вихлопної труби, і включає в себе сам процес будівництва транспортних засобів.
Наведена нижче візуалізація показує більший внесок CO₂ під час будівництва електромобіля порівняно з автомобілем із двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ). Електромобілі з великим запасом ходу та великими акумуляторами ще більше спотворюють цифри.
🚗 Двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ)
Помірні викиди CO₂
При виробництві
⚡ Електромобіль (EV)
Значно вищі викиди CO₂
В основному через виробництво 🔋 акумулятора
Рисунок 1: Викиди парникових газів (кг CO2)
Це дослідження Bloomberg 2021 року підтверджує звіт 2019 року, опублікований ADAC* (Німеччина) та Joanneum Research (Австрія), в якому зазначається, що виробництво електромобіля генерує більше вуглекислого газу (CO₂) , ніж автомобіль зі звичайним двигуном внутрішнього згоряння. За даними наукового співробітника Університету Монаша в Мельбурні, Австралія, виробництво 1 кВт·год електроенергії з вугілля виробляє 1 кг CO₂, що еквівалентно проїзду 6 км (3,75 милі) в розкішному автомобілі. Виробництво літій-іонного акумулятора потужністю 1 кВт·год виробляє 75 кг CO₂, що еквівалентно спалюванню 35 літрів (7,7 галона) бензину.
* ADAC є акронімом Allgemeiner Deutscher Automobil-Club; Загальний німецький автомобільний клуб. ADAC є найбільшою європейською автомобільною асоціацією.
Викиди CO₂: Електромобіль vs Дизель
Порівняння викидів CO₂ під час виробництва та експлуатації. Точка беззбитковості становить 225 000 км.
| Тип автомобіля | Викиди при виробництві (тонн CO₂) | Загальні викиди на 225 000 км (тонн CO₂) |
|---|---|---|
| ⚡ Електромобіль | 11 | 40 |
| ⛽ Дизельний автомобіль | 5 | 40 |
Джерело: дослідження ADAC (2019) спільно з Joanneum Research, Грац, Австрія. Дослідження також включало автомобіль з бензиновим двигуном, який викидає 43 тонни CO₂ на пробігу 225 000 км.
Таблиця 2: Викиди CO2 між електричними та дизельними автомобілями залежно від пробігу.
Виходячи з вищих викидів CO₂ під час будівництва електромобіля порівняно з автомобілем з двигуном внутрішнього згоряння, електромобілю потрібно проїхати 225 000 км, щоб досягти рівня беззбитковості з автомобілем з дизельним двигуном. (Volkswagen позначає цей показник одометра як кінець терміну служби автомобіля.) Маркування електромобіля як автомобіля з нульовим рівнем викидів є неправильним, оскільки в багатьох регіонах електроенергія виробляється з викопного палива. Виробництво 1 кВт·год електроенергії з вугілля виробляє 0,94 кг (2 фунти) CO₂.
Якщо електроенергію не можна виробляти з відновлюваних ресурсів, електромобіль не забезпечує очікуваного рішення для скорочення викидів CO₂. Компромісом є м’який гібрид з невеликим двигуном внутрішнього згоряння та 48-вольтовою батареєю, що зменшує витрату палива до 40%. Гібрид із підзарядкою від мережі забезпечить більшість щоденних поїздок на роботу, використовуючи живлення від батареї. Основна увага повинна бути зосереджена на розмірі та вазі автомобіля. Повнорозмірна батарея електромобіля важить 500 кг (1100 фунтів) і становить 40% вартості автомобіля.
Заплановані скорочення викидів CO₂ до 2050 року можуть бути неможливими або недоступними з урахуванням сучасних технологій. Очікується, що перехід автомобільного транспорту з викопного палива на електричний подвоїть попит на електроенергію, однак електромобілі можна заряджати вночі під час низького споживання. Більшість будинків також опалюються природним газом, який генерує CO₂. Перехід на електричне опалення ще більше навантажить електричну мережу. Через високу теплотворну здатність повітряні перевезення й надалі залежать від викопного палива.
Парадокс Prius проти Hummer
Окреме дослідження 2007 року, також проведене в Німеччині, стверджує, що електромобілі викидають більше CO₂, ніж їхні дизельні аналоги. Це знову розпалює дискусію щодо водіння Toyota Prius проти Hummer. Дослідження ринку CNW включає витрати на енергію від «пилу до пилу». Якщо звіт правильний, загальні екологічні витрати для суспільства для Prius становлять 2 долари за км ($3,30 за милю), тоді як Hummer коштує 1,2 долара ($1,95). CNW включає витрати на енергію для виробництва автомобілів від виробництва до переробки та утилізації матеріалів.
Toyota Prius
$2.00/км
Загальні екологічні витрати
General Motors Hummer
$1.20/км
Загальні екологічні витрати
Багато хто стверджує, що шкода для навколишнього середовища та споживання енергії є синонімами. Виробництво електроенергії має значення і повинно здійснюватися з відновлюваних джерел. Будучи відносно новими для галузі, гібриди та електромобілі також несуть високі витрати на дослідження та розробки. Далі нам слід звернути увагу на видобуток та переробку літію, кобальту та марганцю, що використовуються для літій-іонних акумуляторів. Жоден з них не є «чистою енергією», а повторне використання перероблених матеріалів часто є більш енергоємним та дорожчим, ніж повторний видобуток.
Згідно зі звітом, готовий акумулятор для електромобіля становить 40% вартості електромобіля. Літій-іонні елементи є енергоємними для виробництва та використовують рідкісну та дорогу сировину. Все частіше до цих матеріалів потрібно ставитися екологічно безпечно. Деякі матеріали, такі як кобальт, можуть стати дефіцитними, що впливає на ціноутворення.
Досягаються успіхи у переробці літій-іонних акумуляторів, щоб забезпечити їх повторне використання. Не всі матеріали, отримані з перероблених літій-іонних акумуляторів, досягають рівня якості акумулятора та можуть бути використані для інших цілей. Літій також використовується як мастило.
Акумулятори LiFePO4
Надійні літій-залізо-фосфатні акумулятори для сонячних та резервних систем.
LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Аг)
Компактний акумулятор із вбудованим BMS для безпечної роботи у сонячних та резервних системах.
Купити
LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг
Сучасна літій-залізо-фосфатна батарея (LiFePO4) з вбудованим BMS і захистом від перевантаження
Купити
LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah
Високоякісне джерело енергії з довгим терміном служби, високою безпекою та сумісністю з екосистемою Victron Energy
КупитиСтурбованим споживачам слід придбати високоекономічний автомобіль або велосипед для роботи. Фізична активність також сприяє нашому особистому благополуччю.
Рисунок 3: Toyota Prius
Рисунок 4: General Motors Hummer
Екологічні аспекти сировини
⛏️ Графіт
Коли люди чують слово «графіт», вони думають про олівець. Високоочищений графіт все частіше використовуватиметься як матеріал для виробництва акумуляторів. Природний графіт лежить в основі енергетичної революції. Він є важливим компонентом літій-іонних акумуляторів, але сучасне очищення графіту включає процеси, які негативно впливають на навколишнє середовище. Використовуваний як анодний матеріал у літій-іонних акумуляторах, концентрат природного графіту повинен бути очищений до рівня домішок менше ніж 500 ppm. Сучасні процеси очищення в основному здійснюються в Китаї та вимагають великої кількості хімічних речовин, які негативно впливають на навколишнє середовище. У найближчому майбутньому очищення можна буде здійснювати за допомогою нових зелених технологій, таких як гідроенергетика.
💧 Літій
Виробництво літію для акумуляторів також є енерго- та ресурсомістким процесом. Літій зазвичай видобувається в тропічних районах, де докладаються зусилля для використання відновлюваних ресурсів для видобутку та переробки.
Викиди життєвого циклу
Викиди життєвого циклу стосуються виробництва, використання та утилізації продукту, вираженого в тоннах еквівалента вуглекислого газу (тCO₂e). У таблиці нижче порівнюється утворення CO₂ двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ), гібридним та електричним транспортним засобом (EV).
| Джерело CO₂ (тCO₂e) | ⚡ Електромобіль | Hybrid Гібрид | ⛽ ДВЗ |
|---|---|---|---|
| Виробництво акумуляторів | 5 | 1 | Низький |
| Виробництво транспортних засобів | 9 | 9 | 10 |
| Виробництво енергії | 26 | 12 | 13 |
| Викиди вихлопних газів | 0 | 24 | 32 |
| Технічне обслуговування | 1 | 2 | 2 |
| Кінець терміну служби | -2 | -1 | -1 |
| Всього в тCO₂e | 39 | 47 | 55 |
| Зменшення викидів CO₂ у порівнянні з ДВЗ | 29% | 15% | 0% |
Примітка: Загальна кількість викидів парникових газів від транспортних засобів середнього розміру за 16 років та 240 000 км пробігу.
Джерело: Звіт Polestar та Rivian Pathway (2023).
Електромобіль знижує викиди вихлопних газів, але перехід з двигуна внутрішнього згоряння на електромобіль зменшує загальні викиди лише зі 100% до 71% протягом повного життєвого циклу в 240 000 км (150 000 миль). Видобуток сировини та переробка літію, кобальту, нікелю та графіту є енергоємними та забруднюючими. Ми також пам’ятаємо, що приблизно 60% електроенергії виробляється з викопного палива. Самої лише сонячної та вітрової енергії недостатньо для забезпечення майбутнього попиту на електроенергію.
Перехід на електромобілі може подвоїти попит на електроенергію; однак, деяку зарядку можна буде здійснювати вночі, коли навантаження невелике. Зменшення викидів CO₂ від електромобілів також можна досягти, встановивши обов'язкове використання менших та легших транспортних засобів.
Довгострокові інвестиції повинні виходити за рамки приватного автомобіля, а також покращувати громадський транспорт. Ефективне залізничне сполучення забезпечить вищу віддачу для майбутніх поколінь, ніж якщо кожен керуватиме автомобілем, який важить у 10 разів більше за пасажира. Співвідношення зворотне з мікромобільністю.
