Энергетическая дилемма: от ископаемого топлива до электромобилей

Нефтяная промышленность ожидает быстрого восстановления потребления нефти, с рекордными показателями, превышающими 100 000 миллионов баррелей в день. Этот темп сжигания беспокоит экологов из-за глобального потепления, вызванного ростом содержания углекислого газа (CO₂). В доиндустриальные времена содержание CO₂ было ниже 280 частей на миллион. С 1970 года уровень CO₂ в атмосфере быстро вырос и сейчас превышает 400.

Атмосферные условия на Земле имеют решающее значение для благополучия жизни. Незначительные колебания оказывают значительное влияние. Учтите, что наклон земной оси на 23° вызывает колебания температуры от -40°C до +40°C в некоторых частях мира. Дальнейшее увеличение уровня CO₂ усилит экстремальные явления в виде погодных условий, таких как наводнения и засухи. Крупные извержения вулканов на некоторое время уносили жизни в прошлом — сжигание 100 000 миллионов баррелей нефти в день является техногенным и непрерывным процессом.

Граждане богатого Запада обвиняют правительства в бездействии, в то же время наслаждаясь удобством дешевого ископаемого топлива. Никто не любит перемен. Когда медицинские ассоциации в 1970-х годах осознали, что курение табака вредно для здоровья человека, тогдашний президент США Рональд Рейган сказал: «Да, мы должны сделать все, чтобы сократить курение. Но давайте не нанесем вреда табачной промышленности» (перефразировано). Применительно к сегодняшнему дню, политически корректным решением является управление электромобилем (EV), субсидируемым налогоплательщиками.

Является ли электромобиль решением?

Европа была более экономной в потреблении ископаемого топлива, чем Северная Америка. В качестве ориентира, Северная Америка сжигает примерно вдвое больше ископаемого топлива на душу населения, чем Европа. Значительная часть этого свободного потребления заключается в продвижении автомобильной культуры и помощи нефтяной промышленности. Поддержка электромобилей — это не столько потребительская тенденция, сколько политическое давление. Но является ли это окончательным решением, спрашиваем мы?

Зарядные устройства для электрокаров

Зарядные устройства от известного производителя с гарантией 5 лет

Зарядное устройство для электромобиля Victron EV Charging Station

Обеспечивает до 22 кВт мощности в трехфазном режиме или до 7,3 кВт в однофазном, поддерживает работу с GX-устройствами и VRM, имеет встроенный Wi-Fi, Bluetooth, сенсорный дисплей и кольцо световой индикации.

Купить

Зарядная станция для электромобилей Victron EV Charging Station NS

Это идеальное решение для тех, кто хочет заряжать электромобиль от солнца, управлять процессом с телефона или GX-устройства, контролировать статистику через VRM-портал, и при этом иметь надежное и стильное устройство.

Купить

Черная передняя часть для EV Charging Station NS

 Сменная лицевая часть корпуса для зарядной станции Victron Energy EV Charging Station NS. Также предусмотрена версия белого цвета.

Купить

Посмотреть больше

Исследование, проведенное в 2019 году ADAC* (Германия) и Joanneum Research (Австрия), показывает, что производство электромобиля выбрасывает больше CO2, чем транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). По данным научного сотрудника Университета Монаша в Мельбурне, Австралия, производство 1 кВт·ч электроэнергии из угля производит 1 кг CO2, что эквивалентно проезду 6 км (3,75 мили) в роскошном автомобиле. Производство литий-ионного аккумулятора мощностью 1 кВт·ч производит 75 кг CO2, что эквивалентно сжиганию 35 литров (7,7 галлона) бензина.

В таблице 1 сравниваются выбросы CO2 при производстве и вождении транспортных средств с дизельным двигателем и электрическим силовым агрегатом.

Таблица 1: Выбросы CO2 между электрическими и дизельными автомобилями в зависимости от пробега. Точка безубыточности составляет 225 000 км. Источник: исследование ADAC (2019) совместно с Joanneum Research, Грац, Австрия. Исследование было основано на автомобиле размера VW Golf. Исследование также включало автомобиль с бензиновым двигателем, который выбрасывает 43 тонны CO2 при пробеге 225 000 км.

Исходя из более высоких выбросов CO2 при постройке электромобиля по сравнению с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, электромобилю необходимо проехать 225 000 км, чтобы достичь уровня безубыточности с автомобилем с дизельным двигателем. (Volkswagen обозначает этот показатель одометра как конец срока службы автомобиля.) Маркировка электромобиля как имеющего нулевой уровень выбросов является неверной, поскольку в большинстве регионов электроэнергия производится из ископаемого топлива. Производство 1 кВт·ч электроэнергии из угля приводит к выбросам 0,94 кг (2 фунта) CO2.

Будущее энергетики и транспорта

Если электроэнергию нельзя производить из возобновляемых ресурсов, электромобиль не обеспечивает ожидаемого решения для сокращения выбросов CO2. Компромиссом является мягкий гибрид с небольшим двигателем внутреннего сгорания и 48-вольтовой батареей, что уменьшает расход топлива до 40%. Гибрид с подзарядкой от сети обеспечит большинство ежедневных поездок на работу, используя питание от батареи. Внимание должно быть сосредоточено на размере и весе автомобиля. Полноразмерная батарея электромобиля весит 500 кг (1100 фунтов) и составляет 40% стоимости автомобиля.

Запланированные сокращения выбросов CO2 к 2050 году могут быть невозможными или недоступными с учетом современных технологий. Ожидается, что переход автомобильного транспорта с ископаемого топлива на электрический удвоит спрос на электроэнергию; однако электромобили можно заряжать ночью во время низкого потребления. Большинство домов также отапливаются природным газом, который генерирует CO2. Переход на электрическое отопление еще больше нагрузит электросеть. Из-за высокой теплотворной способности воздушные перевозки будут продолжать зависеть от ископаемого топлива.

Чтобы удовлетворить будущие потребности электромобилей в электроэнергии, в сеть добавляются возобновляемые источники энергии и резервное питание от аккумуляторов. Эта трехстанционная система стабильного ресурса, возобновляемых источников энергии и резервного питания от аккумуляторов должна быть разработана для поддержки наихудших условий, когда возобновляемые источники энергии отсутствуют. Аккумуляторы обеспечивают лишь кратковременную подачу энергии и плохо работают при низких температурах. Мы также учитываем высокие затраты. Энергия, поставляемая аккумулятором, вдвое превышает стоимость кВт·ч. Производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии дороже, чем ископаемое топливо или ядерная энергетика.

Возобновляемая энергия появляется нечасто, и излишки могут когда-нибудь храниться в водороде для питания топливных элементов. Более распространенной системой накопления энергии является гидроэлектростанция, в которой избыток воды закачивается в поднятый резервуар для дальнейшего использования. Маховики и суперконденсаторы будут обеспечивать кратковременную мощность для сверхбыстрой зарядки электромобилей в регионах, которые не поддерживаются мощной энергосистемой. Типичными пользователями будут отели и мотели.

Вывод

Европа осознает энергетический след и участвует в энергосбережении, что является менее популярным хобби в Северной Америке. Небрежное использование драгоценной энергии заметно в частном транспорте. Проблему поездок на работу можно решить с помощью систем скоростного транспорта, в которых пассажиры получают утреннюю зарядку, добираясь до железнодорожного вокзала на легком транспорте, таком как велосипед или скутер. В Америке нет высокоскоростной железной дороги. Благодаря скоростному железнодорожному сообщению люди могли бы жить в меньших городах и добираться до центров городов на поезде. Такая инфраструктура не только снизила бы выбросы CO2, но и снизила бы стоимость жизни. Европа и Азия опережают Северную Америку в современных транспортных системах. Переход на электромобили не является окончательным решением, и государственные субсидии должны направляться на общественный транспорт.