Наш веб-сайт використовує файли cookie, щоб забезпечити ваш досвід перегляду та відповідну інформацію. Перш ніж продовжувати користуватися нашим веб-сайтом, ви погоджуєтеся та приймаєте нашу політику використання файлів cookie та конфіденційність. cookie та конфіденційність
На дорогах в усьому світі все частіше з'являються електромобілі. Продажі таких автівок постійно ростуть й на ринку з'являється все більше доступних моделей. Сьогодні майже всі виробники автомобілів зацікавлені в майбутньому електромобілів. На додаток, влада рекламує транспортні засоби як спосіб боротьби зі зміною клімату та зменшення забруднення повітря в містах. Європейський Союз хоче, щоб до 2030 року на дорогах було щонайменше 30 мільйонів електромобілів. До того ж часу Сполучені Штати прагнуть, щоб половина легкових автомобілів, проданих у країні, були електричними, тоді як Китай поставив собі за мету 40%.
Деталі
Однак масове впровадження електромобілів все ще стикається з серйозними перешкодами. Хоча високу вартість електромобілів, відсутність зарядної інфраструктури та обмежену автономність часто називають найбільшими проблемами, є й інші, пов’язані з тим, як виготовляються такі авто. Насправді саме ці проблеми є першочерговими для вирішення, якщо ми хочемо бачити повний перехід на нульові викиди автотранспорту.
У літій-іонних батареях електромобілів анод виготовлений із графіту — однієї з форм, у яких в природі зустрічається вуглець. Це єдиний матеріал, який використовується для цієї мети. Вуглець — це матеріал, який не виглядає дуже критичним. Його дуже багато в земній корі. Проблема з акумуляторами полягає в тому, що графіт для них потрібно обробляти, а більшість переробних заводів розташовані в Китаї. Ось чому Європейський Союз включив графіт до свого списку критичних матеріалів разом із літієм, кобальтом, нікелем і марганцем, які також є компонентами акумуляторів електромобілів.
Графіт також є найважчим матеріалом для літій-іонної батареї. Його вага коливається від 45 до 100 кілограмів. Це означає, що на кожні 10 мільйонів вироблених електромобілів необхідно від 500 000 до одного мільйона тонн графіту. І зараз глобальне виробництво графіту (для всіх його застосувань) має потужність лише для обробки одного мільйона тонн.
Дослідники ведуть пошуки шляхів збільшення виробництва, але досягти цього дуже важко. Інший варіант – замінити графіт, але це теж нелегко. Якщо альтернативу буде знайдено, потрібно буде змінювати усю галузь й переводити електричний транспорт на новий матеріал, що дуже важко.
Акумулятори для електромобілів виготовляються з літію, який, на відміну від графіту, міститься в дуже малих кількостях. Літій — це елемент, який не дуже поширений у земній корі, тому кількість матеріалу, який можна отримати для виробництва електромобілів, обмежена.
За оцінками геолога Ханни Річі з Оксфордського університету у Великій Британії, на Землі є 88 мільйонів тонн літію, але лише 22 мільйони з них можна видобути. За словами Річі, з цими запасами можна виготовити 2,8 мільярда електричних батарей.
У світі налічується близько 20 мільйонів електромобілів, проте, з кожним роком продажі електрокарів зростають шаленими темпами. При цьому загалом у світі близько 1,2-1,4 мільярда автомобілів й більшість з них із ДВЗ. На заміну цих автівок піде половина світових запасів літію. Це не залишає місця для доступності автівок більшій кількості людей. Щобільше, літій має інші застосування, тобто запаси не будуть використовуватися лише для електромобілів.
Інша проблема з літієм полягає в тому, що це елемент, який дуже реактивний. Після того, як ви повністю розрядили батарею, її дуже важко відновити. Зараз також проводяться дослідження заміни цього матеріалу й головними претендентами є натрій або калій. Вони мали б меншу здатність накопичувати енергію, але їх легше відновити та їх запасів більше.
Також важливо пам’ятати, що акумулятор електромобіля займає усе шасі автомобіля. І це триває лише близько 10 років. Коли приходить час змінити його, починається проблема перероблення. Фелікс Антоніо Лопес, дослідник з Національної дослідницької ради Іспанії (CSIC), вказує на ключовий факт: на заводі з перероблення батареї розбирають вручну, оскільки досі немає автоматизованих процесів.
Проблема в тому, що розділити пластмасу, мідь, нікель, кобальт, марганець, літій, фосфор і фтор та відновити ці матеріали з акумулятора дуже важко. Це також дуже дорого через відсутність автоматизації.
Лопес зазначає, що розширити перероблювання важко. Дослідник підрахував, що протягом п’яти-шести років може з’явитися продуктивна технологія, яку можна буде передати компаніям. З цього моменту її потрібно було б підштовхнути до промислових масштабів, що також потребує часу.
Масове впровадження електромобілів також висуне більші вимоги до електричної мережі. За цим сценарієм Антоніо Гомес Експосіто, професор кафедри електротехніки Університету Севільї в Іспанії, каже, що важливо розрізняти два фактори: енергію, яка має вироблятися на електростанціях, і потужність, яка представляє швидкість, з якою подається електроенергія.
У багатьох країнах існує інфраструктура, щоб виробляти більше енергії, ніж споживає країна. Складність полягає в потужності електричної мережі. За словами Експосіто, якщо кожен заряджатиме свій автомобіль на пік споживання вдень, що було б логічно, виникне велика проблема як у транспортній мережі, так і в мережі розподілу. Щоб уникнути цього, потрібно спонукати людей заряджати автомобілі вночі.
Попри це, у сценарії з мільйонами електромобілів можна було б очікувати проблеми в розподільчій мережі, яка включає середню та низьку напругу. Коли електроенергія виробляється на електростанції, вона надсилається на підстанцію високої напруги, а звідти надходить до центрів перетворення енергії середньої напруги, які розподіляють електроенергію через низьковольтну проводку до будинків і підприємств. Експосіто пояснює:
Центр трансформації зазвичай може обслуговувати від 100 до 300 клієнтів. Якби з цих 300 клієнтів усі, хто мав електромобіль, заряджали транспортний засіб одночасно — навіть якщо вони робили це вночі — низьковольтну розподільну мережу, яка досягає багатоповерхівок, потрібно було б посилити.
Координація великомасштабної зарядки електромобілів і модернізація частини електричної мережі є ще двома перешкодами для масового впровадження електромобілів. Усі ці труднощі стануть очевидними з часом, коли впровадження електромобілів стане більш поширеним.
Раніше ми повідомляли, що японський виробник автомобілів Toyota активно протистоїть переходу на електромобілі й забуттю ДВЗ, попри те, що має успіхи у виробництві авто з нульовими викидами. Вчені Toyota заявляють, що у світі бракує ресурсів для стрімкого переходу на електромобілі.
