Электромобили выделяют больше углекислого газа, чем авто с дизельным двигателем
Группа CESifo Института экономических исследований в Мюнхене выяснила, что Mercedes C 220 d выделяет 117 г. диоксида углерода за 1 км, в то время как Tesla Model 3 - 159 г.
Сравнительное исследование транспортных средств среднего класса Tesla Model 3 и Mercedes C 220 d показало, что первая модель выбрасывает в атмосферу больше углекислого газа, чем второй автомобиль - с дизельным двигателем. К такому выводу пришли ученые исследовательской группы CESifo Института экономических исследований в Мюнхене, передает
ТАСС.
Несмотря на мнение большинства о том, что массовое внедрение электромобилей экологически безопасно, выяснилось, что электромобиль производит на 25% больше выбросов, чем модель немецкого автоконцерна. Mercedes C 220 d выделяет 117 г диоксида углерода за 1 км, в то время как электромобиль - 159 г.
В исследовании подчеркивается, что добыча и переработка лития, необходимого для производства аккумуляторных батарей, также требует большого количества энергии. Батарея мощностью 75 кВт*ч выделяет от 10 до 14 тыс. кг углекислого газа. По мнению ученых, ввиду 10-летнего срока эксплуатации аккумулятора и среднегодового пробега электромобиля в 15 тыс. км, на который рассчитана батарея, на изготовление и дальнейшую переработку аккумулятора приходится 73-98 г углекислого газа на 1 км.
https://baigenews.kz/lite/news/elektromobili_videlyaut_bolshe_uglekislogo_gaza_chem_avto_s_dizelnim_dvigatelem/ Вы все еще верите, что электромобили спасут Землю от перегрева? Напрасно. Несложные подсчеты доказывают: энергопотребление электрических машин ... выше, чем у современных бензиново-дизельных тарантасов, пишут «Новые Известия», излагая статью группы российских инженеров, опубликованную в
в отраслевом журнале "Химагрегаты".
Таблица 1. Расчет относительного количества электроэнергии и относительной эмиссии СО2
в расчете на 1 км пути электромобиля.
Относительный расход электроэнергии, потребляемой электромобилем с учетом КПД электродвигателя и трансмиссии (), МДж/км
0,56-0,70
Относительный расход электроэнергии с учетом КПД транспортировки электроэнергии и преобразования напряжения (), МДж/км
0,8-1,0
Относительное количество производимой электроэнергии, приходящейся на долю ТЭС (), МДж/км
0,54-0,68
Топливо, используемое на ТЭС
Природный газ
Уголь
Жидкое топливо
Доля в выработке электроэнергии тепловыми электростанциями () [4], %
71
27,5
1,5
Теплотворная способность топлива (qт) [4], МДж/кг
55
22
39
Относительный расход топлива, сжигаемого на ТЭС с учетом
эффективности производства электроэнергии, а также доли конкретного вида
топлива в общей выработке электроэнергии (), г/км
21-27
20-26
1
Относительное количество теплоты сгорания, эквивалентное расходу конкретного вида топлива (), МДж/км
1,16-1,46
0,45-0,57
0,02-0,03
Общее количество теплоты, образующееся при сгорании топлива на ТЭС, МДж/км
1,63-2,06
Удельные количество выбросов СО2
(), кг/кг топлива
2,8
3,3
3,1
Относительная эмиссия СО2, эквивалентная удельному расходу конкретного вида топлива (), г/км
59-76
66-86
3
Общая эмиссия СО2, г/км
128-165
Относительное количества теплоты, образующееся при сжигании топлива на
ТЭС для выработки электроэнергии составляет 1,63-2,06 МДж/км движения
электромобиля. Эмиссия СО2
при этом будет составлять 128-165 г/км. Результаты расчета отражены на рис. 2.
Рис. 2. Структура энергопотребления производства, транспортировки и
использования электроэнергии электромобилем, относительная эмиссия СО2.
Автомобиль с ДВС. Согласно данным ICCT [1] и ИНЭИ РАН [5] сегодня
удельный расход бензина в автомобилях с ДВС в среднем составляют 6-7
л/100 км или 0,06-0,07 л/км. Теплотворная способность бензина равна 31,2
МДж/л, таким образом, относительное количество тепла, выделившееся при
полном сгорании топлива, составит 1,87-2,18 МДж/км движения автомобиля.
Суммарное КПД работы автомобилей с ДВС, включающий топливный,
термодинамический и механический КПД, составляет в среднем 20-25% [6].
Следовательно, полезная энергия, затрачиваемая на передвижение
автомобиля с ДВС, будет равна 0,42-0,49 МДж/км, что вполне сопоставимо с
таким же параметром для электромобилей.
Согласно принципам WTW-анализа, необходимо учитывать эффективность
производства и транспортировки топлива. Поскольку существуют трудности с
оценкой этих параметров для РФ, А.Р. Петров предлагает применить для
расчетов данные для США и Канады, согласно которым эффективность
производства и транспортировки нефтяных топлив составляет 82% . Таким
образом, с учетом расходования энергии на производство и
транспортировку бензина условный удельный его расход будет составлять
0,073-0,085 л/км пути (эквивалентный относительный расход энергии -
2,27-2,64 МДж/км). Поскольку при полном сгорании бензина выделяется 2,3
кг СО2, значение удельной эмиссии СО2
для автомобилей с ДВС будет равно 168-196 г/км пути. Результаты расчета отражены на рис. 3.
Рис. 3. Структура энергопотребления производства, транспортировки и
использования топлива автомобилем с ДВС, относительная эмиссия СО2.
По результатам проведенных расчетов можно сказать, что при полной или
частичной замене традиционного транспорта электромобилями произойдет
увеличение нагрузки на электростанции, в том числе на ТЭС, а выбросы ВВ и
ПГ будут перераспределены с транспортного сектора на энергетический,
возможно, с увеличением. Нужно отметить, что относительная эмиссия ВВ и
ПГ у автомобилей с ДВС к 2040 году, скорей всего, будет снижена более
чем в 1,5 раза, что будет связано со снижением удельного расхода топлива
в среднем до 4 л/км пути вследствие развития машиностроения [5]. Многие
компании уже сейчас применяют некоторые технические приемы повышения
КПД двигателей и автомобилей в целом, которые позволят снизить удельную
эмиссию ВВ и ПГ :
-
применение турбонаддува;
-
прямой впрыск топлива в цилиндры;
-
рециркуляция отработавших газов;
-
применение системы старт-стоп в двигателях.
Снижение удельных выбросов ВВ и ПГ в случае широкого применения
электромобилей возможно при увеличении доли ГЭС и АЭС в общей выработке
электроэнергии, а также при переводе тепловых электростанций с угля и
жидкого топлива на более экологичное - природный газ. Природный газ
имеет большую теплотворную способность (по массе) и меньшее значение
выбросов СО2
по сравнению с углем и нефтепродуктами. Однако анализ коньюнктуры рынка
энергоносителей на ближайшие десятилетия не оставляет надежд на сколько
бы то ни было существенный экологический эффект от вышеуказанных
мероприятий.
Для многих очевидно, что выбросов вредных веществ (ВВ), а также парниковых газов (ПГ) непосредственно от электромобилей не происходит, так как вместо топлива они потребляют электроэнергию, на что и делают упор производители этих автомобилей. -
констатируют авторы статьи. -Однако мало кто вспоминает, что большая часть производимой в мире электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях, где происходит сгорание угля, нефтепродуктов или природного газа, также сопровождающееся выделением ВВ и ПГ. В России на долю таких электростанций приходится 68% вырабатываемой электроэнергии.
Р.Л. Петров в своих работах описывает метод WTW-анализа (well-to-wheel - «от скважины до колеса»), применяемый для оценки экологичности того или иного транспортного средства. Этот метод позволяет комплексно охватить полную оценку экобаланса при превращении и трансформации энергоносителя из первичного ресурса в полезную энергию движения транспортного средства.
Предлагается рассчитать количество энергии, которое нужно потратить с учетом всех потерь на 1 км пути движения транспортного средства.
Расчеты показывают, что количество израсходованной энергии в электромобиле составляет 0,54-0,70 МДж/км,а полезная энергия, затрачиваемая на передвижение автомобиля с ДВС, будет равна 0,42-0,49 МДж/км, что вполне сопоставимо с таким же параметром для электромобилей. На первый взгляд, это даже меньше, чем у электрических конкурентов. Но исследователи проблемы честно прибавляют к энергозатратам бензиново-дизельных машин затраты на транспортировку топлива - от нефтяной скважины до заправок. Итоговая сумма получается 0,073-0,085 л/км пути (эквивалентный относительный расход энергии - 2,27-2,64 МДж/км).
Значит ли это, что электромобили выиграли гонку за экономию энергии с трехкратным перевесом? Отнюдь!
По результатам проведенных расчетов можно сказать, что при полной или частичной замене традиционного транспорта электромобилями произойдет увеличение нагрузки на электростанции, в том числе на ТЭС, а выбросы ВВ и ПГ будут перераспределены с транспортного сектора на энергетический, возможно, с увеличением общего объема.
Кроме того, борьба за экономичность двигателей внутреннего сгорания не стоит на месте. Предполагается, что к 2040 году аппетиты бензиновых моторов будут снижены более чем в 1,5 раза за счет развития машиностроения и массового применени турбонаддува, прямого впрыска топлива в цилиндры, рециркуляции отработавших газов, применение системы старт-стоп. Производители автомобилей с ДВС всеръез говорят о выходе среднего расхода топлива на показатель 4 литра на 100 км пути.
Между тем перспективы перевода ТЭС на более экологичный газ вместо угля и мазута в ближайшие десятилетия не оставляет надежд на сколько бы то ни было существенный экологический эффект от вышеуказанных мероприятий. Это значит, что существенно повысить экологическую безопасность электромобилей не удастся.
Экономическое преимущество электромобилей и гибридов перед традиционными автомобилями также сомнительно. Это объясняется как высокой их стоимостью (несмотря на значительные дотации со стороны государств, где производятся эти автомобили), так и вероятными изменениями цен на электроэнергию.
Сейчас стоимость 1 кВт/ч электроэнергии в Москве составляет 1,7 руб. по ночному тарифу и 6,2 руб. по дневному. Таким образом, декларируемая производителями удельная стоимость 1 км пути движения электромобиля будет составлять 0,3-1,2 рублей в зависимости от выбранного времени суток для подзарядки (реально до 2,5 рублей). Цена на бензин в Москве сейчас составляет от 32 руб. (минимальная цена бензина Аи-92) до 41 руб. (максимальная цена бензина Аи-95). Таким образом, удельная стоимость 1 км пути автомобиля с ДВС будет составлять 1,9-2,9 рублей в зависимости от сорта используемого бензина и его удельного расхода.
В среднем, относительная стоимость энергии, расходуемой на передвижение в электромобиле, в 1,1-1,3 раза дешевле относительной стоимости топлива, расходуемого на передвижение в автомобиле с ДВС. Однако нельзя забывать, что больше половины стоимости автомобильного топлива - это государственные акцизы и налоги. Вполне логично ожидать повышения тарифов на электроэнергию и снижение стоимости топлива при широком использовании электромобилей в стране (государству всегда нужно с чего-то снимать налоги и акцизы для пополнения казны).
Кроме того, необходимо учитывать стоимость дорогостоящих аккумуляторов (25-50% стоимости электромобиля), которые со временем будут требовать замены (срок работы аккумулятора 5-7 лет), и учитывать её в стоимости подзарядки. И снова встает вопрос об экологичности электромобилей: отработанные аккумуляторы требуют утилизации. Схема утилизации аккумуляторов ещё не нашла коммерчески рационального решения. Несмотря на присутствие отдельных проектов в этом направлении (проекты компаний Honda , совместный проект GM и Nissan и т.д.) подобные технологии до сих пор находятся на начальном этапе своего развития. Необходимо также отметить, что при многократном увеличении парка электромобилей могут возникнуть проблемы с сырьевыми ресурсами для производства аккумуляторов (лития, никеля, кадмия и т.д.), цена которых в этом случае вырастет многократно.
Необходимо отметить, что стоимость одной коммерческой станции, позволяющей заряжать электромобиль, сравнима или даже выше стоимости традиционной АЗС. При этом изменение инфраструктуры одним лишь строительством заправочных станций не обойдется. При значительном развитии парка электромобилей нагрузка на городские сети и электростанции значительно вырастет. Одновременная зарядка десятков тысяч машин в городе средней величины может привести к локальным отключениям существующей энергетической сети, не рассчитанной на такие нагрузки. Таким образом, необходимо будет строить новые электростанции, трансформаторные подстанции и прокладывать новые электрические сети повышенной пропускной способности.
Короткий пробег и ограниченная скорость. Сейчас декларируемый запас хода у электромобилей составляет 200-300 км, хотя отдельные производители (Tesla) заявляют о значении пробега без подзарядки в более чем 400 км для некоторых своих моделей. Необходимо отметить, что демонстрационные пробеги проводятся по ровной горизонтальной дороге при +20 С с выключенными фарами, климат-контролем, радиолой и другим электрооборудованием. В принципе, такой показатель вполне мог бы удовлетворить потребителя, гражданина европейского государства с умеренно-теплым летом и положительными температурами зимой (хотя зима 2016-2017 года показала неоспоримое преимущество внедорожников с мощными ДВС даже в странах Юга Европейского Союза).
Кстати, время зарядки аккумуляторов - от 3 до 7 часов. Например, литий-ионный аккумулятор электромобиля ёмкостью 85 КВт час при зарядке потребляет ток 32А при мощности 11 КВт. Декларируемые «экспресс-зарядки» всегда приводят к значительному сокращению службы сверхдорогого аккумулятора.
В жарких регионах неизбежны значительные энергозатраты на кондиционирование салона автомобиля - современный потребитель привык к комфорту! Даже в условиях Москвы автолюбители вынуждены включать кондиционеры с мая по сентябрь.
Учитывая вышеизложенное, нужно отметить, что в случае уменьшения запаса хода электромобиля на одной зарядке в два раза, удельный расход электроэнергии вырастет в два раза, а, следовательно, в два раза увеличится и удельное значение выбросов ВВ и ПГ. Таким образом, электромобиль «обгонит» традиционные автомобили по негативному воздействию на окружающую среду. Это касается и удельной стоимости передвижения на электромобиле, которая вырастет до 0,6-2,5 руб/км.
В заключении можно сказать, что, несомненно, электромобили займут свою «нишу» в рынке «самодвижущихся экипажей». Неоспоримым стимулом повышения спроса на электромобили могло бы стать изобретение и освоение широкомасштабного производства конструктивно принципиально новых аккумуляторов, которые имели бы энергоёмкость в 2…3 раза большую, чем современные (при тех же массо-габаритных параметрах). Произойдёт ли это?
Приоритетной территорией использования этих машин будут большие и средние города, где им могут быть предоставлены всяческие преференции со стороны местных властей.
https://www.e-vid.ru/index-m-192-p-63-article-40838.htm