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.
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%.
Действительно ли электромобиль экологичнее?
Современное общество все больше и больше заботится об окружающей среде. Это приводит к серьезным изменениям, которые затрагивают все отрасли. Автомобильная промышленность, очевидно, является частью этого, и ее проблемы многочисленны: переработка, конец теплового двигателя, новые технологии…
Подавляющее большинство европейских производителей автомобилей (таких как Stellantis, Renault, Volkswagen и др.) постоянно прилагают определенные усилия для создания новых автомобилей, более экологичных, путем их электрификации. На самом деле, многие объявили о запрете двигателей внутреннего сгорания в своем модельном ряду к 2035 году.
В целом, когда мы говорим об электромобиле, он часто ассоциируется с меньшими выбросами в окружающую среду, чем тепловые автомобили (бензин, дизель и т. д.). Но так ли это на 100%? В этом мы и постараемся сегодня разобраться.
Электромобиль: меньший углеродный выброс, чем у теплового автомобиля
Прежде всего, мы должны понимать, что, когда мы говорим об электромобиле, мы имеем в виду двигатель без тепловой энергии, сокращающей выбросы углерода. Поэтому можно утверждать, что с точки зрения углерода автомобиль с двигателем внутреннего сгорания выбрасывает гораздо больше CO2, чем электромобиль. Недавнее исследование Европейской федерации транспорта и окружающей среды показывает, что электромобили могут выбрасывать на 79% меньше CO2, чем автомобили с бензиновым или дизельным двигателем.
При движении электромобиль выбрасывает очень мало парниковых, вредных газов, практически вообще не выделяет их, в отличие от теплового автомобиля, выбросы которого значительно больше. Более того, у электромобиля нет выхлопа вообще, что технически делает его неспособным выбрасывать CO2.
Электроэнергия, полученная экологически чистым методом: полезный ресурс для подзарядки электромобилей
Что касается подзарядки электромобиля, можно заряжаться энергией от возобновляемого источника или от энергии, полученной экологически чистым методом, так называемой «зеленой» энергии. Многие производители во Франции поставляют зеленое электричество, что остается гораздо более экологичным способом, чем использование бензина или дизельного топлива для зарядки электромобиля. Зарядка электромобиля также требует меньшего бюджета, чем заправка бензином.
За один год, с 2020 года, цена во Франции на топливо выросла на 20%. В итоге, обслуживание такого транспортного средства также дешевле, чем тепловое транспортное средство, двигатель которого требует больше усилий и бумажной волокиты.
Реальность иная, потому что различные участники сектора (механики, авторемонтники) не всегда обучены и ознакомлены с новыми технологиями. Хотя на бумаге счет может быть меньше, реальность, как правило, доказывает, что обслуживание электромобиля может быть дорогостоящим, и не всегда доступным.
Переработка аккумуляторов по-прежнему широко практикуется в Европе.
Затем встает вопрос о батареях. Надо помнить, что аккумулятор является центральной частью электромобиля. Поэтому важно утилизировать его, когда он больше не может использоваться по своему назначению. Европейские производители электромобилей обязаны утилизировать свои аккумуляторы. Это особенно касается Франции в соответствии с европейской директивой 2006 года.
Так, большинство аккумуляторов, используемых в электро- (и тепловых) автомобилях перерабатываются должным образом: иногда их доверяют специализированным компаниям, которые дают им «вторую жизнь». Например, их можно повторно использовать для хранения возобновляемой энергии.
Но возникают и другие вопросы, связанные с утилизацией аккумуляторов. Количество переработанных аккумуляторов на данный момент остается низким из-за небольшого присутствия электромобилей на автомобильном рынке. Электрификация (частичная или полная) модельного ряда автопроизводителей потребует еще многих лет усилий. Кроме того, утилизация аккумуляторов для электромобилей в настоящее время остается непривлекательной с финансовой точки зрения — это затратно.
Основываясь на этой информации, мы можем сделать глобальный вывод, что электромобиль в целом оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем автомобили с дизельным или бензиновым двигателем.
Наконец, хотя преимущества электромобиля кажутся многочисленными (выбросы CO2, техническое обслуживание и т. д.), для оценки реального экологического следа продукта (в данном случае электромобиля) представляется важным проследить весь его цикл, от фазы производства до окончания срока службы. Это мы и собираемся рассмотреть в деталях.
Производство электромобилей не такой уж и «чистый» процесс
Вопреки тому, что мы могли бы подумать, производство электромобиля на самом деле может быть гораздо более загрязняющим окружающую среду, чем производство теплового автомобиля. Фактически выбросы CO2 при производстве электромобиля на 30% выше, чем при производстве теплового автомобиля, и это можно объяснить несколькими факторами.
Прежде всего, для производства аккумуляторов для электромобилей требуется сырье, называемое «редкоземельными элементами», такое как литий, кобальт или графит. Их добыча связана с использованием большого количества воды и химикатов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.
Также надо принять во внимание, что основные горнодобывающие компании находятся не в Европе. По факту, эти металлы поступают, в частности, из Китая, Демократической Республики Конго и Южной Америки. Таким образом, воздействие на окружающую среду, а иногда и на общество сосредоточено в этих областях. Не говоря уже о сборке этих батарей, которая также оказывается очень дорогостоящей для окружающей среды, поскольку они изготавливаются в печах очень высокого напряжения, которые потребляют очень много энергии.
Электромобиль генерирует мелкие загрязняющие частицы во время движения
Хотя у электромобиля нет выхлопа, это не обязательно означает, что он вообще не загрязняет окружающую среду при движении. Фактически, каждый раз, когда водитель нажимает на педаль тормоза, возникает трение между колодками и диском автомобиля, что приводит к выбросу пыли или «мелких частиц».
Одно только торможение ответственно за 20% частиц дорожного движения. Стирание шин, дорожного покрытия и тормозов играет важную роль в выбросах этих мелких частиц. Но следует иметь в виду, что выхлопные газы и сокращение выбросов CO2 остаются главным приоритетом французских (и европейских) властей, поскольку они загрязняют окружающую среду гораздо сильнее, чем эти мелкие частицы.
Электричество: энергия, которая не всегда производится экологически чистым способом.
Электричество, очевидно, является основным ресурсом для зарядки вашего электромобиля, но не все страны могут производить зеленую или возобновляемую электроэнергию и, следовательно, уважать окружающую среду. На самом деле, экологический след во многом зависит от того, откуда поступает электричество, используемое в автомобиле.
Что касается Франции, в этой области у нее все в порядке. Электричество поступает в основном из атомной энергии, что позволяет в среднем выделять очень мало CO2, хотя использование ядерной энергии тоже вызывает споры. Делаем вывод, атомную энергетику нельзя считать чистой энергией из-за образующихся радиоактивных отходов, которые имеют негативные влияние не только на окружающую среду, но и на здоровье человека.
Что касается Китая, крупного рынка электромобилей, электроэнергия поступает в основном от угольных электростанций, которые вносят значительный вклад в выбросы CO2 в стране. Таким образом, использование электромобилей в больших масштабах приведет к значительному увеличению загрязнения воздуха в регионе.
Обратите внимание, что угольная электростанция выбрасывает на 40% больше CO2, чем газовая электростанция, производящая такое же количество электроэнергии. Уголь отвечает за 75% выбросов углерода в европейском электроэнергетическом секторе, хотя он производит всего 25% электроэнергии.
Все это показывает, что странам необходимо удвоить свои усилия по поиску решений и альтернатив для производства электроэнергии наиболее «чистым» способом. Также потребуется более тщательное исследование окружающей среды электромобиля в целом.
SNECI: Помогает автомобильной промышленности переход к экологически чистому производству
Вот почему в SNECI, экспертной компании в области промышленной эффективности и развития международного бизнеса, мы предлагаем различные специализированные учебные курсы по поддержке производства электромобилей для нескольких сотен клиентов по всему миру.
Предлагаемый нашими экспертами курс обучения TS01: Технология электромобилей: Компоненты и эксплуатация, например, позволяет вам открыть для себя технологический мир электромобилей в его экосистеме с учетом его рыночных особенностей. Данный тренинг также даст вам глубокие знания об эволюции услуг, связанных с электромобилями, для лучшего понимания и прогнозирования событий. Здесь вы можете найти все наши тренинги.
SNECI осознает важность потребности аккумуляторов в ближайшие годы, поскольку они необходимы для производства электромобилей. В помощь нашим клиентам SNECI еще больше укрепляет свои навыки в области индустриализации аккумуляторов.
В заключение можно сказать, что электромобиль остается гораздо менее загрязняющим окружающую среду, чем тепловой автомобиль, с точки зрения выбросов CO2. Однако все еще существует большое количество факторов, над которыми автомобильной промышленности необходимо работать, чтобы найти долговременные и устойчивые решения (использование редких металлов, переработка аккумуляторов, истирание и т. д.), что по-прежнему требует не малых усилий от производителей, поставщиков, а также государственных субъектов (правительства, региональные учреждения и т. д.).
Не забывая, что есть еще вопрос о зарядных станциях, времени перезарядки, а также сроке службы батареи.
Очевидно, что электромобиль, хотя и имеет много преимуществ, не гарантирует 100% экологического производства, но это шаг вперед к более чистой и экологически ответственной среде автомобильной промышленности.
В SNECI уделяется много внимания окружающей среде, мы развиваем многочисленные партнерские отношения с «зелеными» производителями в этом секторе для предоставления наилучшего решения для наших клиентов во многих отраслях промышленности.
Мы стремимся работать с игроками, желающими сделать мир лучшим в будущем, будь то модернизация заводов, улучшение процессов или поддержка более экологичной промышленности.
Если вы хотите, чтобы один из наших экспертов связался с вами и поддержал вас в ваших проектах по повышению производительности труда или в развитии вашего бизнеса во Франции или за рубежом, обращайтесь к нам без колебаний!
Производство электромобилей оказалось на 32% вреднее для экологии, чем машин с ДВС
Эксперты Аргоннской национальной лаборатории в Чикаго провели исследование и выяснили, что по совокупному углеродному следу автомобили на батарейках приносят экологии гораздо больше вреда, нежели модели с традиционным двигателем внутреннего сгорания. Но они компенсируют вред в процессе эксплуатации и со временем, за счет отсутствия вредных выбросов, действительно становятся экологичнее.
© Ernest Ojeh/Unsplash
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.