Блог

May 13, 2023

Аккумуляторы — экологическая ахиллесова пята электромобилей

Доцент кафедры электротехники Суинбернского университета

Доцент кафедры электротехники Суинбернского технологического университета

Декан факультета естественных наук, вычислительных и инженерных технологий Суинбернского технологического университета

Заслуженный профессор возобновляемых источников энергии Суинбернского технологического университета

Авторы не работают, не консультируют, не владеют акциями и не получают финансирования от какой-либо компании или организации, которым может быть полезна эта статья, и не раскрыли никакой соответствующей принадлежности, кроме своей научной должности.

Технологический университет Суинберна предоставляет финансирование в качестве члена The Conversation AU.

Посмотреть всех партнеров

Сторонники электромобилей говорят, что автомобили в конечном итоге имеют меньший углеродный след, чем их аналоги, работающие на ископаемом топливе, и могут навсегда решить наши энергетические проблемы. Что ж, это справедливо, но вопросы возникают, когда мы копаемся во внутренних слоях электромобилей и видим, насколько экологичны их компоненты. Фактически, аккумуляторы, питающие электромобили, также могут быть их ахиллесовой пятой.

Аккумуляторы — самый дорогой компонент электромобиля. Если аккумуляторный блок поврежден, неисправен или просто старый, это может привести к преждевременному списанию автомобиля. Tesla даже производит «структурные» аккумуляторные батареи, которые, по описанию, имеют «нулевую ремонтопригодность».

Для производства этих батарей необходимы все более дефицитные и ценные ресурсы, такие как литий и вода. Несмотря на это, они часто не предназначены для простоты ремонта, повторного использования или переработки. Это оказывает значительное воздействие на окружающую среду, начиная от добычи материалов, воды и энергии, используемых для изготовления новых батарей и транспортных средств, и заканчивая опасными отходами от выброшенных батарей.

Другими словами, ответ на вопрос «Действительно ли электромобили экологичны?» во многом зависит от того, как мы справимся с недостатками, связанными с их батареями. Срочно необходимы изменения в том, как мы проектируем, производим, используем и перерабатываем аккумуляторы для электромобилей. Эти изменения могут гарантировать, что, решая проблему выбросов ископаемого топлива, мы также минимизируем другой вред для окружающей среды.

Читать далее: Электромобили могут очистить горнодобывающую промышленность – вот как

Решать эти вопросы важно сейчас, пока электромобили составляют небольшую часть мирового автопарка. Даже в лидирующей в мире Норвегии только 20% автомобилей на дорогах являются электрическими. В Австралии менее 100 000 из 20 миллионов зарегистрированных автомобилей работают на аккумуляторах.

Тем не менее, мы уже боремся с растущими опасениями по поводу их батарей. Производительность литиевых батарей в электромобиле может ухудшиться до 70-80% от полной емкости в течение шести-десяти лет, в зависимости от режима вождения владельца. В этот момент аккумулятор едва ли надежен в качестве основного источника энергии автомобиля. Повторная быстрая зарядка может ускорить разрядку аккумулятора.

К 2025 году во всем мире около 525 000 аккумуляторов исчерпают свой срок службы для питания автомобиля. К 2030 году это число вырастет до более чем 1 миллиона.

Читайте также: Можно ли перерабатывать аккумуляторы электромобилей?

Однако общий срок службы литиевых батарей составляет 20 лет. Это означает, что прекращение использования аккумулятора в автомобиле не обязательно означает, что его нужно выбросить. Эти устаревшие батареи могут найти множество других применений.

Так какая же емкость у списанной батареи? Например, накопитель энергии, состоящий из пяти перепрофилированных аккумуляторов Chevrolet Volt, может удовлетворить двухчасовую пиковую потребность в энергии для пяти домов. Цифры становятся еще более привлекательными для аккумуляторов Tesla Model 3, энергоемкость которых в три раза выше, чем у Chevrolet Volt.

Это огромная емкость, которая все еще доступна в вышедшей из эксплуатации батарее. Так почему бы не использовать это?

А как только срок службы батареи подойдет к концу, большую часть сырья, использованного для ее изготовления, можно будет восстановить. Можно извлечь более 95% ценных металлов, таких как литий, никель, кобальт и медь. Европейский Союз уже требует, чтобы аккумуляторы электромобилей были перерабатываемыми как минимум на 50% по весу, а к 2025 году этот показатель увеличится до 65%.