Экологичность электрокаров — реальность или миф?
Среднестатистическому обывателю в последнее время трудно не заметить то обстоятельство, что борьба за экологию возведена автопроизводителями в ранг религии. В новостях то и дело мелькают новинки на электрической тяге, которые так и норовят вытеснить со своих позиций традиционные транспортные средства оборудованные ДВС. Известные мировые бренды с завидным рвением пытаются нам впарить, что экомобили позволят в значительной степени сократить количество вредных выбросов в атмосферу, да и вообще, пересаживайтесь на них полностью и побыстрее. Каково реальное положение дел относительно экологии? Так ли безвредны «экологически чистые транспортные средства», как нам их малюют разработчики и маркетологи? В теме я углублюсь в суть вопроса и поведаю вам страшную тайну о том, что не так всё «чисто» на самом деле в нашем королевстве.
Производство, эксплуатация, утилизация электромобилей — наносит ли совокупность данных процессов вред окружающей среде?
Ключевой особенностью электрических транспортных средств, является наличие в их конструкции электромотора и аккумулятора его запитывающего. Конечно, экологическая чистота таких аппаратов очевидна: у них нет вредных выбросов, не используются нефтепродукты и ядовитые химические вещества типа антифриза и т. п. Но в то же время, пытливые умы учёных не могут приписать электрокарам абсолютной чистоты и всё это по причине того, что здесь нужно учитывать не только отсутствие вреда по ходу эксплуатации, но и ряд других факторов. Специалисты американского The University of California подсказывают, что наиболее правильные расчёты безвредности электромобилей будут только в том случае, если исследователи займутся анализом полного жизненного цикла транспортного средства на электрической тяге.
Выхлопы — нет ли их на самом деле?
Ответ на этот вопрос прост — да, у самих машин на электрической тяге их конечно нет — они присутствуют в другом месте! Тепловые электростанции вырабатывающие электроэнергию для зарядки аккумуляторов — вот откуда идёт реальный выхлоп. Какой вывод из этого следует? На самом деле, далеко не самый приемлемый. Получается, что несмотря на тотальное нашествие электрических машин, выбросы в атмосферу из-за работы электростанций реально не снижаются, а остаются как минимум на прежнем уровне.
Безусловно, КПД таких объектов выше чем у ДВС, но в то же время, электродвигатель также далёк от совершенства. Сюда ещё добавляется низкая эффективность аккумуляторных батарей, потери на преобразование энергии для подзарядки накопителей и обеспечения функционирования машин. Вывод скажем так неутешительный: выбросы в атмосферу всё равно присутствуют, меняются только их источники — вместо выхлопных труб авто оборудованных ДВС, прирост нечистот в воздухе обеспечивают трубы электростанций.
На сегодняшний день, основными источниками электроэнергии в мировом масштабе являются как раз ТЭС. Что касается распределения горючего, то 40% энергии дают торф и уголь, 22% — газ и 5% занимают фракции нефти, которые превращаются в жизненно необходимую экологически чистым автомобилям электроэнергию. Помимо этого, тепловые электростанции требуют огромного количества воды, объёмом которой можно было бы за тот же промежуток времени обеспечить потребности 5 млрд. человек! Однако и это ещё не всё. По расчётам международного энергетического агентства, в связи с увеличением мощностей электростанций, к 2035 году водных запасов будет расходоваться в два раза больше.
А вот и заключение экспертов научно-технического университета Норвегии, причём безапелляционное! Широкое распространение средств передвижения на электрической тяге, с точки зрения экологии бессмысленно в тех регионах, где обеспечение электроэнергией осуществляется посредством сжигания на ТЭС нефти, угля либо лигнита.
Какие варианты существуют в данной ситуации? В принципе, всё просто — электроэнергия которой «заправляются» электрокары, должна вырабатываться комплексами, не дающими вредных выбросов в атмосферу. Это могут быть объекты альтернативной энергетики либо АЭС. Что касается последней системы, то она терпит тотальное поражение на всех фронтах и на её популярность рассчитывать не стоит. Тут вам и давление со стороны природоохранных структур, и госпрограммы, принятые в ряде стран после событий в Фукусиме и Чернобыле. С альтернативной энергетикой дела также обстоят не самым лучшим образом — станций использующих возобновляемые источники энергии, на самом деле не так уж и много, а если говорить проще, то их не хватает для полноценного обеспечения экологической безопасности во всём мире.
Выводы конечно не утешительные: вряд ли в ближайшем будущем стоит ожидать глобальное нашествие «чистой» энергетики. А такое положение дел в свою очередь, делает массовый переход на электромобили бесперспективной затеей, в смысле улучшения экологической обстановки в мировом масштабе.
Результаты исследований в Китае не в пользу электрокаров
Знаете какая страна на своём личном опыте самой первой убедилась в мифичности чистоты авто с электродвигателями? Вездесущий Китай! Концентрации электромобилей в этой стране самая высокая в мире. В некоторых городах доля электротранспорта превышает количество автомобилей оборудованных ДВС. Соответствующим образом развита и инфраструктура электрозаправок — на 2018-ый год в стране анонсировали запуск 800 000 зарядных станций.
Причин такой глобальной автоэлектрификации несколько: высокие цены на нефть, большое количество добываемого лития — материала из которого изготавливаются батареи для электромобилей, а также значительное ухудшение экологической обстановки в городах из-за большого количества транспорта оборудованного ДВС. Думаете массовое внедрение электрических машин спасло ситуацию? К сожалению нет! Достаточно понаблюдать, как невиданных масштабов смог окутывает Пекин и другие крупные города, несмотря на тот факт, что улицы мегаполисов просто наводнены «экологически чистыми автомобилями».
Китайские исследователи проанализировали реальное положение дел и пришли к неутешительному выводу: 85% электроэнергии в Поднебесной вырабатывают ТЭС на которых горит преимущественно уголь. Большое количество электрической техники только усугубляет положение, так как на станциях для удовлетворения энергетических потребностей страны приходится палить больше угля.
Специалистами было установлено, что на каждый кВт⋅ч энергии выработанной для «заправки» электрокаров, в атмосферу попадает до 274 гр углекислого газа. В случае же с бензиновыми ДВС, показатель не превышает 180 гр. То есть, сжигание требуемого количества угля для образования электроэнергии достаточной для пробега электроавто на расстояние в 1 км, обеспечит такое количество выбросов, которое превысит последствия от сжигания эквивалентного количества бензина в традиционном транспортном средстве. Есть и другое сравнение: объём выбросов связанный с энергообеспечением машины на электрической тяге, сопоставим с количеством выбросов, которые воспроизводит дизельный автобус. Таким образом, все электрокары, даже самые маленькие, можно представлять в виде этого самого прожорливого автобуса.
Кроме того, оказывается что экологическая чистота электрокаров существенно разнится в зависимости от производителя. Так, было выяснено, что для пробега в 150 000 км на Tesla Model S, понадобилось на 20% больше энергии, чем для модели AG320i от БМВ, а из этого проистекает в общем-то простой вывод: данные электрокары вносят совершенно разный взнос в чистоту окружающей среды и Тесла в этом противостоянии — проиграла немцам.
Другие исследования
А как вам полюбившийся многим ситикар Смарт? Думаете малыш святым духом дышит? Как бы не так — даже этот карлик от автопрома, умудряется загрязнять окружающую среду похлеще своего бензинового собрата. Естественно, делает он эту пакость не напрямую, а посредством злополучных электростанций. Для обеспечения электромашинки энергией, на станции придётся выбросить в атмосферу 107 гр углекислого газа, а это на 21 гр больше, нежели дают выхлопные газы Смарта с бензиновым ДВС. Данные результаты были получены немецкими экспертами, но не одни они были разочарованы нынешним реальным положением дел — американцы также внесли свою аналитическую лепту.
Согласно их исследованиям, самая высокая загрязнённость наблюдается в тех регионах, где электрокары преобладают над обычными транспортными средствами. Специалисты пришли к такому же выводу, что и китайские учёные: повышенное количество электротранспорта требует и соответствующего количества энергии, которую как всем уже известно, должны вырабатывать зловонные электростанции. Также имеет место и нестабильная работа электрических сетей — не редки случае перегрузок, которые иногда приводят к довольно серьёзным последствиям.
При всём этом стоит сказать, что независимо от того, какая энергия заставляет двигаться машину, загрязнение атмосферы транспортом занимает всего 25% от общего объёма. Откуда же тогда берутся все остальные нечистоты? Львиную долю выбросов на самом деле составляют естественные причины, от которых собственно, человечеству никуда не деться. Пепел от извержения вулканов, пылевые бури, лесные пожары, а также некоторые другие процессы жизнедеятельности растительного и животного мира.
Угроза от производства аккумуляторных батарей
Думаете угарные газы от ТЭС это основная отрицательная сторона электрификации транспорта? Отнюдь! Оказывается самая большая опасность исходит от процесса производства накопителей для электрокаров. Специалисты всё того же Норвежского университета наук и технологий, пришли к выводу, что предприятия занимающиеся производством аккумуляторных батарей, выделяют намного большее количество токсинов, чем обыкновенные автомобильные производства. По ходу дела было выяснено и то обстоятельство, что изготовление средств передвижения на электрической тяге, сопровождается в пару раз большим выбросом парниковых газов, нежели производство традиционных машин. Причиной всему повышенное энергопотребление производственных мощностей, которое обусловлено технологическими причинами.
Больше всего греха на себя берут батареи, именно от них исходит львиная доля токсинов и именно на них расходуется больше всего энергии. АКБ обладающие солидным потенциалом имеют повышенную массу, доходящую до 400 кг и при этом, большая часть состава накопителя — высокотоксичные компоненты. Данные элементы представляют для окружающей среды гораздо большую опасность, нежели выхлопные газы.
Учитывая что среднестатистические батареи электромобилей служат до 5 лет, остро стоит вопрос и их утилизации. Процесс этот весьма трудоёмкий, очень дорогой и достаточно сложный. Даже если будут учтены все правила, загрязнения окружающей среды избежать вряд ли удастся. Для извлечение металлов из аккумуляторов, потребуется практически в десять раз больше энергетических ресурсов, чем для их изготовления. Это неизбежно влечёт за собой повышение количества выбросов ТЭС.
Выбросы твёрдых частиц от электромобилей
А вот ещё один неожиданный недостаток электрических батарей. Оказывается обладатели авто с электромоторами, частенько жалуются на слишком частую замену покрышек на их машинах, по сравнению с обычным транспортом. Специалисты занялись этим вопросом и выяснили, что подобное недоразумение является следствием повышенной массы экомобилей. В среднем, это лишние 24% по сравнению с ДВСниками. К примеру, Tesla Model S затянула на 2,1 т, в то время как бензиновый одноклассник BMW 7-Series, вылился конструкторам всего в 1,7 т. Ниссан Лиф показывает цифру 1,5 т, а его соперник и враг экологии VW Golf, демонстрирует 1,2 т. Всё эти излишки как раз по причине тяжести АКБ.
Если копнуть глубже, то дело не ограничивается одной только частой заменой шин из-за их ускоренного износа. Повышенная масса электрокаров приводит и к повышенному 10-процентному износу дорожного полотна и 2-процентному износу тормозной системы. Критично ли это? Тут дело в том, что при таких износах в атмосферу попадают зловредные твёрдые частицы, которые сразу же проникают в организм человека при дыхании и наносят вред сердечно-сосудистой системе. Ущерб для здоровья от этого, как утверждают учёные, ещё больший чем от выхлопных газов.
Итоги
Итак, что мы имеем:
1. Сами по себе электрокары не создают вредных выбросов, за это несут ответственность электростанции обеспечивающие их электроэнергией. Глобальное внедрение электротранспорта не улучшит экологическую обстановку на планете, а как раз наоборот, усугубит.
2. Из-за технологических особенностей, большое количество энергии затрачивается и на само производство электрокаров.
3. Изготовление аккумуляторных батарей, наносит такой же вред окружающей среде, как и ТЭС, только они добавляют ещё и токсичности из-за содержания в них ядовитых элементов. Утилизация АКБ также требует энергозатрат, причём ещё больших чем при их производстве.
4. Накопители придают автомобилям на электротяге избыток массы по сравнению с ДВСниками, что приводит к ускоренному износу резины, дорожного покрытия и тормозной системы. Всё это обуславливает выброс в атмосферу повышенного количества твёрдых частиц, негативным образом влияющих на здоровье человека. Естественно, речь идёт о глобальных масштабах, а не об одном электрокаре.
5. После всех этих умозаключений становится понятно, что если в ближайшем будущем у электрических машин не окажется значительного превосходства на авто с ДВС, то вряд ли можно рассчитывать на скоротечное развитие индустрии электромобилей в целом. Скорее всего, нам придётся подождать ещё несколько десятков лет!
Почти способен синтезировать обратный захват серотонина.
