Я уже давно и много пишу по теме углеродного следа электрического транспорта в зависимости от структуры производства электроэнергии.
Эти вопросы подробно разбирались мной, например, в статье на РБК под названием «Миф о грязном электромобиле».
В другом материале приводился аргументированный сравнительный анализ выбросов электромобилей и бензиновых/дизельных машин в течение их полного жизненного цикла. Ещё одна заметка посвящена разбору углеродного следа от производства аккумуляторов, которые используются в электромобилях…
Тем не менее, до сих пор ходят (распространяются) слухи об экологическом вреде электрического транспорта, который якобы выше, чем у бензиновых и дизельных автомобилей…
На днях группой специалистов из Свободного университета Брюсселя было опубликовано исследование «Анализ воздействия электромобилей в течение их жизненного цикла на климат» (Life cycle analysis of the climate impact of electric vehicles). В приложении к исследованию приводится познавательный анализ запасов (достаточности, редкости) сырья для производства компонентов электромобилей.
Выводы доклада очевидны: даже в странах Европы с самой грязной структурой генерации (где самая высокая доля угля) в течение жизненного цикла электромобиль выбрасывает меньше парниковых газов, чем дизельный. С увеличением доли возобновляемых источников энергии в структуре электроэнергетики негативное воздействие электрического транспорта будет уменьшаться.
Аналогичным образом, усовершенствование химического состава аккумуляторов, их повторное использование в системах хранения энергии и развитие отрасли по утилизации батарей приведут к улучшению их экологических характеристик (экологической устойчивости).
Сначала авторы исследования обращают внимания на выбросы парниковых газов во время эксплуатации транспортных средств (так называемый Wheel-to-Wheel подход). На графике четыре столбца слева показывают удельные выбросы полностью электрифицированного автомобиля (не гибрида) в зависимости от структуры генерации. Три следующие столбца правее показывают выбросы электромобилей разных типов («чистые электромобили», электромобили с увеличенным запасом хода и подключаемые гибриды) при существующей сегодня в ЕС структуре генерации. Крайняя правый столбец обозначает референтный бензиновый/дизельный автомобиль, для которого взят целевой показатель удельных выбросов ЕС-2012 для автомобильного парка.
Таким образом, при нынешней структуре генерации в ЕС в процессе эксплуатации «чистый электромобиль» выбрасывает в два раза меньше CO2, чем дизельный.
Теперь посмотрим на весь жизненный цикл транспортных средств. В условиях структуры производства электроэнергии в Европе 2015 года, выбросы в течение жизненно цикла электромобиля более чем в два раза ниже, чем у дизельного авто.
(Здесь WTT и TTW обозначают весь цикл производства и использования топлива, Glider обозначает производство автомобиля, powertrain — производство двигателя, батарей и электроники).
При этом около трети выбросов в течение жизненного цикла электромобиля связно с промышленной стадией, у дизельной машины это всего 7%.
Дальше приводятся сравнения разных стран с точки зрения экологической «чистоты» электромобиля в сравнении с дизелем. Даже в Польше, у которой самая грязная структура генерации в ЕС (выбросы 650 грамм СО2 на кВт*ч), электромобиль чище на 25%, чем дизель (напомню ещё раз, что речь идёт о жизненном цикле). Если взять Францию и Швецию, где доминируют низкоуглеродные способы производства электричества, разница становится колоссальной.
Следующий график показывает влияние тех или иных источников энергии на углеродный след электромобиля (четыре левые столбца). В правых четырёх показано, как будут снижаться удельные выбросы в Европейской энергосистеме до 2050 года (прогноз).
Таким образом, делается вывод, что сегодня углеродный след электромобиля существенно ниже, чем у бензиновых/дизельных машин, а в будущем, с расширением использования ВИЭ, экологические преимущества электрического транспорта ещё больше возрастут.
Теперь посмотрим на проблемы потенциального дефицита материалов для производства электромобилей. Напомню, что мы уже частично освещали это вопрос. Вот, например, заметка про литий.
Авторы считают, что имеющиеся запасы основных металлов (например, лития, кобальта, графита) достаточны для роста производства электромобилей, хотя не исключены краткосрочные проблемы с поставками, если рынок будет расти слишком быстро.
Несколько сложнее дела обстоят с редкоземельными металлами. Представленная ниже матрица показывает, что наиболее проблемными, с точки зрения рисков снабжения являются Неодим, Тербий и Диспрозий, которые используются в производстве магнитов.
В то же время авторы отмечают, что замена или уменьшение использования редкоземельных металлов в электрических двигателях уже возможны. Даже если на данный момент двигатели с постоянными магнитами являются наиболее подходящим решением для большинства производителей электромобилей из-за их производительности и цены, уже существующие альтернативы могут смягчить текущую зависимость от импорта редкоземельных металлов.
Перейдём к выводам.
Экологическая эффективность электромобилей сегодня выше, чем у автомобилей, работающих на традиционном топливе. Анализ жизненного цикла показывает, что даже в условиях Европы, где структура генерации до сих пор является относительно грязной, углеродный след электромобиля ниже.
По мере того, как в европейскую сеть будет поступать всё больше электричества, выработанного на основе ВИЭ, негативное влияние электромобилей на климат ещё больше сократится. Аналогичным образом, усовершенствование химии батарей, повторное использование аккумуляторов для целей хранения энергии и развитие отрасли утилизации батарей приведут к улучшению их экологической устойчивости.
Проблемы поставок важных для отрасли металлов не являются критическими и не остановят развитие электрического транспорта, как утверждают некоторые. Поставки этих материалов должны быть диверсифицированы, чтобы избежать чрезмерной зависимости от импорта. Инновации будут способствовать уменьшению количества металлов, используемых в электромобилях. В то же время развитие переработки и повторного использования материалов из отработанных аккумуляторов также будет помогать снижению зависимости от редкого и импортного сырья.