Частина І: спірна користь електромобілів для екології
Країни ЄС домовилися, що реалізація плану Fit for 55 та намір досягти кліматичної нейтральності до 2050 року потребують радикального скорочення викидів CO₂ автомобільним транспортом. Планується, що допустимі викиди CO₂ нових легкових автомобілів та фургонів, зареєстрованих у ЄС, поступово знижуватимуться, тому в 2035 році вони досягнуть нуля. Це означає, що у нових автомобілях буде можливим лише електричний привід.
У результаті так не вийшло, і в березні Євросоюз дозволив виробництво автомобілів зі звичними нам двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ) після 2035 року, але за умови, що вони працюватимуть на E-Fuel. Про те, що це таке і як воно вплине на всю енергетичну промисловість, ми поговоримо пізніше. Зараз же розглянемо інше питання – чи дійсно електромобілі значно менше впливають на навколишнє середовище, ніж машини з двигунами внутрішнього згоряння?
За останній десяток років під тиском екологічних активістів у багатьох країнах суспільство почало сприймати приватний автомобіль практично як абсолютне зло на чотирьох колесах. Адже машина вимагає тисячі кілометрів асфальтованих автобанів і споживає мегатонни викопного палива, спонсоруючи тим самим інших «вбивць клімату» – нафтові концерни. Головний гріх автомобіля, однак, те, що при згорянні бензину і дизельного палива виділяється CO₂, що негативно впливає на клімат. У результаті чиновники в Європі (та й не лише там) схиляються до необхідності вирішити цю «проблему» радикально – заборонивши двигуни внутрішнього згоряння як такі.
Проте чи вирішить це проблему забруднення довкілля? Тут є великі сумніви. За останні приблизно сім років з'явилася низка досліджень, які показують: екологічність машин на електричному приводі помітно перебільшена. Цю проблему можна розділити на дві частини: екологічність виробництва та екологічність експлуатації.
Тому що слід враховувати викиди парникових газів та шкідливих речовин не тільки під час експлуатації автомобіля, але також при його виробництві, заправці та утилізації.
(Не) екологічно чисте виробництво електромобілів
Перший приклад: звіт агенства Ricardo показує, що при виробництві одного легкового автомобіля з ДВЗ в середньому відбувається викид 5,6 тонн еквівалента CO₂ в атмосферу, в той же час для електромобіля ця цифра в середньому становимо 8,8 тонн. З них майже половина – під час виробництва батарей. З іншого боку, сумарні викиди еквівалента CO₂ при виготовленні та експлуатації електромобіля на протязі всього терміну життя його батарей становитимуть близько 80% від викидів автомобіля з ДВЗ лише на протязі його експлуатації, без урахування виготовлення.
Інший приклад – дослідження німецького інституту IFO, авторами якого стали експерт інституту з енергетичних тем Ханс-Дітер Карл та колишній директор Ханс-Вернер Зінн. Вони порівнювали загальний вуглецевий слід, який протягом усього свого автомобільного життя залишають дизельний Mercedes C 220 d (194 к.с.) та електрокар Tesla Model 3 (351 к.с.).
Видобуток та обробка літію, кобальту та марганцю, необхідних для акумуляторів, дуже енергоємні. Тому, як підрахували автори дослідження, виробництво однієї батареї, термін служби якої становить 10 років, призводить до емісії 11-15 тонн CO₂. Отже, при пробігу в 15 000 км на рік Tesla, зазначають вони, залишає за собою по 73-98 г вуглекислого газу на кілометр. А якщо врахувати, що значна частка електроенергії, якою ця машина заправляється, виробляється на вугільних електростанціях, то за підрахунками IFO парниковий шлейф цього електрокара ще більше – 156-181 г на кілометр шляху. Відповідний показник Mercedes – 112 г CO₂ на кілометр.
До речі, про проблему рідкісноземельних металів у випадку з електромобілями говорять не так часто. Адже для виробництва однієї «зеленої» машини потрібно вшестеро більше рідкісноземельних мінералів, ніж для звичайного бензинового авто. Деякі з цих мінералів дуже шкідливі для навколишнього середовища, більшість видобуваються в країнах третього світу в моторошних умовах. Іноді навіть дітьми – кобальт, наприклад.
Британське видання Daily Mail також розповіло про свіже наукове дослідження, автори якого прийшли до висновку, що виробництво електромобілів набагато шкідливіше для екології, ніж виробництво класичних авто.
Британсьі вчені довели: під час виробництва електромобілів виробляється на 63% більше вуглекислого газу, аніж у ході виробництва бензинових чи дизельних моделей. Це означає, що автомобілям з нульовим рівнем шкідливих викидів потрібно проїхати більше 80 тис. км, щоб стати такими ж екологічними, як авто на викопному паливі. Вчені також прийшли до висновку, що «електрична революція» може сприяти збільшенню викидів шкідливих газів в атмосферу, оскільки до 2030 року виробництво електромобілів лише зростатиме.
Дослідження проводилося на замовлення компаній Honda, Aston Martin, Bosch та McLaren. Воно показало, наприклад, що у виробництві повністю електричного Polestar 2 компанії Volvo виділяється 24 тонни вуглекислого газу, тоді як бензинова модель Volvo XC40 «забезпечить» 14 тонн. Відповідно, доведеться проїхати 78 375 км на Polestar 2, перш ніж його вуглецевий слід стане менше, ніж у Volvo XC40. Аналогічні результати показали дослідження, проведені Volkswagen, де порівнювався e-Golf із дизельним Golf.
Виходить, задля зниження викидів CO₂ було б краще не переходити нестримно на електромобілі, а зосередитись на скороченні викидів у процесі виробництва та експлуатації автомобілів з ДВЗ.
Електрика «чиста» та «нечиста»
Найбільш радикальні прихильники автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння впевнені, що планета Земля не в змозі забезпечити таку кількість електроенергії, яка буде потрібна, якщо на електрику перейде справді весь автотранспорт. Тим більше, що для виробництва цієї додаткової енергії все одно доведеться палити вугілля на ТЕЦ. Це по-перше. По-друге, як стверджують противники електромобілів, ніяк не вдасться утилізувати гори використаних акумуляторів. У результаті промисловість електромобілів легко загадить ними довкілля так, як неможливо загадити її нічим іншим.
До сьогодення було представлено безліч різних підходів до розрахунку екологічного балансу електромобіля в порівнянні з машинами на базі ДВЗ. І, зрозуміло, якщо підрахувати прямі викиди CO₂ під час експлуатації електромобіля, в екологічності йому не буде рівних. Проте дослідження консалтингової компанії KRBE GmbH та Університету Санкт-Галлена розрахувало вплив різних видів транспорту на клімат комплексно та з урахуванням всього життєвого циклу («від колиски до могили»), включаючи виробництво, будівництво та використання інфраструктури, необхідні дорожні служби та інші фактори. Вчені намагалися з урахуванням наявних даних виявити справжній обсяг викидів CO₂ на пасажиро-кілометр (ПКМ) кожної транспортної системи.
За словами дослідників, для екологічного балансу електромобіля вирішальне значення має виробництво акумулятора. Залежно від ємності (кВт/год), тільки батарея для електромобіля «обходиться» клімату в цифру від 7,5 до 20 тонн CO₂. Вже одне це, навіть без урахування майбутньої утилізації акумулятора (а тут підрахунки зробити дуже складно), робить виробництво електромобіля менш екологічним, ніж виробництво автомобіля з ДВЗ. Більш того, через складність розвитку загальнодоступної та повсюдної мережі зарядних станцій, а також низького запасу ходу на одному заряді, електромобіль має меншу мобільність.
Тут важливо врахувати, з яких джерел енергії заряджається електромобіль. Дослідження показало, що використання електромобіля в країні, де переважає «брудна» енергетика, може перевищувати 300 г/км викидів CO₂, тоді як значення для бензинових та дизельних двигунів склали у 2022 році в середньому 109,6 г/км. У такій ситуації, звичайно, електромобіль навряд чи стане екологічно чистою заміною машин з ДВЗ.
Проте, різні дослідження дають різні результати. Наприклад, в умовах Китаю або Польщі, де більшу частину енергії отримують найбруднішим способом, спалюючи вугілля, електрокар стане екологічнішим за машину з ДВЗ лише через 126 655 кілометрів пробігу. У Норвегії, де домінує електроенергія від гідроелектростанцій, точку рівноваги буде досягнуто на дистанції всього 14 000 кілометрів. Для Америки, де чверть загального обсягу видобутку електроенергії посідає спалювання вугілля, цей показник становив 21 735 кілометрів.
Але не все так погано – згідно з звітом Reuters, у найгіршому випадку, коли електрокар під час експлуатації заряджатиме лише від «вугільної» мережі, він викидатиме в повітря 4,1 тонни CO₂ на рік, тоді як показник для бензинової машини становитиме понад 4,6 тонни.
Якщо підсумовувати результати різних досліджень і спробувати вивести якийсь середній результат, то ми дійдемо висновку, що енергетична ефективність використання енергії електромобілями вища, отже вони викидають менше парникових газів та інших забруднень, ніж автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння. Європейські дослідження, засновані на рівні виробництва на 2020 рік, говорять про те, що електромобіль, який використовує виключно ту енергію, яка була видобута від спалювання вуглеводнів, потребує 2/3 від тієї енергії палива, яку використовує аналогічний автомобіль із ДВЗ для подолання аналогічної дистанції.
Резюмуємо. Декілька команд аналітиків розраховували викиди для різних видів палива і виявили, що навіть при використанні для виробництва електроенергії «брудного» вугілля, електромобіль виявляється чистішим, ніж бензинове авто. Це тому, що електромотори набагато ефективніше, ніж ДВЗ, перетворять вихідну енергію палива на енергію руху. Однак виробництво бензинових автомобілів поки що менш шкідливе для навколишнього середовища. Коли ви купуєте електромобіль, ви наносите більшу шкоду природі, ніж якби купили авто на базі ДВЗ. Але за час використання, за рахунок його ефективності, ця шкода окупиться і сумарна шкода природі в результаті буде меншою.
Втім, поки залишається відкритим питання утилізації електромобілів, що відпрацювали своє, і їх батарей. З одного боку, це поки що багато в чому невідома величина у всіх розрахунках екологічності електричного транспорту. З іншого – це переважно питання технологій, а отже, його набагато простіше вирішити, ніж соціальну чи економічну проблему.
