Электромобили: польза или вред?
- Автор: lenles.info
Насколько будет затратно утилизировать аккумуляторы от электромобилей при массовом внедрении такого вида транспорта? В масштабах России и в мировых масштабах? Особенно, учитывая, что эти аккумуляторы работают в среднем всего 4-5 лет.
Аккумуляторы для электромобилей – дорогие и ядовитые. Это не всем знакомые свинцовые аккумуляторы в автомашинах с ДВС. Сейчас в электромобилях используются в основном литий – ионные аккумуляторы. Большинство таких аккумуляторов не может служить больше пяти лет. Автомобили на электротяге Nissan, имеют литий-ионные батареи плоского типа. Под днищем авто спрятано 50 модулей: вес каждого модуля 4 кг, и общая энергоотдача – 90 кВт. Этого достаточно, чтобы питать 80-киловаттный электромотор (280 Н·м) и другие бортовые системы. Заряженных батарей хватает где-то на 160 км проезда. Бывают следующие модификации литиевых аккумуляторов:
-Никель-кобальт-марганец. Марганец дешевле кобальта, но срок его службы меньше. Если заменить части кобальта никелем и марганцем, то аккумулятор может получить либо более высокую мощность, либо большую энергетическую плотность.
- Никель-кобальт-алюминий. Этот сплав подобен NCM, но алюминий стоит меньше.
- Фосфат железа. Этот сплав мог бы стать самым перспективным, потому что он стабилен и безопасен. Не имеет никаких проблем с перегревом. Недостатком является то, что аккумуляторы из FePo работают при более низком напряжении, чем кобальтовый аккумулятор, поэтому батарей и элементов должно быть больше.
Вес всей аккумуляторной батареи в электромобилях не мал, и составляет от 50 до 400 кг..
Добыча редкоземельных элементов, являющихся необходимым компонентом любой автомобильной батареи, происходит в основном в Китае и других странах третьего мира и является серьезной проблемой для состояния окружающей среды этих стран. Конечно, батареи можно и перерабатывать – но переработка батарей – это очень энергоемкий процесс, в котором для извлечения металлов тратится от 6 до 10 раз больше энергии, чем требуется для производства материалов другими способами, в том числе в горнодобывающей промышленности.
Аккумуляторы имеют ограниченный срок службы и содержат в большом количестве, повторюсь, высокотоксичный литий. Переработка же их с целью извлечения лития весьма сложна и опасна. Поэтому в наших условиях скорее всего этот литий попадет в окружающую среду. Помимо лития эти аккумуляторы содержат в себе тяжелые металлы (в большинстве типов — кобальт), высокодисперсный углерод, обладающий канцерогенным действием, а также компонент электролита — LiPF6.
Так что производство электромобилей наносит окружающей среде куда больший урон, нежели производство автомобилей с ДВС, даже если принять в расчет необходимость утилизации свинцовых аккумуляторов от машин с двигателем внутреннего сгорания.
- Насколько использование автомобилей с аккумуляторами безопасно? Не затмят ли последствия использования электромобилей (и их аккумуляторов) то, что выбросы в атмосферу от таких автомобилей равны нулю?
Нулевых выбросов от автомобилей, где есть движущие части, не бывает. Мы уже указали на выбросы в процессе производства и утилизации аккумуляторов для электромобилей. Это очень опасные яды, много опаснее, чем выхлопные газы. Пыль от истирания асфальта и шин продолжает оставаться серьезным загрязнителем воздуха городов и двигатели тут ни при чем. Испарения масел и тепловое загрязнение воздуха также никуда не девается при переходе на электромобили – вспомните запахи от моторов троллейбуса или трамвая. Но главное – электромобили (пока) работают на той же энергии от сгоревшего ископаемого топлива, что и авто с ДВС. Просто топливо – уголь, нефть, газ – сжигаются на ТЭС и через систему электропроводов, с большими потерями, сильно вырастая в цене, энергия поступает на электромобиль. Для того, чтобы электромобили действительно стали «чистыми», они должны получать энергию от «чистых» источников.
Специалисты из ADAC (Всеобщий немецкий автомобильный клуб) подсчитали, что даже компактный электромобиль класса Smart, который заряжается электроэнергией, вырабатываемой угольными электростанциями, выбрасывает (опосредованно) 107 грамм углекислого газа на километр, а это на 21 грамм больше, чем Smart на обычном дизельном топливе.
Если еще учесть условия производства, то экологичность электромобиля вообще уходит в минус. Так при производстве для него батарей потребляется огромное количество энергии. Для производства одного-единственного электромобиля расходуется столько дополнительной электроэнергии, сколько выделяется при сжигании 10 тыс. литров бензина (!). Столько бензина обычный машина среднего класса потребляет за всю свою жизнь.
Да, электромобиль не выбрасывает СО2, зато его выбрасывают тепловые электростанции, которые снабжают электромобили энергией.
Китай , возможно, из-за больших запасов лития, является лидером по использованию электромобилей. Но в Китае 85% электричества производится путем сжигания ископаемого топлива, из которого 90% составляет уголь. Из-за этого получается, что, переходя на электротранспорт, китайцы начинают потреблять больше энергии, которую они получают совсем не «зеленым» способом. Это приводит к большему количеству вредных выбросов в атмосферу. По результатам исследования китайских ученых, в результате выбросы углекислого газа ( в граммах на каждый выработанный кВт-ч) оказались наибольшими для электромобилей (135-274) и бензиновых автомобилей (150-180). По выбросу взвешенных частиц самыми «грязными» оказались дизельные авто, второе место заняли электромобили и дизельные автобусы, на третьем разместились бензиновые авто.
Но, может быть, использование возобновляемых природных источников энергии станет выходом из этого положения?
Да, доля использования возобновляемых энергоресурсов растет — согласно прогнозам агентства Bloomberg New Energy Finance, возобновляемая энергетика, включая объекты гидроэнергетики, увеличит свою долю в мировом объеме выработки электроэнергии с 12,6% в 2010 году до 15,7% в 2030 году. Максимум, что от «чистых» источников может получить человечество – это 25% от своих потребностей, которые, к тому же, постоянно растут. Если по каким-либо причинам численность человечества (или его потребность в ресурсах) сократится в 4 раза, мы сможем добывать только «чистую» энергию, и тогда электромобили действительно перестанут загрязнять воздух даже опосредованно. Но пока это – из области фантастики.
Электромобилями к тому же еще и крайне неудобно пользоваться. Зимой возможный пробег электромобиля сокращается, по разным оценкам, на 30 -40% от летнего. То есть если запас хода вашего «электрического друга» рассчитан на 300 км., то зимой вы не проедете на нем более 170 км. Да и городские пробки еще никто не отменял. Ну а еще в минус двадцать градусов и ниже мы включим «печку», музыку для настроения, навигатор – и реальный пробег составит не больше 100 км в день. Вроде бы достаточно. Ну да, чтобы съездить на работу и обратно. А в супермаркет надо? А ребенка забрать из общеобразовательной школы и отвезти в спортивную? А заскочить к отдельно живущей маме продуктов подкинуть?
Опыт использования электромобилей провели недавно на эстонских чиновниках.
Чиновники бывшей союзной республики обзавелись электромобилями за счет Японии. Помог им в этом широко разрекламированный договор о покупке Японией квот на выброс углекислого газа. По его условиям, концерн Mitsubishi предоставил Эстонии более 500 электромобилей марки iMIeV. «Зеленые» машины распределили по нескольким министерствам. Больше всего их досталось Министерству социальных дел — 440 электрокаров, пишет эстонское издание Eesti Paevaleht.
Спустя год выяснилось, что эстонские чиновники крайне неохотно пользуются этими экологичными средствами передвижения. Так, средний набег одного электромобиля на чиновника за день составил 19 км, а за месяц — 201 км.
Одна из чиновниц призналась, что, несмотря на то, что электромобиль обходится дешевле, чем бензиновый, эксплуатация сопряжена с рядом весьма специфических трудностей. Так, за время поездки по маршруту Таллин — остров Сааремаа, которая обычно занимает 4,5 часа, машину приходится подзаряжать как минимум трижды. В зимнее время максимальная продолжительность поездки со включенными системами обогрева составляет 30-40 км. А при температуре ниже 15 градусов использование электромобилей и вовсе затруднительно. У электрокаров маленькие салон и багажное отделение. Поэтому перевозить инвалидов и соответствующее оборудование приходится по-прежнему на бензиновых машинах.
Неудобно и то, что зачастую заряжать электромобиль приходится в ночное время и при помощи домашних устройств. Причем, платить за это приходится по обычному «домашнему» тарифу.
Кстати, один из служебных электромобилей уже сгорел. Произошло это, когда помощник мэра города Раквере пытался его подзарядить в своем сарае. В результате чиновник лишился и сарая, и личного автомобиля Audi.
- И общий вопрос: настолько ли опасны автомобили с ДВС ? Не преувеличивают ли европейские экологи урон, наносимый атмосфере?
Использование электромобилей не приведет к уменьшению использования ископаемого топлива. Хоть электромобиль и не сжигает бензин, для производства электричества сжигается все та же нефть. Причем едва ли в меньших количествах — КПД электростанции, конечно, выше, чем КПД двигателя внутреннего сгорания, но КПД электродвигателя тоже не 100%, как и КПД аккумулятора и схем преобразования напряжения для зарядки аккумулятора и для питания двигателя. Еще нужно учесть потери энергии при транспортировке. В общем то же на то же выходит. Просто выбросы в атмосферу будут поступать не от автомобилей, а от крупных энергостанций. Но их количество не уменьшится.
Считается, что автомобили виновны в загрязнении воздуха, во всяком случае, в больших городах, на 80%. Но эти цифры совершенно неверны. Во-первых, в статистике Петербурга не учитываются выбросы от бытовых источников – например, кухонных газовых плит, ответственных за выброс 21 % угарного газа и 3% окислов азота. Во-вторых, не учитываются выбросы от «биологических источников» — человека, его домашних животных, деревьев, также выделяющих (при дыхании) углекислый газ, причем в больших объемах, нежели поглощаемый при фотосинтезе…
В третьих, люди как-то забывают, что человечество ответственно лишь за 25% загрязнений атмосферного воздуха – остальные 75% вызваны естественными причинами, такими, как извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения…
Так пугающие 80% «автомобильного» загрязнения воздуха уменьшаются до реальных 20% . Потому что надо учитывать все загрязнения, а не только антропогенные. Человеку же все равно, почему ему трудно дышать – из-за автомобилей под окнами или лесных пожаров за сотни километров от его дома.
С загрязнением атмосферного воздуха бороться надо. Но надежда на электромобили, скорее всего, несостоятельна. Во всяком случае, на нынешнем этапе развития науки и технологий.
Юрий Шевчук, Зеленый Крест