Электромобили: мифы против

Переход на электромобиль будет просто означать, что такое же количество загрязнения будет исходить от производства электроэнергии, а не от выхлопной трубы — я просто перейду с нефти на уголь.

Реальность: электромобили чище, чем автомобили, работающие на грязном ископаемом топливе, и точка.

Полностью электрический автомобиль использует электричество для питания аккумулятора — это означает отсутствие бензина, замены грязного масла и двигателя внутреннего сгорания.

Исследования показывают, что вождение на электричестве производит значительно меньше выбросов, чем использование бензина — по всей стране — и со временем становится лучше. В некоторых районах, таких как многие на Западном побережье, которые в основном зависят от энергии ветра или гидроэлектроэнергии, выбросы электромобилей значительно ниже. И это сегодня. По мере того, как мы выводим из эксплуатации больше угольных электростанций и подключаем к сети более чистые источники энергии, выбросы от зарядки электромобилей сокращаются еще больше. Кроме того, в некоторых районах зарядка в ночное время расширит возможности использования энергии ветра — еще один способ еще больше сократить выбросы.

Предостережение, которое следует учитывать, заключается в том, что, когда угольные электростанции обеспечивают большую часть энергии в данной области, электромобили могут выбрасывать больше CO2 и SO2, чем гибридные электромобили. Узнайте, откуда поступает ваше электричество, какие планы у вашего штата или сообщества по переходу на возобновляемые источники энергии и есть ли у вас варианты перехода на более чистую энергию.

Исследование развеяло миф о том, что электромобили загрязняют окружающую среду так же сильно, как и автомобили, работающие на бензине, из-за «грязной» сети

– 21 июля 2021 г., 3:29 по тихоокеанскому времени.

• Фейсбук
• Твиттер
• Пинтерест
• LinkedIn
• Реддит

Новое исследование развеивает устойчивый миф о том, что электромобили загрязняют окружающую среду так же сильно, как и автомобили, работающие на бензине, потому что они заряжаются от «грязной» электросети, а добыча материалов для аккумуляторов загрязняет окружающую среду.

Хотя у электромобилей нет выбросов выхлопных газов, в отличие от автомобилей, оснащенных двигателем внутреннего сгорания, они по-прежнему загрязняют окружающую среду за счет энергии, необходимой для их производства, как и любого другого продукта, а также за счет электричества, используемого для их зарядки, если оно не является возобновляемым.

Однако общепризнано, что электромобили по-прежнему более эффективны, чем их бензиновые аналоги, на протяжении всего их жизненного цикла, несмотря на эти источники выбросов.

Но существуют устойчивые мифы, распространяемые недоброжелателями электромобилей, утверждающие, что эти источники выбросов на самом деле делают электромобили такими же или даже более загрязняющими окружающую среду, чем автомобили с бензиновым двигателем.

Новое исследование Международного совета по чистому транспорту (ICCT) опровергает это с помощью «глобального сравнения выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла двигателей внутреннего сгорания и электрических легковых автомобилей».

ICCT проанализировал весь жизненный цикл от поиска материалов для аккумуляторов до производства транспортных средств, как электромобилей, так и двигателей с ДВС, а затем собрал данные о вождении на разных рынках, чтобы получить средние выбросы за жизненный цикл от использования транспортных средств.

Затем группа использовала структуру электроэнергии в каждом регионе (Европа, США, Китай и Индия) для расчета средних выбросов за весь срок службы.

Это привело к тому, что аккумуляторные электромобили имеют гораздо меньше выбросов, чем автомобили с бензиновым двигателем, на всех рынках:

«Результаты показывают, что даже среди автомобилей, зарегистрированных сегодня, аккумуляторные электромобили (BEV) имеют самые низкие выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла. Как показано на рисунке ниже, выбросы в течение всего срока службы средних BEV, зарегистрированных сегодня, уже ниже, чем у сопоставимых бензиновых автомобилей, на 66–69 % в Европе, 60–68 % в США, 37–45 %. в Китае и 19–34% в Индии. Кроме того, по мере того, как электроэнергия продолжает обезуглероживаться, разрыв в выбросах за жизненный цикл между электромобилями и бензиновыми автомобилями существенно увеличивается, если рассматривать автомобили среднего размера, которые, по прогнозам, будут зарегистрированы в 2030 году».

Вот фигура, упомянутая в комментарии:

Даже сегодня в США электромобили выбрасывают от трети до половины выбросов за весь срок службы автомобилей с бензиновым двигателем.

Конечно, разница также улучшается, поскольку возобновляемые источники энергии внедряются быстрее, чем любой другой источник выработки электроэнергии.

Но это может быть недостаточно быстро.

Столбики погрешностей на графике представляют разницу в развитии структуры электроэнергетики и то, что требуется для приведения в соответствие с Парижским соглашением.

Это показывает, что большинству рынков действительно необходимо ускорить развертывание возобновляемых источников энергии.

Однако это не меняет того факта, что электромобили сейчас явно меньше выбрасывают, а значит, лучше справляются с изменением климата.

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки, приносящие доход. Более.

Что будет со всеми этими аккумуляторами электромобилей?

Все больше компаний и автопроизводителей занимаются переработкой, чтобы сократить расходы.

• Пилотный завод по переработке VW в Зальцгиттере, Германия, способен перерабатывать 3600 аккумуляторных систем в год.
• Несколько других компаний, занимающихся переработкой аккумуляторов, собираются запуститься как в США, так и в Азии.
  
• VW говорит, что современные методы переработки аккумуляторов восстанавливают только около 60 процентов материалов, в то время как новый завод может восстановить до 95 процентов материалов аккумуляторных блоков.
  

Когда ваш ребенок смотрит на вас своими большими невинными глазами и спрашивает: «Куда деваются литий-ионные аккумуляторы электромобилей, когда они умирают?» Без колебаний — потому что дети в этом возрасте все еще верят, что вы все знаете — вы читаете им эту статью:

Могучий Volkswagen — автопроизводитель, который, безусловно, выглядит будто когда-нибудь она станет мировым лидером по производству электромобилей — теперь похоже, что она может стать мировым лидером по переработке аккумуляторов для электромобилей, объявив об открытии своего первого завода по переработке аккумуляторов в Зальцгиттере, Германия. Хорошо, при прогнозируемых 3600 перерабатываемых батарей в год, возможно, это не приведет к Мир, но это, безусловно, приведет к переработке аккумуляторов в Нижней Саксонии, между Хильдесхаймом и Брауншвейгом. В глобальном масштабе со всеми этими вещами, связанными с утилизацией аккумуляторов, все еще разбираются.

Например, в Соединенных Штатах бывший главный технический директор Tesla Дж. Б. Штробель возглавляет компанию по переработке аккумуляторов под названием Redwood Materials, расположенную недалеко от Gigafactory по производству аккумуляторов Tesla недалеко от Рино, штат Невада. Канадская компания Li-Cycle собирается начать строительство крупнейшего в Северной Америке завода по переработке аккумуляторов на территории бывшего комплекса Eastman Kodak в Рочестере, штат Нью-Йорк. В Китае и Корее, где производится большая часть аккумуляторов в мире, предпринимается множество других усилий по переработке.

Идея переработки использованных аккумуляторов для электромобилей имеет смысл, потому что использование переработанного материала для производства аккумуляторов намного дешевле и менее вредно для окружающей среды, чем добыча нового материала.

«Из многолетних исследований мы знаем, что переработанное сырье для аккумуляторов так же эффективно, как и новое», — сказал Марк Мёллер, руководитель отдела технического развития Volkswagen Group Components. «Мы планируем поддерживать наше производство клеток в будущем за счет материала, который мы извлекли. Мы действительно хотим использовать каждый грамм восстановленного материала, поскольку спрос на батареи резко возрастает».

Однако практика его только начинается. Завод VW в Зальцгиттере официально является экспериментальным. Завод Li-Cycle еще не построен. Но Redwood Materials уже довольно давно занимается переработкой.

«Мы стали крупнейшим переработчиком литий-ионных аккумуляторов в Северной Америке, получая 60 тонн в день или 20 000 тонн аккумуляторов в год», — сказал представитель. «Мы сотрудничаем с двумя крупнейшими производителями аккумуляторов в Северной Америке: Panasonic на заводе Tesla Gigafactory и Envision AESC, чтобы переработать весь производственный брак (катодный и анодный материал, элементы и модули, которые не прошли проверку и не подлежат ремонту) для создать устойчивую цепочку поставок и существенную экономию средств, которая будет перенесена на будущие электромобили и энергетические продукты.Redwood сосредоточена на неуклонном и неустанном улучшении экономики переработки с помощью технологий, позволяющих снизить стоимость материалов и обеспечить устойчивую экономику замкнутого цикла для этих критически важных материалов».

В недавней статье в IEEE Spectrum, официальном журнале Института инженеров по электротехнике и электронике, цитируются консультанты Circular Energy Storage, в которых говорится, что около сотни компаний по всему миру либо перерабатывают аккумуляторы прямо сейчас, либо планируют это сделать. IEEE сообщает, что в Северной Америке и Европе существует «несколько десятков» стартапов. Среди них не только Li-Cycle и Redwood Materials, но и шведская компания Northvolt и норвежская компания Hydro.

«Эти стартапы нацелены на автоматизацию, оптимизацию и очистку того, что было трудоемким, неэффективным и грязным процессом», — сказал Spectrum. «Традиционно переработка аккумуляторов включает либо их сжигание для извлечения части металлов, либо измельчение аккумуляторов и обработку полученной «черной массы» растворителями».

VW планирует сделать процесс более чистым и эффективным.

«Поскольку батареи электромобилей содержат сложную смесь материалов, современные методы переработки батарей требуют их плавления в печи, которая восстанавливает только около 60 процентов материалов внутри», — сказал VW. «Процесс, разрабатываемый на заводе в Зальцгиттере, использует несколько механических этапов, предназначенных для восстановления до 95 процентов материалов аккумуляторной батареи для повторного использования. В аккумуляторной батарее весом 880 фунтов завод может восстановить около 220 фунтов основных электродных минералов, таких как литий, никель, кобальт и марганец».

Тем временем у Nissan есть ряд инициатив по «аккумуляторам второй жизни» для своих аккумуляторов для электромобилей LEAF. К ним относятся установка бывших в употреблении аккумуляторов LEAF на своих предприятиях в Северной Америке, а также изучение новых методов переработки литий-ионных аккумуляторов. Nissan также является первым автопроизводителем, получившим сертификат на использование аккумуляторов LEAF второго срока службы в стационарных накопителях энергии.

Переработка — это всего лишь один из способов обращения с батареями. Следование мантре «сокращение, повторное использование, переработка» может означать несколько разных вещей.

Уменьшите: вам действительно нужна батарея на 100 кВтч для вашего электромобиля? Вам действительно нужно 250 или 300 миль диапазона или больше? Сейчас это статусно иметь батареи мощностью более 100 кВтч и запас хода в несколько сотен миль. Может не всем столько нужно. Большинство городских жителей могут обойтись батареей гораздо меньшего размера. Mitsubishi iMiEV, когда он продавался здесь, поставлялся с аккумулятором на 16 кВтч, что позволяло проехать 62 мили. Являются ли гигантские аккумуляторные батареи аэродинамически бесполезными хвостовыми плавниками современной автомобильной эры?

Повторное использование: Tesla предлагает Powerwall, домашнюю батарею, которая накапливает энергию, вырабатываемую вашими солнечными панелями в течение дня, для использования чистой энергии позже той же ночью. Несколько других компаний предлагают что-то подобное. Но в них используются совершенно новые батареи. Идея использования разряженных, но все еще пригодных для использования аккумуляторов от электромобилей в качестве домашнего накопителя энергии витала в воздухе уже некоторое время, но, за исключением некоторых самодельщиков, эта идея еще не прижилась.

Недавнее исследование, проведенное исследователями из Массачусетского технологического института, предполагает, что бывшие в употреблении аккумуляторы для электромобилей могут быть доступным буфером, необходимым для хранения чистой энергии солнца или ветра для использования ночью или когда ветер стихает. Исследование было основано на теоретической установке солнечной энергии в Калифорнии.

«Они обнаружили, что установка новой батареи не обеспечит разумной чистой прибыли от инвестиций, но правильно управляемая система бывших в употреблении аккумуляторов для электромобилей может стать хорошей и прибыльной инвестицией. С экономической стороны также возникают вопросы: уверены ли мы, что в этих батареях осталось достаточно ценности, чтобы оправдать затраты на их извлечение из автомобилей, сбор, проверку и переупаковку для нового применения? Команда пришла к выводу, что для смоделированного случая в местных условиях Калифорнии ответ будет твердым «да».

Итак, вернемся к исходному вопросу: куда денутся аккумуляторы вашего автомобиля, когда они разрядятся (или упадут ниже 80-процентной эффективности)? Мы пока точно не знаем, где именно, но есть вероятность, что они будут повторно использованы в стационарном приложении, а затем переработаны в новые батареи. Подождите несколько лет и узнаете.

Поделитесь с нами своими мыслями о растущей потребности в утилизация аккумуляторов электромобилей возможности, подписавшись оставить комментарии ниже.

Сырье может быть проблематичным

Как и многие другие батареи, литий-ионные элементы, которыми питается большинство электромобилей, основаны на сырье, таком как кобальт, литий и редкоземельные элементы, которые связаны с серьезными проблемами окружающей среды и прав человека. Кобальт был особенно проблематичным.

При добыче кобальта образуются опасные хвосты и шлаки, которые могут выщелачиваться в окружающую среду, и исследования показали, что близлежащие сообщества, особенно дети, подвержены высокому воздействию кобальта и других металлов. Извлечение металлов из их руд также требует процесса, называемого плавкой, который может выделять оксид серы и другие вредные загрязнения воздуха.

И целых 70 процентов мировых запасов кобальта добывается в Демократической Республике Конго, причем значительная часть находится на нерегулируемых «кустарных» рудниках, где рабочие, в том числе многие дети, выкапывают металл из земли, используя только ручные инструменты, подвергая себя большому риску. их здоровье и безопасность, предупреждают группы по защите прав человека.

Литий в мире добывается либо в Австралии, либо на солончаках в Андах Аргентины, Боливии и Чили, при этом для откачки рассолов используется большое количество грунтовых вод, что приводит к откачиванию воды, доступной для коренных фермеров и скотоводов. Вода, необходимая для производства аккумуляторов, означает, что производство электромобилей требует примерно на 50 процентов больше воды, чем производство традиционных двигателей внутреннего сгорания. Месторождения редкоземельных элементов, сосредоточенные в Китае, часто содержат радиоактивные вещества, способные выделять радиоактивную воду и пыль.

Сосредоточившись в первую очередь на кобальте, автопроизводители и другие производители взяли на себя обязательство исключить «кустарный» кобальт из своих цепочек поставок, а также заявили, что разработают батареи, которые уменьшат или полностью исключат кобальт. Но эта технология все еще находится в разработке, и распространенность этих шахт означает, что эти обязательства «нереалистичны», — сказал Микаэль Даудин из Pact, некоммерческой организации, которая работает с горнодобывающими сообществами в Африке.

Вместо этого, по словам г-на Даудина, производителям необходимо работать с этими шахтами, чтобы уменьшить их воздействие на окружающую среду и обеспечить безопасные условия работы горняков. По его словам, если бы компании действовали ответственно, распространение электромобилей стало бы отличной возможностью для таких стран, как Конго. Но если они этого не сделают, «они поставят под угрозу окружающую среду и жизни многих, многих шахтеров».

Меньше экологических рисков

Наша зависимость от ископаемого топлива требует очень высокой цены с точки зрения безопасности и здоровья. Ущерб от ископаемого топлива для здоровья человека и окружающей среды хорошо задокументирован. Каждый год рабочие на нефтяных вышках, нефтеперерабатывающих заводах и месторождениях природного газа получают травмы или погибают. За последние 50 лет на береговых и морских объектах по добыче нефти произошли десятки смертельных случаев и тысячи травм. Благодаря электромобилям потребность в ископаемом топливе отпадает, что значительно снижает связанные с этим риски и возможность получения травм.

Помимо человеческой цены несчастных случаев, связанных с нефтью, были также огромные экологические издержки, будь то прорыв трубопровода на морском дне или пожар на нефтеперерабатывающем заводе. Разливы нефти в современную эпоху привели к выбросу миллионов баррелей нефти в наши океаны и причинили экономический и экологический ущерб на миллиарды долларов. Это включает в себя катастрофу BP, в результате которой в Мексиканский залив было выброшено 4,2 миллиона баррелей нефти, а ущерб оценивается в 8-10 миллиардов долларов.

Природный газ, рекламируемый как более чистая и безопасная альтернатива углю и нефти, тоже имеет свои опасности.За последние несколько десятилетий аварии на газопроводах привели к сотням смертей и тысячам травм.

Автомобильная промышленность может предотвратить многие из этих опасностей и бедствий, сократив производство ископаемого топлива. В результате распространение электромобилей может существенно повлиять на эту область в ближайшие годы.

Процесс

1. В двигатель добавляют науглероживающий материал и чугун, который затем нагревают не менее чем до 1400°С и начинают плавить.
2. Оксид железа добавляют для окисления РЗЭ в расплавленной смеси.
3. В расплав добавляют небольшое количество флюса на боратной основе, способного растворять оксиды РЗЭ даже при низких температурах и высокоэффективно извлекать РЗЭ.
4. Расплавленная смесь разделяется на два жидких слоя: слой расплавленного оксида (шлак), который содержит РЗЭ, всплывает вверх, а слой сплава железо-углерод (Fe-C) с более высокой плотностью опускается на дно.
5. Затем РЗЭ извлекаются из шлака.

Испытания показали, что этот процесс может восстановить 98% РЗЭ двигателей. Этот метод также сокращает процесс восстановления и время работы примерно на 50% по сравнению с текущим методом, поскольку нет необходимости размагничивать магниты, а также снимать и разбирать их.

В будущем Waseda и Nissan продолжат свои крупномасштабные испытания на объекте с целью разработки практического применения, а Nissan будет собирать двигатели от электрифицированных автомобилей, которые перерабатываются, и продолжит развивать свою систему переработки.