Углеродный след электромобиля и автомобиля
Polestar признал, что электромобили «грязнее» машин с ДВС
В вопросах экологии главный исполнительный директор Polestar Томас Ингенлат склоняется к открытому диалогу с покупателями: «Производители не всегда честны с потребителями, когда речь заходит о влиянии их продукции на окружающую среду. Это неправильно. Мы должны рассказывать всё как есть — даже если такая правда не всегда приятна». Ингенлат призывает компании перейти на единую методику расчета выбросов CO₂ и уже перестать говорить об электрокарах как о панацее для экологии.
Внутреннее исследование Polestar показало, что батарейные модели — это путь к климатическому нейтралитету (в теории climate neutrality означает, что все выбросы парниковых газов компенсируются за счет внедрения углеродно-негативных проектов, поглощающих углекислоту из атмосферы, или создания продуктов с нулевым показателем выбросов) — но большое значение имеет уровень развития технологий. Компания проанализировала «углеродный след» электромобиля Polestar 2 и обычного Volvo XC40 за весь жизненный цикл — и вот что выяснилось.
На этапе производства кроссовера с традиционным двигателем внутреннего сгорания в атмосферу выбрасывается 14 тонн CO₂e (эквивалент CO₂ — это различные виды парниковых газов, приведенные к общей единице измерения). Показатель для Polestar 2 и батареи к нему — 24 тонны. Во время эксплуатации (в расчет берется пробег 200 000 километров) XC40 добавит еще 41 тонну, а «двойка» — 23 тонны, если использовать смешанные источники электроэнергии, и 0,4 тонны — при условии, что электричество получают только из ветряков.
Чтобы общий «углеродный след» XC40 превысил показатель Polestar 2, нужно проехать на электромобиле 100 000 километров в разрезе мировой энергетики (учитываются различные способы получения электроэнергии) или 80 000 километров с учетом европейской структуры электрогенерации, в которой высока доля возобновляемых источников (15 процентов на 2018 год). Если же заряжать автомобиль только энергией, полученной от «ветряных ферм», то показатель снизится до 50 000 километров.
К вопросу углеродного следа и экологии электромобилей
На тему экологии и углеродного следа электрического транспорта опубликовано уже множество работ разной степени научности, некоторым из которых я уделял внимание.
В июле 2018 г канадские авторы опубликовали ещё одно исследование по данной теме для, соответственно, канадских условий (Environmental Life Cycle Assessment of Electric Vehicles in Canada). Цель исследования: проверить, подходят ли электромобили для декарбонизации Канады.
Результаты исследования подтверждают уже хорошо известные факты.
1) производство электромобилей связано с бОльшим объемом выбросов парниковых газов, чем производство автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), поскольку производство аккумуляторов является энергоёмким.
2) в течение всего жизненного цикла транспортного средства выбросы парниковых газов электромобиля ниже, чем у автомобиля с ДВС.
Авторы работы провели расчёты для двух канадских провинций, которые с точки зрения структуры электроэнергетики совсем непохожи друг на друга. В провинции Альберта доля угля в выработке электричества составляет 67%, а в провинции Британская Колумбия — 0%, здесь 85% электроэнергии дают чистые ГЭС.
Результат расчётов показан на следующей картинке:
Даже в «грязной» Альберте выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла электромобиля будут ниже, чем у бензинового «собрата», а про Британскую Колумбию и говорить не приходится.
Какие автомобили сравнивались? Электрический Nissan Leaf S 2018 и бензиновый (GV) Nissan Versa S 2018. Для расчета жизненного цикла брался пробег в 150 тысяч км для обеих машин.
Электромобиль в Британской Колумбии «обнуляет» свои дополнительные выбросы, связанные с производством, уже после примерно 25 тысяч километров пробега. В Альберте с её угольной генерацией электромобилю придётся проехать для этого порядка 50 тысяч километров:
Помимо выбросов парниковых газов, авторы сравнили потребление энергии (в гигаджоулях) электромобиля и автомобиля с ДВС.
Как видно на графике, потребление энергии бензинового автомобиля в течение срока службы выше, чем у электромобиля. При этом в провинции Альберта электрическому авто нужно проехать более 80 тысяч километров, после которых накопленный объём потреблённой им энергии становится меньше, чем у автомобиля с ДВС. В Британской Колумбии за весь срок службы электромобиль потребит более чем в два раза меньше энергии, чем бензиновый, а точка паритета наступит здесь уже после примерно 25 тысяч км.
Подводя итоги, повторим: экологическая и энергетическая эффективность электромобилей выше, чем у автомобилей, работающих на традиционном топливе. Анализ жизненного цикла показывает, что даже в условиях «грязной» структуры производства электроэнергии углеродный след электромобиля ниже.
Углеродный след: как электромобили вредят экологии и почему газ – лучшее топливо
Европейские автопроизводители полны решимости вывести на рынок все больше грузовиков с нулевым уровнем выбросов. Ожидается, что в ближайшие 10 лет продажи электромобилей вырастут в 28 раз. Что смущает в этих намерениях? В них присутствует явный диссонанс между декларациями о борьбе за чистоту окружающей среды и тем, как эти машины делаются и из чего состоят.
В 2019 году Евросоюз принял стандарты выбросов окиси углерода для транспортных средств большой грузоподъемности, их начнут применять с 2025 года. Согласно данным Ассоциации европейских автопроизводителей (АСЕА), чтобы достичь требуемой углеродной нейтральности, парк электротраков в ЕС в ближайшее десятилетие должен вырасти до 200 тыс. машин. Последние новости говорят о том, что Парижское соглашение от 2015 года активно реализуется. Но означает ли это, что климат планеты в безопасности? Эксперты советуют не торопиться с выводами.
Вообще-то, экологически сбалансированный подход подразумевает не просто электрическую силовую установку. Здесь всё намного глубже и сложнее. Ведь речь идет и о материалах, которые используются при создании машины. Они должны иметь правильное происхождение и минимальный экологический след. Например, при создании одного среднестатистического бортового компьютера общий вес различных, в том числе, химикатов и ископаемого топлива в 10 раз превышает вес окончательного продукта. Конечно, возникает и вопрос организации жизненного цикла автомобиля. Он должен быть правильно спланирован и, по сути, являться частью экосистемы планеты, не оставляя после себя недружественный с точки зрения экологии след.
Специалисты компании Evonik, одного из мировых лидеров в области химикатов, изучая влияние смазочных материалов на экологическую безопасность ТС, проанализировали шесть конфигураций привода — бензиновый двигатель, дизель, газовый мотор, гибрид и аккумуляторный электропривод и привод на топливных элементах. Результат рассчитывался с позиции жизненного цикла автомобиля — начиная от производства материалов, автокомпонентов, производства топлива и заканчивая их утилизацией. В качестве критерия для анализа взят потенциал глобального потепления (ПГП) — в пересчете количества углекислого газа на единицу массы. Исследование, которое эксперт Evonik Дмитрий Шахворостов представил на Международной неделе смазочных материалов, вызвало большой интерес профессиональной аудитории.
Автомобили на топливных элементах являются далеко не идеальными с точки зрения экологов.
Оказалось, что электрические и гибридные приводы дают увеличенный выброс углекислого газа на стадии производства. Это происходит за счет применения дополнительных электрических и силовых компонентов, применяемых в альтернативных силовых схемах. Наихудший показатель ПГП на стадии производства имеет электромобиль на топливных элементах — негативную лепту вносят высоковольтная батарея и водородный бак. А вот стандартный привод даже с бензиновым ДВС в этом рейтинге показывает себя далеко не худшим образом. Впрочем, позиции лидеров и аутсайдеров могут поменяться со сменой энергетического цикла, выходом на рынок экологически чистых источников электроэнергии.
Не менее интересная картина складывается, если рассчитать углеводородный след, выделяемый при производстве топлива. Самым вредным с этой позиции является бензин, а самым нейтральным — компримированный природный газ. Возможно, именно поэтому сегодня этот вид моторного топлива считается наилучшим решением для коммерческого транспорта на дорогах общего пользования. Интересно, что автомобили на топливных элементах являются далеко не идеальными с точки зрения экологов. Паровой риформинг, используемый для получения чистого водорода из легких углеводородов, является энергозатратным. Кроме этого, преобразование углеводородных смесей способствует образованию углекислого газа. У экологов есть много вопросов и к генерации электроэнергии. Впрочем, в этом аспекте углеродный след имеет четко выраженное региональное распределение. Например, в Китае преобладает угольная энергетика, ее доля составляет 65 %, в США угольные и газовые электростанции имеют равные доли — 33 %. Франция делает ставку на атомную энергетику (77 % энергобаланса), а в Норвегии почти 100 % электроэнергии вырабатывают ГЭС. В Германии активно развиваются как ветросиловые установки, так и солнечные панели. Понятно, что приоритетное использование аккумуляторных электромобилей там, где львиная доля энергии вырабатывается на угольных электростанциях, имеет мало смысла. По крайней мере, до тех пор, пока не произойдет серьезного изменения в энергобалансе.
Структура выбросов СО2 на стадии производства автомобиля. 
Структура выбросов СО2 при выработке топлива и электроэнергии.
Влияние типа привода на потенциал глобального потепления в процессе эксплуатации наглядно отображает график, представленный в презентации эксперта. Жизнь автомобиля представлена в виде наклонной линии, где в качестве начальной точки вертикальной оси взят углеродный след в процессе производства, а промежуточных — выбросы от сжигания топлива. Получается, что новые типы приводов, изначально проигрывающие на стадии изготовления, способны отыграть негативное влияние в процессе эксплуатации. Например, точка пересечения «линий жизни» бензинового автомобиля и подключаемого гибрида фиксируется только через 6 лет после начала эксплуатации. И это не антирекорд нашего рейтинга. Привод на топливных элементах, имеющий самый высокий показатель углеродного следа на стадии производства, пересечется с бензиновым ДВС через 10 лет с начала эксплуатации. Между тем, самую экологичную зону на графике занимает привод с газовым мотором — у него нет пересечений с альтернативными конфигурациями за весь период жизненного цикла.
В общем, сейчас мы живем во время громких заявлений. Информация становится важнее реальности. Экологически чистых машин не бывает. Они разрушают природу на этапе проектирования, конвейерной сборки, продажи, эксплуатации, технического обслуживания и утилизации, если последняя возможна. Да и человек сам по себе является экологическим бедствием для планеты, которую он старательно пытается сделать комфортной исключительно для себя, не заглядывая вперед, а просто на потребительском уровне сравнивая инновации с тем, что было раньше.
Производство электромобилей оказалось на 32% вреднее для экологии, чем машин с ДВС
Эксперты в своем исследовании учли тысячи разных факторов, начиная от типа металла, который используют в батареях, заканчивая количеством алюминия и пластика в конструкции. Главный аналитик лаборатории Джарод Кори Келли рассказал, что при производстве электромобилей в атмосферу выбрасывается гораздо больше углекислого газа, если сравнивать с машинами, оснащенными ДВС. В первую очередь это связано с производством аккумуляторов.
В качестве наглядной иллюстрации эксперты привели сравнение электрокара Tesla Model 3 и обычной бензиновой Toyota Corolla и посчитали, через сколько километров пробега электрокар с нулевым выбросом CO₂ нивелирует нанесенный окружающей среде вред в процессе производства.
Так, в условиях Китая или Польши, где большую часть энергии получают самым «грязным» способом, сжигая уголь, электрокар станет экологичнее машины с ДВС лишь через 126 655 километров пробега. В Норвегии, где отказались от такого типа добычи, точка равновесия будет достигнута на дистанции в 14 000 километров. Для Америки, где четверть общего объема добычи электроэнергии приходится на сжигание угля, этот показатель составил 21 735 километров.
По данным экспертов, при производстве электромобиля среднего размера генерируется 47 граммов углекислого газа на милю пути (около 1,6 километра). И это только на этапе производства до момента передачи покупателю. Для аналогичного бензинового автомобиля на милю генерируется 32 грамма CO₂.
Но не все так плохо — согласно отчету Reuters, в самом худшем случае, когда электрокар в ходе эксплуатации будут заряжать только от угольной сети, он будет выбрасывать в воздух 4,1 тонны CO₂ в год, в то время как показатель для бензиновой машины составит более 4,6 тонны.
Электромобили оказались на 63% вреднее для природы, чем автомобили с ДВС
Выпуск «экологически чистых» транспортных средств оказался не таким уж «зелёным», как считают многие.
Электромобили, при детальном изучении всех аспектов их производства и эксплуатации, оказываются не таким уж экологичным видом транспорта.
Всё больше стран мира заявляют о намерении запретить продажу новых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания в ближайшие десятилетия, но научные исследования показывают, что такой шаг не поможет экологии. Совсем наоборот — производство электромобилей более вредно для природы, чем выпуск бензиновых и дизельных машин.
Как сообщает The Daily Mail, в исследовании, проведённом по заказу Honda, Aston Martin, Bosch и McLaren, специалисты наглядно показали, что электромобили на стадии производства выделяют больше углекислого газа, чем традиционные автомобили. Выпуск электрического Polestar 2 (на заглавном фото) приводит к появлению 24 тонн углекислого газа, а производство Volvo XC40 «обходится» всего в 14 тонн. При этом на Polestar 2, который изначально на 63% «грязнее», надо проехать не менее 78 тысяч километров, чтобы углеродный след электромобиля оказался меньше, чем у машины с бензиновым или дизельным мотором. Аналогичная ситуация и в сравнении объёмов выбросов при производстве хэтчбека Volkswagen Golf и его электрической версии Volkswagen e-Golf.
Депутат от лейбористов Мэтт Вестерн, председатель Всепартийной парламентской автомобильной группы, подчеркнул, что стремление Великобритании с 2030 года запретить продажу новых бензиновых и дизельных автомобилей как минимум в краткосрочной перспективе приведёт к увеличению вредных выбросов в атмосферу Земли.
Дык в районе эксплуатации выбросов меньше будет, а в Китае больше.
Зеленым норм.
Выпуск «экологически чистых» транспортных средств оказался не таким уж «зелёным», как считают многие.
а кто считал выпуск электромобилей более чистым? Их экстплуаитация более чистая, что позволяет локализовать все вредные выбросы в пределах производства автомобиля и электричества, где их возможно контролировать и уменьшать. Что и делается.
Новый бензиновый и дизельный автомобиль, это совсем не одно и тоже по выбросам, что этот же автомобиль, пробежавший 100к. Плюс всякие перепрошивки, удаление сажевых фильтпров и катализаторов.
А что электромобиль всего 78 000 проедет? Просто война маркетологов.
При этом на Polestar 2, который изначально на 63% «грязнее», надо проехать не менее 78 тысяч километров, чтобы углеродный след электромобиля оказался меньше, чем у машины с бензиновым или дизельным мотором.
нефтянное лобби чует начало конца.
Дизельгейт: экологическая афера стоимостью в 35 миллиардов долларов
В 2016 году Volkswagen AG получил Шнобелевскую премию по химии за изобретение хитроумного способа обманывать тесты на содержание в выхлопных газах окиси азота. Возможно, вы догадались, что речь идет о так называемом «Дизельгейте». Это мировой скандал, связанный с автомобилями концерна Volkswagen. В статье разберем, в чем конкретно заключалась суть и причина обмана, как все случайно вскрылось, чем все обернулось для Volkswagen и их клиентов.
Экостандарты для автомобилей
Стандарт Евро-0 ставил своей задачей снизить загрязнение воздуха автомобилями на территории Евросоюза. Для этого документ выделял основные показатели вредных выбросов и четко ограничивал их количество. Стандарт коснулся следующих веществ:
— Оксиды углерода (CO)
— Углеводороды (CH или HC)
Автоконцерны обязывались подстраивать заводы под новые нормы.
В Америке и других странах
Аналоги европейских экологических стандартов существуют во многих других странах. Например, в США в конце 1990-х местное Агентство по охране окружающей среды разработало программу по снижению потребления топлива и вреда экологии (Vehicle Fuel Economy and Greenhouse Gas Standards). Введенные стандарты Tier-2 и Tier-3 на данный момент действуют почти по всей Северной Америке и во многом являются более строгими, чем европейский Евро-6. Похожие стандарты действуют в Японии и Южной Корее. Также автомобильные выбросы регулируются на уровне национальных программ в таких странах, как Китай, Индия и Мексика.
Как определяют экологичность автомобилей
Очевидно, что проверить выбросы всех произведенных автомобилей на дорогах невозможно. Для этой цели используются так называемые испытательные стенды. Сам стенд сконструирован так, чтобы максимально точно имитировать дорожную обстановку и перемещение автомобиля. Машина ставится на катки, в них создается сопротивление движению, которое учитывает трение колес об асфальт и аэродинамическое сопротивление (для каждой машины свое). Спереди ставится вентилятор, дующий со скоростью, с которой поток воздуха набегает на машину (для охлаждения двигателя и засасывания в него воздуха).
Может ли автомобиль распознать, что находится на испытательном стенде? История с «дизельгейтом» показала, что может. И тут есть две вещи. Во-первых, движение руля. Нельзя проехать 100 км по дороге и ни разу не пошевелить рулем. А вот на стенде как раз можно. Во-вторых, четко регламентированный протокол испытаний. Автомобиль должен проехать сколько-то километров на одной скорости, сколько-то на другой. Режим прописан и неизменен, так как нужно в одинаковых условиях испытать разные автомобили. Этих признаков достаточно, чтобы автомобиль понял, что находится не на дороге. Но зачем кому-то обманывать испытательный стенд, если машина проходит тесты и показывает приемлемые результаты?
В 2009 году концерн VAG (Volkswagen AG) обновил свой модельный ряд автомобилей. Одним из главных нововведений стала серия новых дизельных двигателей: EA 188, EA 189 и EA 288. Между собой они различались по литражу (1.2, 1.6 и 2.0) и рядом других, не особо значимых в контексте повествования, инженерных решений. Важно то, что три этих двигателя обладали высокой мощностью, экономичностью и экологичностью. VAG «смогла» реализовать такое комбо в своих двигателях, и это было отмечено мировой общественностью — в том же 2009 году дизельная версия автомобиля Volkswagen Jetta была удостоена премии «Зеленый автомобиль года».
Возможно, в странах СНГ, учитывая тенденцию удаления катализатора и другие «не совсем» экологичные истории, такой параметр, как экологичность, не шибко ценится. Но в США и странах ЕС как для потребителя, так и для законодательства, вопрос об экологичности транспортного средства является чуть ли не первостепенным. В США на тот период предельные показатели составляли 40 мг/км оксида азота, а в Европе с 2011 года начал действовать Евро-5 с пределом в 180 мг/км. Дизельные автомобили концерна VAG, поставляемые в США, выдавали порядка 20 мг/км, а в Европе просто удовлетворяли стандартам. Удивительного в этой разнице ничего нет, зачем душить двигатель для Европы так же, как для США, если всё и так в рамках нормы?
Время шло, а автомобили продавались, принося VAG огромную прибыль.
Ученые, проехав порядка 10 тысяч километров на разных машинах VAG, получили результаты эксперимента. Однако полученные данные их несколько шокировали. Показатели, вместо обещанных 20 мг/км, доходили до 600, а иногда и до 800 мг/км. Проверив и перепроверив всё, что можно, они убедились в правильности результатов и решили передать эти данные в EPA (Агентство по охране окружающей среды в США, аналог МинПрироды в России). В свою очередь, EPA направил письмо в VAG: мол, автомобили вашего концерна превышают наши нормы, необходимо решить эту проблему. В ответ на это VAG сообщил, что это технический сбой, и концерн будет его устранять.
В сентябре 2015 года американским автовладельцам начали приходить «письма счастья» от VAG. В них сообщалось о необходимости перепрошить автомобиль, в обмен на что владельцы получат 1000$ в виде ваучера. Но ведь бесплатный сыр только в мышеловке, верно? Автовладельцы почувствовали что-то неладное и дело пошло по судам. В ходе разбирательства в программном коде автомобиля обнаружили фрагмент, отвечающий за проведение экологических тестов. Выяснилось, что автомобили VAG с дизельными двигателями в автоматическом режиме определяли, что они находятся на испытательном стенде и проходят тестирование, и путем различных махинаций снижали количество вредных выбросов в десятки раз. Но подобные манипуляции могли снижать количество выбросов только на коротком промежутке времени, а не при обычном использовании автомобиля. В суде пришли к соответствующему выводу, что это был не технический сбой. Такое решение подразумевало серьезные последствия для VAG.
Федеральный окружной суд северного округа, Калифорния, постановил, что VAG предложит своим клиентам в США существенную компенсацию и выкуп порядка 500 тысяч автомобилей. Чуть позже, федеральный судья утвердил следующее соглашение:
— До 10 миллиардов долларов выплатит VAG своим клиентам в США в качестве компенсации;
— Владельцы автомобилей могут отремонтировать их бесплатно или продать их VAG-у по рыночной цене до начала судебного разбирательства;
— В случае аренды владелец вправе расторгнуть договор без штрафных санкций;
В независимости от того, в каком статусе был владелец (собственник/арендатор), ему обязаны выплатить компенсацию в размере от 5 до 10 тысяч долларов за каждый автомобиль в собственности/аренде;
— Запрет на продажу выкупленных автомобилей с нарушением до их устранения.
В Европе последствия были менее глобальными. ЕС решило отказаться от штрафов в отношении VAG и постановило концерну отозвать дефектные автомобили для решения проблемы. Помимо VAG, пострадала также компания Renault. К ней, на фоне скандала, заявилась проверка с целью обнаружить нарушения. Нарушения не были найдены, однако акции компании упали на 20%. В странах СНГ к VAG не были выдвинуты обвинения.
«Дизельгейт» принес VAG убытков на 35 миллиардов долларов, не считая падения стоимости акций. Ключевые персоны в компании покинули свои посты, а один из инженеров попал в тюрьму. Сейчас история «дизельгейта» считается закрытой и ответ на вопрос «зачем это было нужно?» так и не найден. Возможно, компания хотела выйти на американский рынок, но не смогла создать необходимый для этого двигатель и пошла таким путем. А, возможно, что инженерная команда попросту распилила бюджет и ничего лучше обмана не придумала.
Автор: Степан Стабредов
Electro Egg
«Electric Egg», электромашина построенная в 1942 году французом Paul Arzens.
Была способна проехать на скорости 70км/ч около 100км.
Это была его повседневная машина которой он пользовался до самой своей смерти в 1990 году.
Машина имела батареи весом в 260 kg на 15 kWh (12 V, 1250 Ah). Это 57.7 Wh/kg or 0.208 MJ/kg, что для технологии 1940 года звучит правдоподобно.
Скорее всего батареи были Ni-Cd, и вероятно, имел бы относительно низкий импульсный ток и поэтому ускорялся бы довольно медленно.
Экология
Tesla способна восстанавливать до 92% минералов из отработавших аккумуляторов
Потребность рынка в тяговых аккумуляторах в связи с амбициозными планами многих стран по электрификации будет в ближайшие годы увеличиваться опережающими производство темпами, актуальность будет обретать проблема вторичной переработки отслуживших батарей. Компания Tesla уже сейчас способна извлекать из старых аккумуляторов до 92 % минералов для повторного использования.
Как отмечает Electrek, в своём годовом отчёте о влиянии на окружающую среду Tesla поведала о создании первой линии по переработке аккумуляторов на предприятии в штате Невада. Здесь Tesla будет как перерабатывать отходы от первичного производства литиевых аккумуляторов, так и извлекать минералы из отслуживших батарей. До этого компания полагалась на услуги сторонних переработчиков, но в рамках собственного производства она смогла добиться переработки до 92 % минералов в ёмкостном выражении.
В дальнейшем компания создаст линии по переработке аккумуляторов на всех своих новых предприятиях, которые одновременно с выпуском электромобилей будут производить и аккумуляторы, включая застраиваемые сейчас площадки в Техасе и окрестностях Берлина. Напомним, здесь компания рассчитывает выпускать литиевые ячейки типоразмера 4680. По словам представителей Tesla, масштабная переработка аккумуляторов позволит экономить на сырье для производства новых батарей. На окружающей среде подобные меры тоже сказываются положительно. В прошлом году компания извлекла из переработанных аккумуляторов 1300 тонн никеля, 400 тонн меди и 80 тонн кобальта.
При каком пробеге электромобили становятся «чище» бензиновых машин?
Tesla Model 3 сама по себе не производит вредных выбросов, однако по суммарному вреду для окружающей среды сравняется с бензиновым седаном к пробегу в 21 725 км (13 500 миль). Такой результат показал анализ Reuters, основанный на математической модели от Аргоннской национальной лаборатории в Чикаго. Расчет охватил тысячи параметров: от типа металлов в батареях электромобилей до количества алюминия и пластика в автомобиле.
По словам Джарода Кори Келли, главного аналитика Аргонне, производство электромобилей генерирует больше CO2, чем выпуск автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Основной причиной являются энергозатратная добыча и обработка элементов для тяговых аккумуляторов.
«Углеродный разрыв» (carbon gap) и срок, через который он нивелируется, зависят от множества факторов, в том числе от массы и эффективности электромобиля, метода генерации энергии, используемой для подзарядки батареи, расхода топлива машины с ДВС и так далее.
Reuters иллюстрирует анализ примером. Tesla Model 3 эксплуатируется в США, где 23% электроэнергии вырабатываются угольными электростанциями. Ей противопоставляется Toyota Corolla со средним расходом 7,1 л/100 км. Эти легковушки сравняются по углеродному следу к пробегу в 21 725 км.
Однако если на этих же моделях ездить в Норвегии, которая вырабатывает почти всю электроэнергию из возобновляемых источников, то отставание по эффективности нивелируется гораздо раньше — уже через 13,5 тысячи км.
Если энергетическая система почти полностью завязана на угле (к примеру, как в Китае или Польше), то придется проехать аж 126 тысяч км, чтобы достичь углеродного паритета с Короллой.
В целом вывод Аргоннской национальной лаборатории и Reuters таков: влияние электромобиля на окружающую среду зависит больше от энергетической инфраструктуры страны, нежели от эффективности и технических особенностей самого транспортного средства.
Фольксваген открыл завод по глубокой переработке литий-ионных аккумуляторов
В 2019 году сообщалась, что немецкий автомобильный концерн Фольксваген (Volkswagen, VW) начал строить завод по глубокой переработке литий-ионных аккумуляторов в Зальцгиттер (Salzgitter), ФРГ.
В пятницу автопроизводитель сообщил о запуске этой пилотной площадки.
По заявлению компании, она использует процесс замкнутого цикла для восстановления ценного сырья, такого как литий, никель, марганец и кобальт, из литий-ионных аккумуляторов. Цель состоит в том, чтобы обеспечить 90-процентную степень переработки этих материалов, а также алюминия, меди и пластика, которые затем можно снова использовать для производства новых батарей.
На построенном экспериментальном заводе перерабатываются только такие батареи, которые больше не могут использоваться для каких-либо других целей. То есть перед переработкой проводится анализ, подходят ли аккумуляторы для повторного использования в мобильных системах хранения, гибких станциях быстрой зарядки или мобильных зарядных роботах.
Большие объёмы батарей, которые совсем ни на что не годны, достигли конца своего жизненного цикла, появится не раньше конца десятилетия, говорится в сообщении VW. Поэтому пилотная установка в Зальцгиттер может ежегодно перерабатывать до 3600 аккумуляторных блоков. Это соответствует примерно 1500 тоннам. В дальнейшем возможно масштабирование.
Разработанный процесс переработки не требует энергоемкой плавки. Согласно заявлению Volkswagen, поставляемые аккумуляторные системы сначала глубоко разряжаются и разбираются. Затем отдельные части измельчают в гранулы, которые после этого сушат. Помимо алюминия, меди и пластмасс, в первую очередь получается ценный «черный порошок», который содержит важное сырье для аккумуляторов — литий, никель, марганец и кобальт, а также графит. Разделение и обработка отдельных веществ с помощью гидрометаллургических процессов — с использованием воды и химических реагентов — осуществляется специализированными партнерами.
Затем восстановленные вещества могут использоваться для производства новых батарей. «Таким образом, основные компоненты старых аккумуляторных элементов могут быть использованы при производстве нового катодного материала», — объясняет Марк Мёллер, руководитель отдела технических разработок и электронной мобильности Фольксваген. Исследования показали, что батареи, изготовленные из переработанных материалов, столь же эффективны, как и новые. Таким образом, Volkswagen поддержит собственное производство элементов восстановленным сырьем. «Поскольку спрос на батареи и, следовательно, на электронное сырье резко возрастет, мы сможем эффективно использовать каждый грамм восстановленного материала», — говорит Мёллер.
Новое производство также обеспечит сокращение выбросов парниковых газов и улучшит углеродный баланс электромобилей. По оценкам Volkswagen, сокращение выбросов CO2 составит около 1,3 тонны на одну батарею мощностью 62 киловатт-часа, которая производится с использованием катодов из переработанных материалов и на 100% экологически чистой электроэнергии.
«Мы внедряем экологически безопасный цикл вторичной переработки и, таким образом, являемся пионерами в отрасли в области защиты климата и поставок сырья», — сказал Томас Шмалл, член правления Volkswagen AG.
Прошлый год стал рекордным по продажам электромобилей в мире, но особенно бурный рост зафиксирован в Европе. Германия впервые опередила США. С ростом парка этих машин, будут расти и объемы отработанных аккумуляторов. Важно, что автопроизводители и специалисты по управлению отходами решают задачи переработки батарей уже на нынешней, начальной стадии развития рынка.