Что экологичнее бензин или электричество
Перейти к содержимому

Что экологичнее бензин или электричество

  • автор:

Так ли экологичны электрокары?

В последнее время все больше дискуссий ведется о том, насколько экологичны набирающие популярность электрокары. Мы изучили публикации ученых и разобрались, как обстоят дела на самом деле.

В 2018 году рост продаж электромобилей и подзаряжаемых гибридов составил 64%, пишет онлайн-издание об электрокарах insideEVs. Самым продаваемым электромобилем стал Tesla Model 3 — в 2018 году было продано 145 864 единицы.

Именно эту модель выбрала в качестве объекта группа немецких ученых из Института экономических исследований IFO (Мюнхен, Германия). Сравнив процессы производства и эксплуатации Tesla 3 и дизельного Mercedes-Benz C220, авторы исследования пришли к выводу: электромобили в сегодняшней ситуации не помогут сократить выбросы CO₂.

Ученые сопоставили соотношение выбросов СO₂ при производстве аккумуляторов и использовании электрокара с аналогичным показателем для машины с двигателем внутреннего сгорания. «В лучшем случае этот показатель у электрокара оказался немного выше, чем у дизельного двигателя, но в большинстве случаев он значительно выше», — утверждают авторы исследования.

В аналитическом отчете инжиниринговой компании Ricardo, занимающейся исследованиями и разработками в автомобильной промышленности, установлено, что производство одного легкового автомобиля в среднем вызывает выброс 5,6 тонны эквивалента СО₂ в атмосферу, а для электромобиля эта цифра в среднем составляет 8,8 тонны; почти половина приходится на процесс производства батарей.

В исследовании IFO подчеркивается: выводы исследователей справедливы только для сегодняшней ситуации, когда в Германии почти 50% энергии производится на электростанциях, работающих от ископаемых источников.

Авторы исследования считают, что включать электромобили в список транспортных средств с нулевым значением выбросов СO₂ было преждевременным решением в ЕС, поскольку это означает, что электромобили не генерируют такие выбросы. Реальность такова, что в дополнение к выбросам CO₂, образующимся при производстве электромобилей, почти все страны ЕС генерируют значительные выбросы CO₂ еще и во время зарядки аккумуляторов транспортных средств. Согласно данным Европейского агентства по охране окружающей среды (EEA), рост популярности электромобилей в Европе станет настоящим вызовом для энергопроизводителей. Если к 2050 году 80% транспортных средств в Европе будут работать от электричества, то для их зарядки дополнительно потребуется 150 ГВт электричества. Потребление электричества электромобилями в целом вырастет с 0,03% в 2014 году до 9,5% в 2050 году.

Таким образом, исследователи из IFO критически оценивают дискуссию об электромобилях в Германии, которая сосредоточена вокруг транспортных средств с батарейным питанием. Они отмечают, что другие технологии также имеют большой потенциал и при этом менее вредны для экологии.

«Электромобили, работающие на водороде или метане, по-прежнему приводят к немного более высоким выбросам CO₂, чем автомобили с аккумуляторным питанием. Но этот недостаток превратится в преимущество, если немецкая электроэнергетическая система начнет быстрее двигаться в направлении получения возобновляемой энергии, потому что в таком случае низкая энергоэффективность будет становиться все менее и менее важной. Двигатели внутреннего сгорания, работающие на ископаемом метане, уже сегодня имеют очень низкие выбросы CO₂. Они как раз могут стать идеальным „мостом“ к автомобилям, работающим на „зеленом“ метане», — говорит Кристоф Бушал, один из авторов исследования IFO, профессор физики Кельнского университета.

На границе двух технологий

Гибриды, способные работать как от электрических батарей, так и от двигателей внутреннего сгорания (ДВС), хороши для городских условий; хотя они и загрязняют среду, но гораздо меньше, чем обычные ДВС, потому что горючее не сжигается, когда автомобиль стоит в пробках.

Очень интересны разработки гибридов на двух электрохимических источниках, например, топливном элементе и литий-ионном аккумуляторе. Большую длительность пробега дает топливный элемент, а компактность и мощность — аккумулятор. Сочетание этих двух технологий внутри одного автомобиля, возможно, будет самым большим прогрессом. Например, Renault пытается сделать автомобиль, в котором аккумулятор во время стояния в пробках подзаряжался бы от топливного элемента маленькой мощности. Это называется «удлинитель пробега»: пробег на одном аккумуляторе увеличивается в разы.

Второй вариант: когда автомобиль редко стоит и очень много ездит, основное количество энергии вырабатывает топливный элемент, а когда надо резко ускориться или затормозить, использует дополнительную литий-ионную ­батарею.

В Сингапуре уже были прецеденты, доказывающие, что электрокары не так экологичны, как утверждают их производители.

В 2016 году комиссия по наземному транспорту страны (LTA), испытав машину Tesla Model S, пришла к выводу, что заявленный производителем показатель вредных выбросов не соответствует действительности. Хотя электрокар сам по себе не загрязняет атмосферу, LTA подсчитала количество углекислого газа, выработанного в процессе получения энергии, необходимой для зарядки его аккумулятора. В итоге расход энергии у Tesla, по сингапурскому тестовому циклу, значительно разошелся с данными производителя, и хозяин электрокара был оштрафован на $ 10 тыс., а сам электромобиль отнесли к категории вредных для экологии транспортных средств.
Мировой лидер по переходу на электромобили — Норвегия. По данным insideEVs, в 2018 году 31% всех проданных автомобилей в стране пришелся на электрокары. Норвегия может похвастаться их экологичностью по двум причинам. Первая — страна закупает исключительно электрокары, на территории Норвегии нет автомобильного производства. Вторая — 99% энергии вырабатывается на гидроэлектростанциях, которые не выбрасывают в атмосферу углекислый газ при производстве.

Однако в большинстве стран Европы ископаемые источники получения энергии пока преобладают над возобновляемыми. Например, в Великобритании, Италии, Ирландии, Эстонии доля ископаемых источников энергии варьируется от 40% до 85%. Большой потенциал для экологичного перехода на электрокары имеют Канада, Новая Зеландия, Бразилия, где так же, как и в Норвегии, бóльшая часть энергии вырабатывается на гидроэлектростанциях.

При этом, если количество выбросов CO₂ у электрокаров и машин с ДВС примерно на одном уровне, с учетом нынешнего энергомикса большинства стран, то эффективность использования самой энергии электромобилями выше, следовательно, они выбрасывают меньше парниковых газов, чем автомобили с ДВС.

Исследования ЕЕА, опирающиеся на прогнозируемый уровень производства в 2020 году, показывают, что на одинаковой дистанции электромобиль сожжет на 40% меньше топлива, чем автомобиль с ДВС.

Почти 75% покупателей электрокаров в Норвегии приобретают их в дополнение к уже имеющимся автомобилям, и только 25% населения готовы полностью пересесть на EV (Electric Vehicle, «электрическое ТС». — Прим. ред.), согласно Forbes. Происходит это не из-за приверженности к экологии или причастности к технологическому прогрессу, а в первую очередь потому, что государство экономически стимулирует граждан пересаживаться на электромобили. Нулевые пошлины, освобождение от уплаты налога на авто, бесплатная стоянка на муниципальных парковках — вот неполный перечень льгот для владельцев электрокаров в стране.

Электромобиль Volkswagen Golf стóит в Норвегии € 33 тыс. Аналогичная машина с ДВС обойдется в € 22 тыс. Однако владельцы электрокаров освобождаются от налогов на выброс CO2 — € 4348, НДС — € 5512, а также налога на вес — € 1715.

Таким образом, покупать электрокары экономически выгодно, хотя они и дороже.

Несмотря на рост интереса к электрокарам, их количество в мире, по сравнению с автомобилями с ДВС, пока крайне мало. В 2018 году во всем мире было продано 996 557 электромобилей, следует из всемирной базы данных по продаже электромобилей EV Volumes. С учетом подзаряжаемых гибридов, число реализованных электрических машин составляет 2 млн 18 тыс. штук. Годом ранее таких автомобилей продали 1,2 млн, из них примерно половину — в Китае. Вторым по объему рынком в мире стала Европа, третьим — Северная Америка. Для сравнения: только автоконцерн Toyota, куда входят бренды Toyota, Lexus, Daihatsu и Hino, в 2018 году реализовал 10,5 млн автомобилей (следует из годового отчета компании).

Таким образом, переход на электромобили будет иметь экологический эффект только в случае изменения энергетического микса европейских стран в сторону использования безуглеродных источников энергии, заключают авторы из Института экономических исследований IFO.

К «зеленым» источникам энергии относят и ядерные, так как атомные станции имеют низкий показатель выброса СО₂. По данным Международного энергетического агентства, все атомные станции, работающие в мире, за последние 45 лет предотвратили выбросы 65 гигатонн CO₂. Российские АЭС за год предотвращают выбросы 811 млн тонн СО₂ — это соответствует количеству выбросов, которые все автомобили России дают за шесть лет ­эксплуатации.

Однако сейчас мощности электростанций, работающих на ископаемом топливе (нефть и нефтепродукты, природный газ и уголь), составляют 67% в общем энергетическом балансе, то есть две трети. Для улучшения экологической ситуации в мире это соотношение нужно менять, в том числе и с помощью концепции «зеленого квадрата», представленной Росатомом в 2017 году. Она подразумевает необходимость ускоренного развития гидроэнергетики, энергетики ветра и солнца, атомной энергетики. Эта четверка использует технологии, при которых тепловые выбросы и образование углекислого газа равны нулю.

Что экологичнее бензин или электричество

Электромобили VS Экология. Победит ли дружба?
Май 12, 2022 | Алексей Алиев

В последнее время возникает всё больше споров вокруг экологичности электромобилей. Кто-то по-прежнему считает переход на них спасением окружающей среды, другие уверены, что электрокары загрязняют природу не меньше обычных автомобилей.

Так кто же всё-таки прав?

Главные претензии к электрокарам связаны с процессами выработки электроэнергии и утилизации батареи. Примерно 40% мировой электроэнергии вырабатывается путём сжигания угля, а при массовом переходе на электромобили её понадобится больше, чем сейчас. Без использования альтернативных источников энергии о снижении выбросов и декарбонизации можно и не мечтать, а утилизация аккумуляторов, срок службы которых сейчас составляет 5-8 лет, пока и вовсе не проработана. Значит, тяжелые металлы, содержащиеся в батарее, будут загрязнять воду и почву. Не говоря уже о том, что при производстве аккумуляторов происходит выброс абсолютного зла – тех самых парниковых газов.

И тем не менее, электромобили всё равно безопаснее автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Обычный электрокар производит на 50% меньше выбросов парниковых газов, чем среднеевропейский автомобиль. В целом, электромобили примерно на 30% безопаснее обычных транспортных средств.

Парниковые выбросы в течение жизненного цикла автомобиля

Одними лишь выхлопными газами автомобили с двигателями внутреннего сгорания наносят куда больше вреда, чем электрокары в целом. Более того, у электромобилей есть куда больший резерв для улучшения: развитие инфраструктуры уже в ближайшие годы позволит свести к минимуму отрицательное влияние электромобилей на экологию.

Альтернативная энергия спешит на помощь

Ещё недавно трудно было представить, что всё в мире будет работать на энергии солнца, ветра и других возобновляемых источников. Однако, это может случится уже очень скоро. Крупные энергетические корпорации активно инвестируют в программы по отказу от углерода (декарбонизации). Многие из них планируют полностью перейти на «зелёную» энергию уже к 2040-му году.

Конечно, это положительно скажется и на экологической безопасности электромобилей: в дневное время электрокары могут подпитываться от солнца при помощи специальных навесов, а ночью в дело вступает энергия ветра.

И это даже не будущее – это уже реальность. Известен кейс Austin Energy с их программой сетевой зарядки, которая позволяет клиентам получать 100% электроэнергии от ветра всего за 4,17$ в месяц.

Фотография установленных ветряных электростанций

Ветряные турбины в штате Техас, США (GABRIEL C. PÉREZ / KUT)

Кстати, в наших широтах вырабатывать необходимый объем электроэнергии при помощи возобновляемых источников тоже вполне реально. Это значит, что для подпитки электрокаров не потребуется сжигать больше угля и наносить дополнительный вред экологии.

Батарея готова прогрессировать

Другое направление критики экологичности электромобилей – отсутствие программы утилизации аккумуляторов. И, откровенно говоря, на данный момент дискуссия по этому вопросу выглядит перегретой. Нельзя сказать, чтобы по этому вопросу существовал чёткий консенсус, однако есть эксперты, которые утверждают, что пока рано говорить о существовании масштабной проблемы. В Европе, к примеру, электромобилей пока не так много, чтобы говорить о массовой утилизации, а по-настоящему остро вопрос встанет примерно в 2030 году.

К этому времени будет не только разработана соответствующая программа, но и увеличен срок жизни аккумуляторов. Ведущие производители, в том числе Tesla, Volkswagen, Nissan и Renault, уже создают заводы по переработке аккумуляторов. Однако, в будущем планируется переход к более чистой технологии – прямой переработке, в ходе которой будет восстанавливаться химический состав аккумулятора без вредного для окружающей среды измельчения и сжигания катодной смеси.

По прогнозам, выход на 100%-ю переработку батарей к 2040 году позволит удовлетворить до 25% потребности индустрии в литии и до 35% — в кобальте и никеле. Параллельно компании инвестируют в проекты по созданию литиевых батарей 3-го и 4-го поколений, которые можно будет использовать гораздо дольше. Предполагается, что срок жизни аккумулятора будет составлять 10-20 лет.

Экономика замкнутого типа: батареи

Позаботиться о сохранности батареи могут не только производители, но и пользователи – владельцы электрокаров. Например, заряжаться от станций переменного тока, вместо «быстрых» станций постоянного тока. Разница в скорости зарядки для современных станций невелика (такие, например, предлагает TOUCH), а вот разница в скорости деградации батареи куда серьёзнее: если заряжать электрокар каждый день при помощи станций постоянного тока, в худшем случае батарее может потребоваться замена уже через 3.5 года использования. Станции переменного тока, в свою очередь, гарантируют сохранность батареи в течение практически всего срока службы.

Электрокары грязнее бензиновых машин? Доказано, что это не так

Исследование Международного совета по чистому транспорту (ICCT) доказало, что электромобили не могут загрязнять окружающую среду больше, чем обычные машины с двигателями внутреннего сгорания. Даже если электроэнергия для зарядки аккумуляторов вырабатывается «грязным» способом – тепловыми электростанциями, – новые транспортные средства всё равно выигрывают.

Depositphotos

Всё дело в эффективности различных типов двигателей. Если электромоторы преобразуют в движение порядка 90% энергии от батарей и топливных элементов, то самые лучшие и совершенные ДВС – не более 40% сжигаемого топлива. Основные объёмы бензина и дизеля преобразуются в тепло, CO2 и твёрдые частицы. Производство аккумуляторных батарей для электрокаров – весьма грязный процесс. Однако высокий уровень загрязнения с лихвой компенсируется большим жизненным циклом этих компонентов. В исследовании говорится, что электрокары и автомобили на топливных элементах в Европе на 66–69% чище обычных машин с ДВС. В США этот показатель немного хуже – 60–68%. В Китае и Индии из-за «грязных» способов получения электроэнергии эффективность заметно ниже – 37–45% и 19–34%, но даже там преимущества электрокаров очевидны. При условии получения электроэнергии только из возобновляемых источников электрокары оказываются экологичнее машин с ДВС на 81%.

Почему электромобиль экологичнее, чем принято думать

В 1900 г. больше трети американского автопарка передвигалось на электричестве. Бензин приводил в движение около четверти автомобилей в стране, и над всеми господствовал пар – с его помощью перемещалось 40% авто. В конечном итоге бензин потеснил конкурентов, и в XX в. двигатель внутреннего сгорания (ДВС) стал главной движущей силой автопрома. 100 лет спустя электрическая тяга возвращается на автомобильный рынок с благородной миссией – уменьшить влияние транспорта на климат. Почему не все верят, что это возможно? Разбираем самые популярные мифы об электрокарах.

Миф 1

Электромобили дороже автомобилей с ДВС

Это утверждение верно, если сравнивать только стоимость автомобилей. В этом случае разница в цене может быть существенной. Например, в США, по данным аналитического агентства IHS Markit, среднерыночная цена нового автомобиля в мае 2021 г. была около $30 000, гибрида – $33 000, а электромобиля – $43 000. При этом с расширением производства стоимость электрокаров снижается. Эксперты Morgan Stanley фиксируют, что цены на электрокары снижаются последние 10 лет. Аналитики компании прогнозируют, что они будут снижаться еще как минимум десятилетие, по мере того как производители будут наращивать объемы производства и отлаживать технологические процессы, пишет портал BusinessInsider. Одна из главных причин снижения цен – растущая доступность батарей. За последние 10 лет стоимость каждого 1 КВт ч емкости батареи упала в 8 раз – до $137 в 2020 г. с $1100 в 2010 г., по данным BloombergNEF.

Однако стоимость владения (показатель, учитывающий цену автомобиля и расходы на его эксплуатацию) электрокарами ниже, чем автомобилей с ДВС. По оценкам исследовательской компании Avicenne Energy, полная стоимость владения бензиновой малолитражкой во Франции за 10 лет составит 61 440 евро, а аналогичной электрической версией – на 20% меньше: 49 050 евро. Для автомобиля среднего класса с ДВС этот показатель составит 78 075 евро и 53 306 евро – для машины с электродвигателем.

В России, по подсчетам автодилера «Рольф», расходы на эксплуатацию электромобиля почти в 3 раза ниже, чем его бензинового аналога, за счет более низкой стоимости топлива и технического обслуживания. При среднем для российских автомобилей годовом пробеге в 16 000 км, расходе бензина в 7,5 л на 100 км и стоимости 1 л топлива в 50 руб. за год владелец легковушки заплатит примерно 60 000 руб. за горючее и 10 000 руб. за сервисное обслуживание, подсчитали в «Рольфе». (Итого: 70 000 руб.)

Электромобилю, чтобы проехать такое же расстояние, потребуется около 4000 КВт ч электроэнергии. При цене 1 КВт ч в 5,66 руб. (это дневной тариф, ночью при двухтарифном учете цена электроэнергии примерно в 2 раза меньше) расходы составят 22 640 руб. Затраты на техобслуживание электромобилей также ниже. У электрического двигателя меньше движущихся частей, он меньше изнашивается, поэтому сервисный интервал, как правило, составляет 30 000 км. Меняется только масло в редукторе, что в пересчете на пробег обойдется примерно в 2500 руб. в год. (Итого: 25 140 руб.)

Из приятных бонусов к электрокару – бесплатная парковка в Москве и отсутствие транспортного налога в некоторых регионах России.

Продажи растут

Продажи машин на электрической тяге стремительно растут во всем мире. Например, продажи электромобилей в Евросоюзе по итогам первого полугодия 2021 г. выросли на 130% год к году и достигли отметки в 356 469 шт., по данным Европейской ассоциации автомобильных производителей (ACEA). Крупнейшим рынком в Европе остается Германия – за полугодие там продано 148 936 электромобилей (в первом полугодии 2020 г. цифра была в 3 раза меньше – 44 439 шт.).
По данным, которые приводит портал TheElec со ссылкой на исследование EV Volumes, в августе 2021 г. в мире было продано 510 000 электрокаров – вдвое больше, чем за тот же период годом ранее. Более половины продаж (260 000 машин) пришлось на Китай, на 2-м месте – Германия (44 000).
В мире в первом полугодии 2021 г. было продано 2,6 млн электромобилей – на 160% больше, чем годом ранее, по оценке исследовательской компании Canalys.
Динамика российских продаж тоже впечатляет, но в абсолютных значениях продолжает оставаться очень скромной. По итогам пяти месяцев 2021 г. в стране продано 650 новых электромобилей, что в 7 раз больше, чем в январе – мае 2020 г., подсчитало аналитическое агентство «Автостат».

Миф 2

Аккумуляторы нужно часто менять, а это вредно для природы

Лет 20 назад такой аргумент имел право на жизнь, но сейчас бесповоротно устарел. Если в обычных автомобилях аккумулятор служит в среднем пять лет (гарантия производителя обычно только два года), то у электромобилей, как уверяют производители, существенно дольше.

К примеру, на зарубежных рынках Volvo дает гарантию на батарею в электромобиле Volvo C40 Recharge на восемь лет или 160 000 км пробега – в зависимости от того, что наступит раньше. В России срок гарантии составит пять лет или 100 000 км пробега, говорит бренд-продакт-эксперт Volvo Cars Russia Максим Беликов (продажи модели еще не начались). В целом автопроизводители указывают, что долговечность аккумулятора зависит от того, в каких условиях он эксплуатируется и как часто заряжается с помощью скоростной зарядки.

Рано или поздно все автомобили отправляются в утиль. В случае машин с ДВС необходимо переработать аккумулятор, свечи, мотор, коробку передач, наполняющие их жидкости и т. д., в случае электрокаров – аккумуляторные батареи и электродвигатели. Растущее количество электромобилей представляет собой серьезную проблему для утилизации отходов в конце срока службы, предупреждали ученые из Бирмингемского университета (Великобритания) в научной статье, опубликованной в журнале Nature в 2019 г. Они же отмечали, что это открывает и новые возможности, так как переработанные литий-ионные аккумуляторы электромобилей могут стать ценным вторичным источником материалов. В России переработкой литий-ионных аккумуляторов и батарей занимается, например, челябинская группа компаний «Мегаполисресурс», следует из информации на ее сайте.

В Германии литий-ионным батареям из электромашин нашли другое применение: их используют для хранения излишков энергии от ветрогенераторов и солнечных батарей. В 2018 г. немецкая WEMAG построила неподалеку от Гамбурга крупнейшую в Европе коммерческую аккумуляторную электростанцию мощностью 10 МВт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *