Электрокары: их экологичность — миф или реальность?
Сегодня проблемы экологии в современном мире стоят очень остро. Человечество наконец-то стало осознавать, что природные ресурсы не безграничны, а те, что находятся в руках человека не всегда правильно и разумно расходуются. Сегодня ученые, экологи, экозащитники и просто неравнодушные люди стараются находить альтернативные пути и способы снижения уровня загрязнения окружающей среды. Разрабатываются новые материалы, технологии и способы, которые способствуют снижению загрязнения планеты.
Автоконцерны тоже не остаются в стороне, предлагая внедрять новые транспортные средства, которые снижают или вообще исключают вредные выбросы в атмосферу. На сегодняшний день ведущие автомобильные компании разрабатывают электромобили, работающие исключительно на электрической энергии. Этот вид транспорта рекламируется, как замена действующим автомобилям с бензиновым двигателем, а так же как средство, наносящее наименьший вред экологии.
Споры вокруг появления электромобиля не утихают до сих пор. Экологи считают его не таким уж безвредным, а сторонники полагают, что их применение будет способствовать улучшению экологической ситуации в городах. В статье рассмотрим возможные последствия при использовании электрокаров.
Наносит ли полный цикл создания и эксплуатации электромобиля вред окружающей среде?
Основной составляющей данного автомобиля является наличие электромотора и запитывающего его аккумулятора. Это во многом определяет чистоту авто для окружающей среды. Электромобиль не загрязняет воздух вредными выхлопными газами, для его заправки не требуются нефтепродукты и охлаждающие вещества, например, антифриз. В идеале электромобиль должен быть действительно экологически чистым видом транспорта.
Но пока ученые относятся к нему с определенной долей скепсиса. Ведь сама машина может не наносить вред природе, но все, что будет связано с ее эксплуатацией, возможно, не так уж безвредно. Поэтому при анализе экологической чистоты нужно учитывать полный жизненный цикл электромобиля от момента производства до полной его утилизации. Только после анализа данных можно с уверенностью будет сказать, что электромобиль действительно на 100% чистый вид транспорта.
Если ли выхлопы на самом деле?
Непосредственно само авто их не производит. Но машина все же косвенно влияет на увеличение выхлопных газов. Тепловые электростанции, вырабатывающие электроэнергию для зарядки машины, вынуждены наращивать обороты. Таким образом, даже если выхлопы не увеличиваются, то, как минимум, остаются на прежнем уровне. Да и сам электродвигатель далек от совершенства. У его аккумулятора низкий КПД, происходят потери во время преобразования энергии для подзарядки накопителя и обеспечения работы электрокара. Поэтому от выбросов в атмосферу все равно никуда не уйти. В итоге особых изменений в ситуации с выхлопами ждать не стоит, только вырабатывать их будут не машины с двигателями внутреннего сгорания, а трубы электростанций.
Если говорить об основных источниках электроэнергии в мире, то в этом плане ТЭС лидируют. Для поддержания ее работы в качестве топлива широко используют уголь и торф (40%), природный газ (22%) и нефтяные фракции (5%). Для их функционирования также требуется громадное количество воды. По подсчетам ученых требуемый объем сопоставим с потребностью в воде 5 миллиардов человек. Если человечество начнет активно переходить на использование мощностей электростанций, то к 2035 году водные запасы будут расходоваться в два раза больше.
Что можно использовать в качестве аналогов ТЭС?
Конечно, ведется исследовательская и научная деятельность в направлении возможности применения аналогов для получения электроэнергии. Ученые считают, что идеальные комплексы-заправщики для авто не должны производить вредные выбросы в атмосферу вообще. Пока предлагается два варианта для таких автозаправок: с использованием объектов альтернативной энергетики или АЭС. Что касается последнего источника, то его использование под большим сомнением. Протесты экологов, меры, принятые после событий в Фукусиме и Чернобыле, большое количество подписанных документов по вопросам применения атомной энергии не дают возможности полноценно использовать этот вид топлива. Перспективы использования альтернативной энергетики пока туманны. Сегодня в мире нет столько станций с возобновляемыми источниками энергии, которые способны обеспечить экологичную заправку автомобилей.
Подытоживая, можно сказать, что в ближайшем будущем не стоит ожидать глобального очищения окружающей среды из-за перехода на электрокары. Пока не будет найден безвредный источник электроэнергии, массовое внедрение электромашин совершенно бессмысленно.
Что показали китайские исследования в отношении электромобилей
Китай, как страна с высокими технологиями и новаторскими идеями, не осталась в стороне от этой проблемы. Ведь страна славится тем, что одной из первых начинает производить и использовать разнообразные ноу-хау. Поэтому уже сегодня она лидирует по числу электрокаров и количеству зарядных станций по отношению к машинам с ДВС.
Причинами начала массового использования такого вида транспорта стали: высокие цены на нефть, возможность добывать большой объем лития (основной материал для изготовления батарей для электро авто) и плохая экологическая обстановка в местностях с большим количеством транспорта с ДВС. Казалось бы, внедрение нового экологического транспорта должно было положительно повлиять на экологию. Но этого не случилось.
Например, если взглянуть на Пекин и прочие крупные города, то они до сих пор утопают в смоге. И это несмотря на то, что в крупных мегаполисах главенствуют электрокары. Все дело в том, что почти 85% электроэнергии вырабатывается ТЭС, в которых сжигается в основном уголь. К тому же Китай — высокотехнологичная страна, использующая огромное количество техники. Для обеспечения ее работы требуется больше энергии, а значит и количество сжигаемого угля увеличивается.
Сравнивая количество углекислого газа, попадающего в атмосферу от работы электро заправок и вырабатываемого авто с ДВС, результаты не в пользу первых. Количество требуемого угля для пробега 1 км на электрокаре оказалось выше, чем от сжигания такого же количества бензина в обычном автомобиле.
Не последнюю роль играет производитель авто. Марки авто от разных изготовителей требуют разное количество энергии. Например, Tesla Model S расходует на 20% больше энергии, чем AG320i производства БМВ.
Какие еще проводились исследования
Ситикар “Smart” уже давно стал культовым и завоевал армию поклонников, которые не хотят признавать никакие другие автомобили. Безусловно, этот малыш просто кладезь конструктивных решений, но и ему требуется электро подпитка. Несмотря на небольшие размеры, он способен загрязнять окружающую среду даже больше, чем его бензиновый собрат. Статистика, согласно данным немецких ученых, такова: ситикар, работающий на электроэнергии, выбрасывает в атмосферу 107 гр диоксида углерода, а “Smart” с двигателем внутреннего сгорания на 21 гр меньше.
Разочарованы были не только немецкие, но и американские исследователи. Исследуя данные регионов, где электрокары присутствуют в большом количестве, они пришли к неутешительному выводу. Именно в этих местах наблюдалась повышенная загрязненность атмосферы, в отличие от мест, где использовался традиционный транспорт. Специалисты солидарны с китайскими учеными в том, что большое количество электромобилей требует большего количество энергии, а значит строительство электростанций придется увеличить.
Существует и еще одна проблема ‒ перебои в электроэнергии. Пока еще не выяснено, к каким именно масштабным катастрофам это может привести, если значительная доля автотранспорта будет на электрической тяге.
Все же, если быть объективными, загрязнение атмосферы автотранспортом составляет всего лишь 25% от общих нечистот. Остальная часть приходится на естественные причины такие, как пепел от извержения вулканов, пылевые бури, лесные пожары и прочие природные катастрофы.
Производство аккумуляторных батарей, как угроза для экологии
Однако, не стоит всю ответственность по загрязнению окружающей среды списывать исключительно на электрифицированный транспорт. Наибольшая угроза исходит от производства электронакопительных батарей для электромобилей. Норвежские ученые в ходе исследований пришли к выводу, что именно предприятия, на которых изготавливаются аккумуляторные батареи, более токсичны, чем предприятия, изготавливающие традиционный автопром. Также был установлен факт повышения выброса парниковых газов при изготовлении автомобилей на электрической тяге по сравнению с изготовлением обычных машин. Виной тому необходимость использовать больше энергозатратных мощностей при производстве.
Если говорить об основной угрозе для окружающей среды, то она исходит в большей степени от батарей, чем от выхлопных газов, поскольку в их составе большую долю занимают высокотоксичные компоненты.
Срок службы аккумуляторной батарее невелик ‒ всего 5 лет. Поэтому непременно возникнет острый вопрос о том, как и где их нужно будет утилизировать. Цикл утилизации достаточно трудоемок и сложен, а также требует значительных финансовых затрат. Даже если найдутся способы делать это легко, то извлечение металлов из них потребует в разы больше энергозатрат, чем при производстве. Это вновь приведет к необходимости строительства дополнительных ТЭС.
Проблема выброса твердых частиц электрокаров
Пока ученые и специалисты ломают головы над проблемой сокращения потребления электроэнергии, владельцы авто выявили еще одну неожиданную проблему. Как оказалось, водителям приходиться часто менять покрышки на машинах. Пришлось разбираться и в этой проблеме. Оказалось, что виной тому повышенная масса электромобилей.
При углубленном изучении стало ясно, что повышенная масса влияет также на износ дорожного полотна (10%) и тормозной системы (2%). Эти цифры могут показаться не критичными. Но мелкие зловредные частицы попадают в атмосферу, и как следствие, в дыхательные пути человека. Это может отрицательным образом сказываться на сердечно-сосудистой, легочной системе, на людях, страдающих астмой и аллергией. Если не решать и эту проблему, то ущерб, нанесенный здоровью, будет трудно оценить.
Подводя итоги
В статье мы обозначили лишь ряд проблем. Возможно, с постепенным внедрением электрокаров в нашу жизнь возникнут новые, еще не изученные трудности. Технологии в современном мире меняются стремительно, поэтому может быть электромобили являются коротким промежуточным звеном между авто на ДВС и совершенно новым экологичным автомобилем будущего. А пока выводы можно сделать следующие:
- сами по себе электроавтомобили не вырабатывают вредных веществ, поскольку основная доля загрязнения приходится на электростанции, вырабатывающие энергию;
- повсеместный переход на экологичное авто никак не решит проблему загрязнения окружающей среды;
- производство электрических автомобилей влечет большие электрозатраты в связи с технологическими особенностями;
- производство аккумуляторных батарей не менее губительно для экологии, чем ТЭС, поскольку в них дополнительно содержатся ядовитые элементы;
- утилизация — еще более энергозатратный процесс, чем производство;
- накопители утяжеляют электрокары, что приводит к повреждению дорог, выбросу твердых частиц в атмосферу и ухудшению здоровья человека.
В любом случае пока у электрокаров не появятся действительно значительные преимущества над автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, говорить об их быстром массовом внедрении не приходится. Возможно, придется подождать еще несколько десятилетий.
