Названы плюсы и минусы ДВС, гибридов и электромобилей с точки зрения экологии
Глава компании Toyota Акио Тойода сделал загадочное заявление: 9 млн электромобилей выделяют столько же углерода, сколько 27 млн гибридов. Иными словами, наносят окружающей среде в три раза больший ущерб. И дальнейшее развитие производства электромобилей в Японии приведет к росту в Японии вредоносных выбросов.
Toyota – крупнейший производитель автомобилей в мире. Так что к мнению г‑на Тойоды стоит прислушаться.Правда, это мнение в полной мере отражает нынешнюю глобальную стратегию Тойоты: концентрация на выпуске машин с гибридными силовыми агрегатами на основе экономичных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). И он в данном случае не привел внятной аргументации и не очень четко пояснил, какую часть жизненного цикла электромобилей имел в виду.
Жизненный цикл
Как и у обычных автомобилей, он начинается с добычи полезных ископаемых. Электромобиль здесь серьезно проигрывает машине с ДВС, ибо у него объемная и тяжелая батарея. Для ее изготовления необходимы литий, никель, кобальт, графит, медь. Добыча же и переработка лития, как и прочей редкоземельки, – процесс исключительно грязный и энергозатратный.
Из-за этого, как насчитали в Римском университете, на этапе от сырья до схода с конвейера дизельный Peugeot 308 по «углеродному следу» чище электрического Peugeot 308 более чем вдвое.
Ученые провели множество расчетов для электромобилей и машин с ДВС. Одни учитывают только период эксплуатации – от продажи до утилизации. Другие добавляют к этому вред от производства, третьи – еще и вред от добычи сырья.
Получаются разные расклады. Но все сходятся в том, что по мере роста пробега электромобили полностью отыгрывают у бензиновых базовый проигрыш по «углеродному следу».
По версии Международного совета по чистому транспорту (ICCT), это происходит уже после 17 тысяч км. Исследовательский центр Министерства энергетики США называет 30–45 тысяч км. Компания Volvo насчитала 50 тысяч км. Другие – 70 или 100 тысяч. По-любому электромобиль в конечном итоге чище.
Это, конечно, прекрасно, и все-таки ни одно из исследований не учитывает все факторы. В частности, пока не поддается оценке вклад утилизации тяговых аккумуляторов в загрязнение планеты.
ЗАКОНЫ ФИЗИКИ
Из школьных учебников известно, что расход энергии на перемещение тела зависит от его массы. Чем больше масса – тем выше расход, при прочих равных параметрах.
E=mv2/2
Электромобиль в среднем на 300 кг тяжелее автомобиля с ДВС – в основном из-за батареи. Для компактных моделей разница невелика – 100–200 кг. Для кроссоверов уходит за 400 кг, для пикапов – за 700 кг. Сообразны и затраты энергии на перемещение «тела». Гибриды по массе ближе к машинам с ДВС.
Масса легковых автомобилей вообще стабильно растет, несмотря на все старания производителей: уменьшение толщины кузовных панелей, применение легких сплавов, замена металла пластиком где только можно и так далее.
Не ломайте голову: просто растет размер автомобилей, а вместе с ним и масса. Агентство по охране окружающей среды США доложило в 2021 году, что за 40 лет средний вес автомобиля вырос с 1451 до 1905 кг. А сегодня уже пересек рубеж в 2 т. Мы точно стремимся улучшать экологию?
Другие факторы
Массовая утилизация батарей постепенно развивается, но не везде. Лишь в некоторых странах приняты законы, запрещающие зарывать батареи в землю и стимулирующие вторичную переработку (лидеры – ЕС, Китай, Канада, Индия).
Относительно крупные компании существуют только кое-где, их пока немного, и мощности соответствуют современным запросам. Так, в России всего пара предприятий утилизирует литий-ионные батареи. И те – от гаджетов. Росатом недавно презентовал новую технологию, но она пока в стадии лабораторных испытаний.
В мировом масштабе проблема встанет в полный рост лет через пятнадцать, когда ежегодно станут сдавать в утиль не меньше 15–20 млн электромобилей.
Между тем, две ведущие компании Европы – бельгийская Umicore и немецкая Redux – процесс сводят к извлечению меди, никеля и кобальта. Вторичная переработка соединений лития при имеющихся у них технологиях нерентабельна. Без льгот и субсидий он получается дороже, чем добываемый из недр.
Куда девают отходы переработки батарей и непереработанные батареи – в мировом масштабе доподлинно неизвестно. По одной из версий, туда же, куда и миллионы тонн негодной оргтехники – свозят в бедные страны, арендуя землю под свалки.
Исследователи напирают на высокий КПД электромоторов, но старательно забывают о происхождении электроэнергии. Как будто она сама собой образуется в розетках. Между тем, почти 80% мировой энергии получают сжиганием углеводородов. Это учли? В высокотехнологичной Японии, кстати, доля выше – под 90%.
И совсем никто не сравнивает естественные потери энергоносителей при их хранении и транспортировке. Для бензина-дизтоплива это доли процента – испарение и утечки, воровство. Для электроэнергии – в диапазоне 4–12%, в зависимости от состояния и особенностей энергосети. В России около 8%, в США и Франции около 6%, в Китае и Германии около 5%. Миллиарды киловатт по пути к разъему электромобиля расходуются на нагрев окружающей среды. Зарядные станции тоже в этом участвуют, а их в мире уже более 7 млн.
ПОБОЧНЫЙ ЭФФЕКТ
Ученые Калифорнийского университета проанализировали состав воздуха на 50 станциях быстрой зарядки электрокаров. Большей частью – фирменных Tesla Supercharger.
Изучали содержание твердых частиц. Концентрация составила 15,2 микрограмма на кубический метр, что превышает и нормативы ВОЗ, и аналогичный параметр на бензиновых АЗС.
Предположительный виновник – системы охлаждения. Зарядные станции сильно нагреваются, а мощные вентиляторы активируют токсичные продукты износа шин и тормозов, равно как и прочую мелкую пыль.
Вывод: долгое пребывание на зарядных станциях представляет опасность для здоровья. Рекомендации: не располагать зарядные хабы близ жилья и детских учреждений. Благо США недавно вышли из ВОЗ со всеми ее нормативами.
Чье будущее?
У производителей свои резоны провозглашать те или иные тезисы. И это скорее прибыль, нежели забота об экологии. Очень уж быстро многие от «будущего за дизелем» перешли к «будущему за электромобилями».
Как только продажи «электричек» замедлились, у некоторых «будущее» стало за гибридами. Volkswagen и Mercedes-Benz уже пересмотрели заявленный ранее скорый отказ от новых моделей с ДВС. Придется делать, раз потребитель их хочет!
Интересно, как поведут себя Scania, MAN, Volvo, DAF, Iveco и Ford, пять лет назад подписавшие обязательство прекратить к 2040 году выпуск грузовиков с ДВС.
А господин Тойота, возможно, пытался донести мысль, что производство конкретно электромобилей в Японии лучше не наращивать, дабы не мусорить дома. Возможно также, что Тойода абсолютно прав, и будущее действительно за гибридами – они чище, чем машины с ДВС, а продавать (и потом обслуживать) их даже выгоднее, чем электромобили.
