Технологии электромобилей и их влияние на окружающую среду

0 комментариев

Насколько экологичны электромобили?

Кратко: очень экологичный. Но электромобили все равно влияют на окружающую среду. Вот справочник по основным проблемам и способам их решения.

По всему миру правительства и автопроизводители продвигают электромобили как ключевую технологию для ограничения использования нефти и борьбы с изменением климата. General Motors заявила, что планирует прекратить продажи новых автомобилей и легких грузовиков с бензиновым двигателем к 2035 году и перейдет на модели с аккумуляторным питанием. На этой неделе Volvo заявила, что будет двигаться еще быстрее и представит полностью электрическую линейку к 2030 году.

Но когда электромобили и грузовики становятся массовыми, они сталкиваются с постоянным вопросом: действительно ли они экологичны, как их рекламируют?

Хотя эксперты в целом соглашаются с тем, что электромобили являются более экологически чистым вариантом, чем традиционные транспортные средства, они все равно могут иметь свое влияние на окружающую среду, в зависимости от того, как они заряжены и изготовлены. Вот путеводитель по некоторым из самых больших проблем — и как их можно решить.

Важно, как производится электроэнергия

В общем говоря, большинство продающихся сегодня электромобилей, как правило, производят значительно меньше выбросов, нагревающих планету, чем большинство автомобилей, работающих на бензине. Но многое зависит от того, сколько угля сжигается, чтобы зарядить электромобили. И электрические сети все еще должны стать намного, гораздо чище, прежде чем электромобили действительно не выбрасывают вредные выбросы.

Один из способов сравнить влияние различных моделей транспортных средств на климат – это интерактивный онлайн-инструмент исследователей из Массачусетского технологического института, попытавшийся объединить все соответствующие факторы: выбросы, связанные с производством автомобилей, бензином и дизельным топливом, сколько бензина сжигают обычные. автомобили и откуда берется электроэнергия для зарядки электромобилей.

Если вы предположите, что электромобили получают электроэнергию от средней сети Соединенных Штатов, которая обычно включает в себя сочетание ископаемого топлива и возобновляемых электростанций, то они почти всегда намного экологичнее, чем обычные автомобили. Несмотря на то, что электромобили производят больше выбросов из-за своих батарей, их электродвигатели эффективнее традиционных двигателей внутреннего сгорания, которые сжигают ископаемое топливо.

К примеру, можно ожидать, что полностью электрический Chevrolet Bolt будет производить в среднем 189 граммов углекислого газа на каждую милю проезда в течение всего срока эксплуатации. Напротив, новая бензиновая Toyota Camry, по оценкам, производит 385 г углекислого газа на милю. Новый пикап Ford F-150, еще менее экономичный, производит 636 граммов углекислого газа на милю.

Но это только среднее значение. С другой стороны, если Bolt заряжается на угольной электросети, похожей на те, которые сейчас есть на Среднем Западе, это может быть несколько хуже для климата, чем современный гибридный автомобиль, такой как Toyota Prius, который работает на бензин, но использует аккумулятор, чтобы увеличить пробег. (Однако работающая на угле Bolt все равно превзойдет Camry и F-150.)

«Уголь, как правило, является критическим фактором», — сказал Джереми Михалек, профессор инженерии в Университете Карнеги-Меллона. «Если у вас есть электромобили в Питтсбурге, которые включаются ночью и заставляют соседние угольные заводы сжигать больше угля, чтобы зарядить их, то преимущества для климата будут не столь велики, и вы даже можете получить больше загрязнения воздуха. »

Хорошая новость для электромобилей состоит в том, что сейчас большинство стран пытаются навести порядок в своих электросетях. В Соединенных Штатах в последнее десятилетие коммунальные предприятия прекратили работу сотен угольных электростанций и перешли на использование природного газа, ветровой и солнечной энергии с меньшими выбросами. В результате исследователи обнаружили, что электромобили в целом стали более чистыми. И они, скорее всего, станут чище.

«Причина, по которой электромобили выглядят как привлекательное климатическое решение, заключается в том, что если мы сможем сделать наши электросети безуглеродными, то выбросы транспортных средств значительно упадут», — сказала Джессика Транчик, доцент кафедры энергетических исследований в M.I.T. «В то время как даже самые лучшие гибриды, работающие на бензине, всегда будут иметь базовый уровень выбросов, ниже которого они не могут опуститься».

Сырье может быть проблематичным

Как и многие другие аккумуляторы, литий-ионные элементы, питающие большинство электромобилей, возлагаются на сырье, например кобальт, литий и редкоземельные элементы, что связано с серьезными проблемами окружающей среды и прав человека. Кобальт был особенно проблематичен.

Добыча кобальта образует опасные хвосты и шлаки, которые могут попадать в окружающую среду, и исследования показали высокий уровень влияния кобальта и других металлов в соседних общинах, особенно среди детей. Добыча металлов из их руд также требует процесса, называемого плавкой, который может выбрасывать оксид серы и другие вредные загрязнения воздуха.

И почти 70 процентов мировых запасов кобальта добывается в Демократической Республике Конго, значительная часть которых добывается в нерегулируемых «кустарных» шахтах, где работники, включая многие дети, выкапывают металл из земли, используя только ручные инструменты, с большим риском их здоровья и безопасности, предупреждают правозащитные группы

Мировой литий добывается либо в Австралии, либо из солончаков в Андских регионах Аргентины, Боливии и Чили, на предприятиях, использующих большое количество грунтовых вод для скачивания рассолов, забирая воду, доступную коренным фермерам и скотоводам. Вода, необходимая для производства аккумуляторов, означала, что производство электромобилей примерно на 50 процентов водоемче, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания. Месторождения редкоземельных элементов, сосредоточенных в Китае, часто содержат радиоактивные вещества, которые могут излучать радиоактивную воду и пыль.

Сосредоточившись прежде всего на кобальте, автопроизводители и другие производители обязались исключить «кустарный» кобальт из своих цепей поставки, а также заявили, что будут разрабатывать батареи, которые будут уменьшать или полностью прекратят кобальт. Но эта технология все еще находится в разработке, и распространенность этих шахт означает, что эти обязательства нереалистичны, – сказал Микаэль Доден из Pact, некоммерческой организации, работающей с шахтерскими общинами в Африке.

Вместо этого, сказал Даудин, производители должны работать с этими шахтами, чтобы уменьшить их влияние на окружающую среду и убедиться, что шахтеры работают в безопасных условиях. Если бы компании действовали ответственно, развитие электромобилей было бы отличной возможностью для таких стран, как Конго, сказал он. Но если они этого не сделают, они поставят под угрозу окружающую среду и жизнь многих, многих шахтеров.

Переработка может быть лучше

Когда электромобили предыдущих поколений отрабатываются, предотвращение накопления отработанных аккумуляторов возникает как вызов.

Большинство современных электромобилей используют литий-ионные батареи, которые могут сохранять больше энергии в том же пространстве, чем старые, более распространенные технологии свинцово-кислотных аккумуляторов. Но в то время как 99 процентов свинцово-кислотных аккумуляторов перерабатываются в Соединенных Штатах, по оценкам, уровень переработки литий-ионных аккумуляторов составляет около 5 процентов.

Эксперты отмечают, что отработанные батарейки содержат ценные металлы и другие материалы, которые можно восстановить и использовать повторно. В зависимости от используемого процесса переработка батарей также может использовать большое количество воды или выбрасывать загрязнители воздуха.

«Процент перерабатываемых литиевых батарей очень низкий, но со временем и инновациями он будет увеличиваться», — сказала Раденко Марич, профессор кафедры химической и биомолекулярной инженерии Университета Коннектикута.

Другой многообещающий подход к утилизации использованных аккумуляторов электромобилей состоит в том, чтобы найти им вторую жизнь в хранилищах и других применениях. «Для автомобилей, когда батарея падает ниже, например, 80 процентов своей емкости, радиус действия уменьшается», — сказал Амол Фадке, старший научный сотрудник Школы государственной политики Голдмана при Калифорнийском университете в Беркли. «Но это не ограничение для стационарного хранения».

Различные автопроизводители, включая Nissan и BMW, пилотно используют подержанные батареи электромобилей для хранения в сети. General Motors заявила, что разработала свои аккумуляторные батареи с учетом использования второго срока службы. Но есть проблемы: повторное использование литий-ионных аккумуляторов требует тщательного тестирования и модернизации, чтобы убедиться, что они работают надежно.

Однако, если все сделать правильно, использованные автомобильные батареи могут продолжать использоваться в течение десятилетия или более как резервное хранилище для солнечной энергии, исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили в исследовании прошлого года.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *