Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Voronezh, Voronezh, Russian Federation
Russian Federation
Voronezh, Voronezh, Russian Federation
This article discusses issues related to changing the carbon footprint when replacing a car's power plant from an internal combustion engine to an electric motor.
electric vehicle, energy, carbon footprint, greenhouse gases, atmospheric pollution
По данным многих ученых [1, 2], главным источником загрязнения атмосферы в мире является автотранспорт с двигателями внутреннего сгорания. До шестидесяти процентов всех вредных выбросов приходится на автомобильный транспорт, семнадцать процентов на промышленные предприятия, четырнадцать процентов на энергетические предприятия [1, 2, 3] (рис. 1).
Если же смотреть на углеродный след (общее количество всех выбросов углекислого газа и метана, выделяемое отдельным человеком, организацией, продуктом и т. д.) от различных отраслей деятельности человека, то распределение значительно изменится. Главным источником парниковых газов, в частности углекислого газа являются предприятия энергетической отрасли (производители тепловой и электрической энергии), эти предприятия в основной массе получают энергию путем сжигания ископаемых углеводородов (уголь, газ, нефть) их доля в производстве парниковых газов составляет тридцать шесть процентов. Транспорт же обеспечивает лишь семнадцать процентов парниковых газов, за счет сжигания топлива. Промышленные предприятия производят тринадцать процентов и остальное тридцать четыре процента. К остальному относятся такие отрасли как строительство, прокладка и обслуживание дорог, сельское хозяйство и многое другое (рис. 1).
Высокий показатель тридцать четыре процента парниковых газов из разряда остальных отраслей обеспечивается в основном сельским хозяйством, парниковым газом в данном случае является метан [4].
Если рассмотреть сравнительную диаграмму загрязнения атмосферы вредными веществами и углеродного следа различных отраслей деятельности человека (рис.1) можно сделать вывод что автотранспорт является значительным загрязнителем атмосферы вредными веществами, в то же время по углеродному следу находится на третьем месте (семнадцать процентов) и влияние на глобальное потепление достаточно умеренное по сравнению с другими отраслями человеческой деятельности.
Рисунок 1 – Сравнительная диаграмма загрязнения атмосферы вредными веществами и углеродного следа различных отраслей деятельности человека
В настоящее время мировой автопром под давлением постоянно ужесточающихся экологических норм плавно переходит на применение электродвигателей в качестве силовой установки автомобилей. Так, например, в 2022 году в Евросоюзе принято решение оказаться от двигателя внутреннего сгорания в энергетической установке автомобилей, в том числе и в составе гибридной версии автомобилей с 2035 года. То есть с 2035 года нельзя будет поставить на учет любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания на территории Евросоюза. Производство и продажа автомобилей с двигателями внутреннего сгорания будет запрещена с 2030 года в таких странах как Индия, Китай, Израиль, США (некоторые штаты) [5].
Российская Федерация пока не присоединяется к подобным мерам, более того в 2022 году отечественный автопром выпускал некоторые модели автомобилей с нормами выбросов Евро 0.
Декарбонизация автомобилей началась довольно давно, поэтому количество автомобилей с электродвигателем уже довольно значительно и увеличивается. Так, в Китае количество автомобилей с электродвигателем в 2022 году составило 11,5 миллионов, что составило около 3.5 % всего автопарка, в США 0,9%, в Евросоюзе 3.2 %, в России их доля 0,04 % [6, 7].
При изготовлении электромобиля углеродный след производства значительно больше, чем при изготовления аналогичного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. В основном увеличение связано с дополнительными затратами на изготовление аккумуляторной батареи высокой мощности.
В дальнейшем при эксплуатации углеродные следы автомобиля с двигателем внутреннего сгорания и автомобиля с электродвигателем сравниваются при пробеге 30-50 тысяч километров. При дальнейшем пробеге электромобиль становится более экологичным чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания [8].
Однако все выше перечисленное справедливо если электромобиль использует при зарядке энергию, полученную из так называемых экологически чистых источников, к которым можно отнести в большей или меньшей степени следующие виды электростанций в порядке их экологичности: приливно-отливные электростанции, геотермальные электростанции, солнечные электростанции, ветряные электростанции, гидро электростанции, атомные электростанции.
Процент подобных электростанций в балансе энергосистемы стран довольно невелик и составляет 5-15 %. Например, в Китае это 5 %, в США 4 %, в Канаде 12 % и только в Норвегии и Исландии этот показатель довольно высок и составляет 40 % и 92 % соответственно [9].
Таким образом замена парка автомобилей с двигателем внутреннего сгорания на автомобили с электрическим двигателем вполне оправдано для улучшения экологической ситуации в городах, так как основная нагрузка, связанная с выхлопом автомобиля, переносится на производителя электроэнергии, производственные мощности которого обычно находятся вне пределов городов. Уменьшение углеродного следа электромобиля по сравнению с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания не так велико, так как большинство электроэнергии производится путем сгорания ископаемого топлива (уголь, нефтепродукты, газ), КПД их довольно высок и составляет до 70 %, что в два раза эффективней автомобильного двигателя внутреннего сгорания, но потери при транспортировке в электросетях составляют до 15 % и потери при зарядке аккумулятора около 10 %, практически нивелирует все преимущества [10].
1. Ekologicheskie problemy vozdeystviya avtomobil'nogo transporta na sostoyanie okruzhayuschey sredy / V. A. Zelikov, S. V. Pisareva, I. V. Kuznecov [i dr.] // Prirodnoresursnyy potencial, ekologiya i ustoychivoe razvitie regionov Rossii : Sbornik statey XX Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, Penza, 20–21 yanvarya 2022 goda / Pod redakciey V.A. Selezneva, I.A. Lushkina. – Penza: Penzenskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet, 2022. – S. 57-61. – EDN UUMPHE.
2. O razvitii gorodskoy transportnoy sistemy / N. V. Zelikova, V. A. Zelikov, Yu. V. Strukov [i dr.] // Innovacii tehnicheskih resheniy v mashinostroenii i transporte : Sbornik statey VI Vserossiyskoy nauchno-tehnicheskoy konferencii dlya molodyh uchenyh i studentov s mezhdunarodnym uchastiem, Penza, 19–20 marta 2020 goda / Pod obschey redakciey V.V. Salmina. – Penza: Penzenskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet, 2020. – S. 46-48. – EDN FRLCWB.
3. Rosprirodnadzor sostavil top-10 glavnyh rossiyskih gorodov-zagryazniteley. – Rezhim dostupa: https://www.fontanka.ru/2021/10/08/70183163/#:~:text=Pervoe%20mesto%20zanyal%20Noril'sk%2C%20dalee,128%20do%201875%20tysyach%20tonn (data obrascheniya: 14.12.2023).
4. «U nas ostalos' nol' let». Eksperty OON schitayut, chto global'noe poteplenie ne ostanovit'. – Rezhim dostupa: https://medialeaks.ru/0908gvn-earth-is-warming/ (data obrascheniya: 14.12.2023).
5. «Dorogi nazad net». Kak Evropa reshila zaglushit' benzinovye dvigateli. – Rezhim dostupa: https://www.autonews.ru/news/6360d5939a7947421cadc8d4?ysclid=lq55i0sfsn892168314 (data obrascheniya: 14.12.2023).
6. Obschee kolichestvo avtomobiley v Kitae prevysilo otmetku v 400 mln. – Rezhim dostupa: https://repost.uz/avto/ochen-mnogo-tachek (data obrascheniya: 14.12.2023).
7. V Rossii naschityvaetsya 43,47 mln legkovyh avtomobiley. – Rezhim dostupa: https://auto.rambler.ru/news/50120991-v-rossii-naschityvaetsya-43-47-mln-legkovyh-avtomobiley/ (data obrascheniya: 14.12.2023).
8. V Volvo podschitali, naskol'ko proizvodstvo elektrokarov «gryaznee», chem mashin s DVS. – Rezhim dostupa: https://auto.ru/mag/article/v-volvo-podschitali-naskolko-proizvodstvo-elektrokarov-gryaznee-chem-mashin-s-dvs/?utm_referrer=yandex.ru (data obrascheniya: 14.12.2023).
9. Strany-lidery po tehnologichnym vozobnovlyaemym istochnikam energii. – Rezhim dostupa: https://dzen.ru/a/Y6TGdA2PQUm1RIWn (data obrascheniya: 14.12.2023).
10. V kakih diapazonah var'iruetsya KPD proizvodstva elektroenergii na razlichnyh TES? – Rezhim dostupa https://lektsia.com/3x72d8.html (data obrascheniya: 14.12.2023).
