Էլեկտրական տրանսպորտի ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա

Էլեկտրական տրանսպորտի կյանքի ցիկլի գնահատում

Էլեկտրական տրանսպորտի ածխածնային հետքի գնահատման ժամանակ ծննդաբերությունից մինչև մահվան վերլուծության հասկացությունը

Կյանքի ցիկլի գնահատումը, կամ ավելի կարճ՝ LCA-ն, դիտարկում է, թե ինչպես են էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները ազդում շրջակա միջավայրի վրա՝ սկսած դրանց արտադրությունից մինչև շահագործումն ու վերջնական հանձնումը։ Ըստ 2023 թվականին Nature Energy-ում հրապարակված վերջերս հետազոտության՝ հաշվի առնելով ամեն ինչ գործարանից մինչև թաղելը, էլեկտրական ավտոմեքենաները արտադրման ընթացքում արտանետում են մոտ 18-ից 24 տոկոսով ավելի շատ աղտոտող նյութեր, քան սովորական ներքին այրման շարժիչով ավտոմեքենաները։ Սակայն այստեղ է թաքնված խնդիրը՝ շահագործման ընթացքում նրանք փոխհատուցում են սա, քանի որ մոտ 200 հազար կիլոմետր ընթացքում դրանք արտանետում են մոտավորապես կեսից երկու երրորդով պակաս աղտոտող նյութեր։ Բոլոր այս գործոնները հաշվի առնելը միասին կառավարման մարմիններին տալիս է կոնկրետ տվյալներ, որոնց հիման վրա նրանք կարող են հաշվարկել մեծ մատուցների արտադրության շրջակա միջավայրի վրա ունեցած ազդեցությունը և հաշվի առնել ավելի մաքուր աշխատող տրանսպորտային միջոցների օգտագործման ազդեցությունը։

Համեմատական դեպքի ուսումնասիրություն. Tesla Model 3 և Toyota Camry շրջակա միջավայրի վրա ունեցած ազդեցությունը

2013 թվականի մի հիմնադիր ուսումնասիրություն ցույց տվեց, որ Tesla Model 3-ը արտանետում է 30%-ով պակաս արտանետումներ ընդհանուր կյանքի ընթացքում, քան Toyota Camry-ն՝ շրջաններում, որտեղ վերականգնվող էներգիան կազմում է >50%: Հիմնական տարբերություններ են առաջանում փուլերում.

• ԱՐՏԱԴՐՈՒԹՅՈՒՆ : Camry-ն արտանետում է 8,1 տոննա CO₂eq՝ ընդդեմ Model 3-ի 12,4 տոննայի
• Օպերացիա : Model 3-ը հասնում է 68 գ CO₂/կմ՝ օգտագործելով արևային էներգիայով լիցքավորվող ցանցեր, ընդդեմ Camry-ի 184 գ CO₂/կմ

Այս դեպքը ցույց է տալիս, թե ինչպես է էլեկտրական ավտոմեքենաների արտադրության բարձր սկզբնական արտանետումները հաղթահարվում զգալիորեն մաքուր շահագործմամբ, երբ սնուցվում է ցածր ածխածնային էլեկտրաէներգիայով:

Ինչպես են արտադրության նորարարությունները կրճատում էլեկտրական ավտոմեքենաների կյանքի ցիկլի արտանետումները

Չոր էլեկտրոդներով մատակարարման և վերամշակված ալյումինե շրջանակների նման նորարարությունները 2020 թվականից սկսած արտադրության արտանետումները կրճատել են 21%: Ford-ի 2024 թվականի մատակարարման գործարանի նախագիծը կրճատում է էներգակրությունը մեկ կՎտ·ժամի հաշվարկով 40%-ով՝ տեղական մատակարարման և թափոնների ջերմությունը վերականգնելու համակարգերի շնորհիվ, ինչը ցույց է տալիս արտադրության դեկարբոնիզացման մասշտաբային ճանապարհներ:

Շահագործման փուլի և կյանքի վերջի դերը ընդհանուր էկոլոգիական արդյունավետության մեջ

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները վերականգնվող էներգիայով լիցքավորելիս շահագործման փուլում իրենց արտանետումները կրճատում են 62-75%: Օգտագործումից հետո փուլերը ներկայումս ընդհանուր ազդեցության 8-12% են կազմում, սակայն երկու ուղղությամբ լիցքավորման և լիթիում-իոնային մարտկոցների վերամշակման նվաճումները խոստացում են մարտկոցների կյանքի տևողությունը երկարաձգել 3-5 տարով՝ նվազեցնելով ծննդաբերությունից մինչև կեղտը արտանետումները 17%-ով (Տրանսպորտային հետազոտությունների ամսագիր, 2024):

Ածխածնի արտանետումներ էլեկտրական ավտոմեքենաների արտադրությունից

Էլեկտրական ավտոմեքենաների արտադրությունը համեմատած ներքին այրման շարժիչով ավտոմեքենաների հետ՝ սկզբնական արտանետումների համեմատություն

Արտանետումների տեսանկյունից էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները սկզբնապես ավելի շատ աղտոտում են ստեղծում, քան սովորական շարժիչով մեքենաները՝ 40-ից 60 տոկոսով ավելի շատ: Այդ արտանետումների մեծ մասը տեղի է ունենում արտադրման ընթացքում, երբ էլեկտրական մեքենայի արտադրությունը ստեղծում է իր ընդհանուր կյանքի ընթացքում առաջացող արտանետումների մոտ 46 տոկոսը, մինչդեռ սովորական մեքենայի դեպքում այդ ցուցանիշը կազմում է մոտ 26 տոկոս: Հիմնական պատճառը մարտկոցների արտադրությունն է, որն արտադրության ընթացքում օգտագործում է շատ էներգիա: Միայն մարտկոցների արտադրությունը արտանետում է մոտ 14,6 տոննա CO₂ համարժեք, ինչը զգալիորեն ավելի շատ է, քան 9,2 տոննան, որը արտանետվում է բենզինային շարժիչով մեքենայի վառելիքային համակարգի արտադրման ընթացքում: Գտնվել է, որ վարորդները պետք է իրենց էլեկտրական մեքենաներով անցնեն մոտ 8 տարի, մինչև այդ լրացուցիչ արտանետումները փոխհատուցվեն մաքուր շահագործման ավանդի շնորհիվ: Այդ ժամանակահատվածից հետո յուրաքանչյուր տարի էլեկտրական մեքենան խնայում է մոտ կես տոննա ածխածնի երկօքսիդ այն քանակի համեմատ, որը կարտանետեր նույն չափի շարժիչով մեքենան:

Մարտկոցի բջիջների հավաքումը և դրա ներդրումը արտադրության ածխածնային հետքում

Բատարեաների արտադրությունը սպառում է ընդհանուր EV կյանքի ցիկլի արտանետումների 35%-ից ավելին՝ դրա պատճառ է լիթիումի արդյունահանումը և կաթոդային նյութերի մշակումը: Էներգիայի պահանջարկը՝

Ավտոմեքենաների արտադրողները նվազեցնում են այս ազդեցությունները 10%-ով՝ օգտագործելով էլեկտրական սուզման համակարգեր և փակ օղակի ջրի վերամշակման համակարգեր գործարաններում:

Քննարկում՝ ավելի բարձր սկզբնական արտանետումներ ընդդեմ երկարաժամկետ կլիմայական առավելություններ

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների արտադրությունը փաստացի արտադրում է մոտ 14 տոննա CO₂ համարժեք՝ համեմատած միայն 10 տոննայի հետ, որը բացառապես ներքին այրման շարժիչների դեպքում է, ըստ անցյալ տարվա ClimateActionAccelerator-ի հետազոտության: Սակայն հիմնական տարբերությունն այն է, որ եթե այդ մեքենաները իրենց ամբողջ կյանքի ընթացքում օգտագործեն վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներ, ապա ընդհանուր արտանետումները կրճատվում են մոտ կեսով: Ամենահետաքրքիրն այն է, որ այն շրջաններում, որտեղ էլեկտրաէներգիայի մոտ կեսը ստացվում է մաքուր աղբյուրներից, էկոլոգիական առավելությունները արդեն երկու և կես տարվա ընթացքում ավելի մեծ են լինում, քան արտադրության ծախսերը: Դա բավականին արագ է, եթե մտածենք դրա մասին: Ապագայում շատ երկրներ 2035 թվականին հասնելու են մոտ 70% վերականգնվող էներգիայի, ինչը ընդհանուր առմամբ էականորեն կբարձրացնի էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների էկոլոգիական արժեքը:

Բատարեական հումքի արդյունահանման էկոլոգիական ծախսեր

Լիթիումի, կոբալտի և նիկելի արդյունահանում՝ էկոլոգիական և սոցիալական հետևանքներ

Լիթիումի, կոբալտի և նիկելի նման էլեկտրական ավտոմեքենաների համար անհրաժեշտ միներալների հանումը բերում է լուրջ էկոլոգիական ծախսերի, որոնք բարդացնում են այսպես կոչված կանաչ ավտոմեքենաների պատմությունը: Վերցրե՛ք լիթիումը: Թվերը իսկապես զարհուրելի են: Ամեն մեկ տոննա հանքապար հանելու համար հանքարդյունաբերները օգտագործում են մոտ կես միլիոն գալոն ջուր: Սա այն է, ինչը 2023 թվականին ներկայացրեց Համաշխարհային տնտեսական ֆորումը: Տեսանելիորեն ներկայացնելու համար՝ այդքան ջուրը կարող է բավարարել 125 միջին տնային տնտեսության տարեկան կարիքը: Եվ այս ինտենսիվ ջրի օգտագործումը ոչ միայն թղթի վրա վիճակագրություն է: Արգենտինայի, Բոլիվիայի և Չիլիի Լիթիումային եռանկյան տարածքներում տեղական համայնքները տեսել են, թե ինչպես են անհետանում իրենց ստորերկրյա ջրային աղբյուրները: Այնտեղվա ֆերմերները, ովքեր սերնդե սերունդ մշակել են իրենց հողերը, այժմ դժվարանում են, քանի որ իրենց աղբյուրները չորանում են:

Կոբալտի հանքարդյունաբերությունը Դեմոկրատական Հանրապետությունում առաջացնում է էթիկական հարցեր, որտեղ արտադրության 20%-ը գալիս է չկարգավորված արհեստավարպետական հանքերից, որոնք ներառում են երեխաների աշխատանք: Լիթիում-իոնային մարտկոցների ընդամենը 5%-ից պակասն է վերամշակվում (EPA), ինչը պահպանում է բարձր պահանջարկը նոր նյութերի նկատմամբ՝ մեծացնելով ճնշումը էկոհամակարգերի և համայնքների վրա:

Էկոհամակարգի խախտում և ջրի սպառում հիմնարար հանքարդյունաբերական շրջաններում

Ավստրալիայի Փիլբարա շրջանից մինչև Ինդոնեզիայի նիկելի հանքերը՝ էլեկտրական տրանսպորտի համար նյութերի հանքարդյունաբերությունը վերափոխում է էկոհամակարգերը: Յուրաքանչյուր տոննա հանված լիթիում առաջացնում է 165 տոննա թթվային լցանյութեր , աղտոտելով քաղցրահամ ջրի համակարգերը, իսկ նիկելի մաքրման ընթացքում առաջացող ծծմբի երկօքսիդի ամպերը հարուցում են թթվային անձրևներ Արևելյան Ասիայում:

Չիլիի Ատակամայի անապատում լիթիումի արդյունահանումը երկրաշարժային ջրերի մակարդակը իջեցրել է 40–70%-ով, սպառնալով ֆլամինգոների բնակչությանը և հազարամյակներ տևած կինուայի մշակման համայնքներին: Այս հետևանքները շեշտում են հանքարդյունահանման ջրի վերականգնման ավելի խիստ ստանդարտների, հանքանյութերի մատակարարման շղթայի երրորդ կողմի սերտիֆիկացման և նատրիում-իոնային այլընտրանքների արագացված մշակման անհրաժեշտությունը:

Բատարեաների վերամշակում և կայուն էլեկտրական տրանսպորտի ճանապարհ

Լիթիում-իոնային բատարեաների վերամշակման ենթակառուցվածքների ներկայիս մարտահրավերներ

Էլեկտրական տրանսպորտի մարտկոցների վերամշակման ամբողջ գործընթացը դեռևս բավականին բարդ է, քանի որ դրանց մշակումը շատ թանկ է, և այդ ծանր մարտկոցային համակարգերի տեղափոխումը լուրջ տրանսպորտային խնդիրներ է ներկայացնում: Մենք նաև վերականգնում ենք շատ քիչ քանակությամբ կարևոր նյութեր, ինչպիսիք են լիթիումը և կոբալտը: 2025 թվականի Միջազգային էներգետիկ գործակալության զեկույցի համաձայն՝ աշխարհում հին EV մարտկոցների միայն մոտ 15 տոկոսն է ուղղվում ճիշտ վերամշակման ուղիներով: Եվ նրանք կանխատեսում են, որ հաջորդ տարում մենք պետք է մշակենք մոտ 145,000 տոննա: Կան նաև լրջագույն անվտանգության հարցեր, քանի որ այս մարտկոցները պարունակում են թունավոր նյութեր, այն ամենից բացի՝ կանոնակարգերը շատ տարբերվում են տարածաշրջանների միջև, ինչը դարձնում է

Փակ ցիկլի վերամշակման նորարարություններ շրջանային մարտկոցային տնտեսության համար

Նոր տեխնոլոգիաները մատակարարման շղթայի վերամշակման գործընթացը վերածում են ավելի շատ քան թափոնների կառավարում՝ դարձնելով իսկական կայունության փոփոխության շարժիչ: Վերջերս մշակված հիդրոմետալուրգիական մեթոդները կարող են վերականգնել օգտագործված մարտկոցներից մոտ 95% պղինձ և կոբալտ նման արժեքավոր մետաղներ: Միևնույն ժամանակ, ընկերությունները, որոնք փորձարկում են ցածր ջերմաստիճանային առանձնացման տեխնոլոգիաներ, իրենց էներգածախսը կրճատել են մոտ 40%-ով հին մեթոդների համեմատ: Արդյունաբերության խոշոր խաղացողները փորձարկում են այսպես կոչված փակ շղթայակերպ համակարգեր, որտեղ հին կաթոդային նյութերը անմիջապես վերադառնում են արտադրական գծերին, ինչը, ըստ անցյալ տարվա Battery Sustainability Initiative-ի տվյալների, կարող է կրճատել արտադրության արտանետումները մոտ 33%: Վերջերս հետազոտողները պարզել են, որ երբ մենք միավորում ենք ինտելեկտուալ տեսակավորման AI համակարգերը նյութերի հետևողականությունը հսկող բլոկչեյն տեխնոլոգիայի հետ, հնարավոր է 7 տարվա ընթացքում էլեկտրական տրանսպորտի մարտկոցներում վերամշակված նյութերի բաժինը հասցնել մոտ 75%: Բոլոր այս նվաճումները նշանակում են, որ մարտկոցների վերամշակումը այլևս ոչ միայն Երկրի համար է լավ, այլև ձևավորվում է որպես մեծ տնտեսություն, որի արժեքը, կանխատեսումների համաձայն, կարող է հասնել 28 միլիարդ դոլարի միջին տասնամյակին:

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների կայունության մեջ էներգիայի աղբյուրների և ցանցի դեկարբոնիզացման դերը

Մաքուր էներգիայի ներդրման դերը էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների շրջակա միջավայրի վրա ունեցած ազդեցության մեծացման մեջ

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների իրական շրջակա միջավայրի վրա ունեցած ազդեցությունը հնարավոր է միայն այն դեպքում, երբ այն աշխատում է վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներից: Գիտական հետազոտությունները ցույց են տվել, որ մեզ հարկավոր է մոտ 100 միլիոն էլեկտրական մեքենա ամբողջ աշխարհում մինչև 2030 թ., եթե մենք ցանկանում ենք հասնել մեր կլիմայական թիրախներին, սակայն իրականում այդ մեքենաների կանաչ վստահելիության համար կարևոր է էլեկտրաէներգիայի աղբյուրը: Երկրներ, որտեղ էլեկտրական մեքենաները աշխատում են արեգակնային վահանների կամ քամու շարժիչների միջոցով, ամբողջ մեքենայի կյանքի ցիկլի ընթացքում ածխաթթվային արտանետումները կրճատվում են մոտ 58 տոկոսով համեմատաբար այն տարածքների հետ, որտեղ դեռևս օգտագործվում է ածուխ այրող էլեկտրակայաններ, ըստ 2025 թ. Էներգետիկ համակարգերի մասին հրապարակված հետազոտությունների: Ժամանակակից խելացի լիցքավորման տեխնոլոգիաները ավելի լավ են համընկնում այն ժամանակների հետ, երբ մարդիկ իրենց մեքենաները լիցքավորում են և այն ժամանակների, երբ մաքուր էներգիայի մատաչան ավելի շատ է, ինչը օգնում է կրճատել այն կեղտոտ էներգիայի հետ կապված հետարկույթները, որոնք միանում են պահանջարկի սրացման դեպքում:

Ուղղության ինտեգրում. Էլեկտրական տրանսպորտի աճի համընկնումը վերականգնվող էներգիայի ընդլայնման հետ

Այն, թե ինչպես են էլեկտրական ավտոմեքենաներն ու վերականգնվող էներգիան փոխազդում, կախված է մեր ենթակառուցվածքի պլանավորման ձևից: Վերցրե՛ք, օրինակ, արևային էներգիայով աշխատող լիցքավորման կայանների բաշխված համակարգերը. այդ կառույցները թույլ են տալիս ԷՏ-ներին օրվա ընթացքում պահել ավելցուկյան արևային էներգիան, ապա այդ պահեստավորված էլեկտրաէներգիան երեկոյան՝ պահանջարկի ամենաբարձր մակարդակին, վերադարձնել տուն կամ ցանց: Որոշ տեղեր արդեն արագ շարժվում են այս ուղղությամբ: Օրինակ՝ Կալիֆոռնիան ու Գերմանիան 2027 թվականին նոր հանրային լիցքավորման կետերի համար սահմանել են կանոն, որի համաձայն՝ նոր հանրային լիցքավորման կետերին մուտք գործող էլեկտրաէներգիայի առնվազն 60%-ը պետք է արտադրվի վերականգնվող աղբյուրներից՝ անմիջապես այդ վայրում: Այս ամբողջ համակարգի հետաքրքրական այն բանն է, որ այն ԷՏ-ներին դարձնում է ոչ միայն էներգիա սպառող միջոցներ, այլ դառնում է էլեկտրական ցանցի կայունության կարևոր մաս: Եվ այս փոփոխությունը օգնում է արագացնել այն հին ածխային ու գազային էլեկտրակայանների վերացումը, որոնք շատ են աղտոտում:

FAQ բաժին

Ինչ է կյանքի ցիկլի գնահատումը (LCA) էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում

Կյանքի ցիկլի գնահատումը (LCA) էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների համար ուսումնասիրում է դրանց ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա արտադրության, օգտագործման և ոչնչացման փուլերում՝ ընդհանուր պատկերացում տալով արտանետումների և ռեսուրսների օգտագործման մասին:

Ինչպե՞ս են համեմատվում էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների արտադրության ընթացքում առաջացած արտանետումները համեմատաբար ավանդական տրանսպորտային միջոցների հետ

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները սովորաբար արտադրման սկզբնական փուլում առաջացնում են 40-60% ավելի շատ արտանետումներ, քան ավանդական տրանսպորտային միջոցները՝ հիմնականում բատարեային արտադրության պահանջների պատճառով: Այնուամենայնիվ, ժամանակի ընթացքում նվազագույն շահագործման արտանետումների շնորհիվ նրանք փոխհատուցում են այդ արտանետումները:

Որո՞նք են բատարեայի հումքային նյութերի արդյունահանման ազդեցությունները շրջակա միջավայրի վրա

Բատարեայի հումքային նյութերի արդյունահանումը, հատկապես լիթիումի, կոբալտի և նիկելի համար, զգալի ազդեցություն ունի շրջակա միջավայրի վրա՝ ներառյալ ջրի բարձր սպառում և էկոլոգիական խախտումներ:

Ինչպե՞ս է զարգանում էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների բատարեաների վերամշակումը կայունություն ապահովելու համար

Բատարեանների վերամշակման նորարարությունները, ինչպիսիք են հիդրոմետալուրգիական գործընթացներն ու փակ օղակաձև համակարգերը, բարձրացնում են վերականգնման տոկոսը և նվազեցնում էներգիայի սպառումը, ինչը դարձնում է բատարեանների վերամշակումն ավելի արդյունավետ և կայուն:

Ինչո՞ւ է ցանցի դեկարբոնիզացիան կարևոր էլեկտրական տրանսպորտի կայունության համար

Ցանցի դեկարբոնիզացիան ապահովում է, որ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները օգտագործեն մաքր էներգետիկ աղբյուրներ, որն ընդհանուր առմամբ նվազեցնում է դրանց կյանքի ցիկլի արտանետումները և մեծացնում է դրանց շրջակա միջավայրի վրա ունեցած դրական ազդեցությունը: