Цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдийн орчин үе дээрх нөлөө

Цахилгаан Тээврийн Хэрэгслийн Амьдралын Мөчлөгийн Үнэлгээ

Цахилгаан Тээврийн Хэрэгслийн Нүүрстөрөгчийн Хаягдлын Үнэлгээнд Крадлээс Гэрт Хүртэлх Шинжилгээг Ойлгох

Амьдралын мөчлөлийн үнэлгээ, эсвэл хураангуйгаар LCA нь цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдийг үйлдвэрлэсэн, замд гарч явсан, эцэст нь хаягдаж дуусах хүртэлх бүх замынхаа туршид орчин тойронд үзүүлэх нөлөөг судална. 2023 онд Nature Energy сэтгүүлд нийтэлсэн саяхны судалгаагаар үзвэл, үйлдвэрийн талбайгаас олны газар хүртэлх бүх зүйлийг харгалзан үзэхэд цахилгаан түлштэй машинууд уламжлалт шатамхай түлшний машинуудтай харьцуулахад үйлдвэрлэлтийн үедээ ойролцоогоор 18-аас 24 хувийн илүү их нөлөө үзүүлдэг. Гэхдээ ашиглалтын үе шатанд энэхүү ялгааг нөхөж, ойролцоогоор 200 мянган километр зам туулах явцад хорт хийн ялгаралтыг тал, хоёр гуравт нь багасгадаг. Эдгээр бүх хүчин зүйлсийг нэгтгэн үзэх нь засгийн газрын албан хаагчдад томоохон цэнэгийн эд анги үйлдвэрлэх үеийн орчин тойрны зардал болон илүү цэвэр ажилладаг тээврийн хэрэгслийн ирээдүйн нөлөөг тэнцвэржүүлэхэд тулгуур болох зүйлсийг өгдөг.

Харьцуулах тохиолдол: Tesla Model 3 vs. Toyota Camry-ийн орчин тойрны нөлөө

2013 онд хийсэн чухал судалгаагаар Тесла Модель 3 нь 50%-иас илүү сэргээгдэх эрчим хүч бүхий бүс нутагт Тойота Камри-тай харьцуулахад амьдралын туршид 30%-иар бага нөхөн үүсгэдэг гэж гарчээ. Үе шат бүрт ялгаа гарч ирнэ:

• Үйлдвэрлэл камри нь 8.1 тонн CO₂eq-той харьцуулахад Модель 3 нь 12.4 тонн байна
• Үйл ажиллагаа модель 3 нь нарны цахилгаан эх үүсвэр ашигласан тохиолдолд 68 г CO₂/км-т хүрч байгаа бол Камри нь 184 г CO₂/км байна

Энэхүү тохиолдол нь цахилгаан тээврийн хөдөлгүүр үйлдвэрлэх үед гарах их хэмжээний нөхөн үүсгэлийг цэвэр эрчим хүч ашиглах замаар маш их бууруулж болохыг харуулж байна.

Үйлдвэрлэлийн технологийн дэвшлийн хэрэглээ нь цахилгаан тээврийн хөдөлгүүрийн амьдралын циклээр гарах нөхөн үүслийг бууруулж байна

Хуурай электродын батерейн боловсруулалт, дахин боловсруулсан аллюминий бүрхүүл зэрэг инновациуд нь 2020 оны дараа үйлдвэрлэлийн нөхөн үүслийг 21%-иар бууруулсан. Фордын 2024 оны батерейн үйлдвэрийн загвар нь материалыг орон нутагтаа худалдан авч, хаягдлын дулааныг дахин ашиглах системийг ашиглан кВтц тутамд зарцуулах энергийн хэрэгцээг 40%-иар бууруулж байгаа бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийг цэвэрлэх боломжтой замыг харуулж байна.

Хэрэглээний үе болон амьдралын төгсгөлд оролцох нь нийт орчин үеийн гүйцэтгэлд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Цахилгаан тэжээл дээр ажиллах үед цахилгаан хөдөлгүүрүүд нь нийлүүлэлтийн үе шатанд нийлүүлсэн нийт нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтын 62–75%-ийг бууруулдаг. Хэрэглээний дараах үе шат одоогоор нийт нөлөөллийн 8–12%-ийг эзэлж байна. Гэхдээ хоёр чиглэлд цэнэглэх болон лити-ион цэнэглэгчийг дахин боловсруулах арга замын дэвшил нь баттерейн амьдралын хугацааг 3–5 жилээр сунгаж, төсөл бүтэн хүртэлх нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг 17%-иар бууруулах боломжийг олгоно (Тээврийн судалгааны хандах байдал, 2024).

Цахилгаан хөдөлгүүрийн үйлдвэрлэлээс гарах нүүрстөрөгчийн хийн ялгаруулалт

Цахилгаан хөдөлгүүр vs Дотоод шаталтат хөдөлгүүр: Эхний үеийн ялгаруулалтын харьцуулалт

Цацаргын хувьд цахилгаан батерейтэй машинууд нь эхний үедээ түлшээр явдаг машинаас 40-60 хувийн илүү бохирдуулалт үүсгэдэг. Эдгээр цацаргын ихэнх нь үйлдвэрлэлийн үе шатанд гарч ирдэг бөгөөд цахилгаан машины нийт амьдралын туршид гаргах цацаргын 46% нь үйлдвэрлэлээс, ердийн машин барихад нийт цацаргын зөвхөн 26% орчим нь ноогдоно. Үүний гол шалтгаан нь батерей үйлдвэрлэхэд маш их энергийн хэрэгцээтэй байдагт оршино. Зөвхөн эдгээр батерейнууд нь дунджаар 14.6 тонн CO₂-той тэнцэх хэмжээний хийг цацаргадаг бол бензиний машины түлшний системийг үйлдвэрлэхэд 9.2 тонн хий цацардаг. Өнгөрсөн жил гаргасан судалгаагаар үзэхэд цахилгаан машиныг дор хаяж найман жил ашигласны дараа л илүүдэл цацаргалт нь цэвэр энерги ашиглах замаар тэнцвэржих боломжтой. Түүнээс хойш жил бүр цахилгаан машиныг ашиглах нь ижил хэмжээтэй бензиний машиныхаас жилдээ ойролцоогоор хагас тонн CO₂-ийг хэмнэж байна.

Батерейн эсийн цуглуулга ба үйлдвэрлэлийн үе шатанд нөлөөлөх нь

Литийн олборлолт болон катодын материал боловсруулахад холбогдсон цахилгаан хөдөлгүүрийн нийт амьдралын мөчлөгийн 35%-иас дээш хувийг баттерейн үйлдвэрлэл эзлэх болно. Энергийн шаардлагад:

Үйлдвэрлэлийн газруудад цахилгаанаар ажилладаг хатаах систем, усыг дахин боловсруулах замаар машин үйлдвэрлэгчид эдгээр нөлөөллийг 10%-иар бууруулж байна.

Эхний үеийн нэмэлт ялгаруулалт ба урт хугацааны цаг агаарын давуу тал: харьцуулах

Цахилгаан хөдөлгүүр үйлдвэрлэх нь өнгөрсөн жилийн ClimateActionAccelerator-ийн судалгаагаар харуулбал уламжлалт дотоод шаталтын хөдөлгүүртэй харьцуулахад ойролцоогоор 14 тонн CO₂-той тэнцэх хий гаргадаг байна. Гэхдээ гол онцлог нь эдгээр машинуудын амьдралын мөчлөгийн туршид солирдошгүй энерги ашиглавал нийт хийн ялгаралт ойролцоогоор хагасаар буурдаг. Хамгийн сонирхолтой нь цахилгааны ойролцоогоор тавиан хувь нь цэвэр эх үүсвэрээс болж байгаа бүс нутгийн хувьд экологийн давуу тал нь зөвхөн хоёр хагас жилийн дараа үйлдвэрлэлийн зардалд давуу талаа илүү гаргаж эхэлдэг. Та бодоход энэ бол маш богино хугацаа юм. Ирээдүйд олон улс 2035 онд ойролцоогоор 70% солирдошгүй цахилгааны эх үүсвэрийг бий болгохыг зорьж байгаа бөгөөд энэ нь цахилгаан хөдөлгүүрийн нийтлэг ногоон байдалд үнэхээр ихээр нэмэр болох юм.

Батерейн эхний материал олборлохын экологийн өртөг

Лити, Кобальт, Никель олборлох: Экологийн болон нийгмийн нөлөөлөл

Литий, кобальт, никель шиг цахилгаан машины батерейн чухал элементүүдийг олборлох нь ногоон тээврийн хувьд төвөгтэй асуудлыг үүсгэж буй орчны их зардалтай холбоотой. Тухайлбал литийн талаар яривал, тоо мэдээлэл нь бодитоор ч гайхалтай. Олборлогчид тонн эрдэсийг гарган авахын тулд дунджаар хагас сая галлоны ус татдаг. Энэ талаар Дэлхийн эдийн засгийн форум 2023 онд мэдээлж байсан. Хэрэв харьцуулж үзвэл энэ хэмжээний ус нь дундаж 125 айл өрхийг нэг жилийн турш хангах боломжтой. Мөн энэ их хэмжээний усны хэрэглээ зөвхөн бичгийн хуудас дээрх статистик биш. Аргентин, Болив, Чилийн Нүүрсний гурвалжинд локал хамт олон усны нөөцөө алдаж, үүнийгээ ашиглан үе үеийн тариалангийн аж ахуй эрхэлж ирсэн тариаланчид одоо эх үүсвэрээ алдаад усгүй үлдэж байна.

Конгогийн Ард Улсад кобальт олборлох нь этикетийн асуудал өргөжихэд хүргэсэн бөгөөд үйлдвэрлэлийн 20% нь хүүхдийн хөдөлмөрийг ашигладаг зохицуулалтгүй гараар олборлох уурхайнаас гаралтай. Ихэнхидээ литий-ион баттерейг (EPA) одоогоор 5%-аас бага хувь дахин боловсруулдаг тул шинэ материалын эрэлт өндөр байгаа нь экосистем, хүмүүсийн амьдралд их сөрөг нөлөө үзүүлж байна.

Гол олборлолтын бүсэд экосистемийн хямрал ба усны нөөцийн бууралт

Австралийн Пилбара бүсээс Индонезийн никел олборлолтод хүртэлх EV материалын олборлолт нь экосистемийг дахин хэлбэржүүлж байна. Олборлож авсан литийн нэг тонн бүр 165 тонн хүчиллэг үйлдвэрийн хаягдал үлдэгдэл үүсгэдэг бөгөөд цэвэр усны системийг бохирдуулдаг. Никел боловсруулах үед гарах хүхрийн диоксидын утаа нь Зүүн Өмнөд Азид хүрэх хүрэлзэх борооны шалтгаан болдог.

Чилийн Атакамын цөлд литийг олборлох явцад газрын доорх усний түвшин 40–70%-иар буурч, шувууд болон зууны хонины архи гарган авдаг газрын ногоо тариалан эрхшээлд өртөж байна. Эдгээр нөлөөллүүд нь илүү хатуу уул уурхайн усны нөхөн сэргээлтийн стандарт, минералын нийлүүлэлтийн хэлхээний гуравдагч этгээдийн баталгаажуулалт, мөн натри-ионы орлуулгын хөгжлийг хурдасгах шаардлагыг онцолж байна.

Цэнэгийн эх үүсвэрийг дахин боловсруулах нь тээврийн хэрэгслийг тэсвэртэй болгох зам

Литий-ион цэнэгийн эх үүсвэрийг дахин боловсруулах суурин инфраструктурын одоогийн дутагдал

Цахилгаан хөдөлгүүрийн баттерейг дахин боловсруулах нь ихэвчлэн их зардал шаарддаг, хүнд баттерейн цуглуулгыг зөөхөд логистикийн асуудал үүсдэг зэрэг шалтгаанаар одоогоор ихэвчлэн хялбар бус байдаг. Мөн лити, кобальт зэрэг чухал материалын ихэнхийг нь дахин авч чаддаггүй байна. 2025 оны Олон Улсын Эрчим Хүчний Агентлагийн тайлангийн мэдээлснээр дэлхийн хэмжээнд зөвхөн ойролцоогоор 15 хувь нь зохистой дахин боловсруулах арга замаар боловсруулагдаж байна. Тэд ирэх жилд л ойролцоогоор 145,000 тонн баттерейг боловсруулах шаардлагатай болохыг урьдчилан таав. Эдгээр баттерейн ямар ч хэмжээний хортой материал агуулсан байдаг тул аюулгүй байдлын асуудал бас байдаг бөгөөд нэг бүс нутгийн дүрэм журмын хувьд өөр өөрөөр ялгаатай байх нь

Баттерейн бүтээгдэхүүний бүтэн дугуй эдийн засгийн тогтолцоог хангах зорилгоор хаалттай давхардах технологийн шинэчлэл

Шинэ технологиуд нь батерейн цэвэрлэлийг зөвхөн хог хаягдалтай ажиллахаас хэтрэх, бодитой туршилтын өөрчлөлт болгон хувиргаж байна. Сүүлийн үеийн гидрометаллурги (hydromet) аргаар ашиглаж дууссан батерейнуудаас никель, кобальт зэрэг үнэт металлын ойролцоогоор 95%-ийг нь салган авч чаддаг. Харин хүйтэн салгалтын технологийг туршиж үзэж буй компаниуд өмнөх арга замуудтай харьцуулахад энергийн зардлаа ойролцоогоор 40%-иар бууруулсан. Өнгөрсөн жилийн Батерейн Тэгш хандлагын Инициативын өгөгдлийн дагуу томоохон компанийн туршидаг цорго системд хуучин катодын материалыг шууд үйлдвэрлэлийн шугамд дахин оруулахад үйлдвэрлэлийн нийлүүлэлтийг ойролцоогоор 33%-иар бууруулах боломжтой. Сүүлийн судалгаагаар ухаалаг хиймэл оюун (AI) ангилалтын системийг материалд мөрдөн дагах блокчейнтэй хослуулахад долоон жилийн дотор цахилгаан хөдөлгүүртэй машинуудын батерейд дахин боловсруулсан материалын хэмжээ бараг 75%-д хүрч болзошгүй гэж гарч ирсэн. Эдгээр бүх ахиц дэвшил нь батерейн цэвэрлэлт зөвхөн газар дэлхийд сайнаар нөлөөлөх л болохгүй, харин энэ нь чухал бизнес болон хувирч байгааг харуулж байгаа бөгөөд энэ салбар нь дундаж жилийн дунд үед 28 тэрбум ам.долларын эдийн засгийн хэмжээтэй болох боломжтой гэж тооцож байна.

Цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдийн тэсвэрт байдлын хувьд энерги үүсвэр болон цахилгааны сүлжээний цэвэршүүлэлтийн үүрэг

Цэвэр энерги хэрэглэх нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн орчин үеийн ашигт нөлөөг хэрхэн ихэсгэдэг вэ

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн бодит орчны ашигт нөлөө нь зөвхөн солирдох энерги үүсвэрээр хангагдах үед л гарч ирдэг. Хэрэв бид 2030 он гэхэд уур амьсгалын зорилтоо хангахыг хүсвэл дэлхийд ойролцоогоор 100 сая цахилгаан тээврийн хэрэгсэл шаардлагатай гэж судалгаа харуулж байна. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн ногоон байдалд үнэндээ нөлөөлөх зүйл нь цахилгааныг хаанаас авч ирэхээс хамаарч ихээхэн хамаардаг. Нарны самбар эсвэл салхины турбинаар цахилгаан тээврийн хэрэгслийнхээ сүлжээг ажиллуулдаг газрууд нь нүүрсний атом станцаас цахилгаан авдаг газруудтай харьцуулахад тээврийн хэрэгслийн нийт амьдралын мөчлөгийн туршид нийтлэг нүүрстөрөгчийн ялгаралтыг ойролцоогоор 58 хувиар бууруулдаг гэж 2025 оны Energy Systems Journal-д нийтэлсэн олдворууд харуулж байна. Орчин үеийн ухаалаг цэнэглэх технологи нь хүмүүс машинаа цэнэглэх цагийг цэвэр энерги хангалттай үеийнхтэй давхцуулахад илүү сайжирч байгаа бөгөөд энэ нь эрчим хүчний эрэлт хурдан нэмэгдэх үед ажиллаж эхэлдэг бохир нөөцийн цахилгаан станцуудын ачааллыг бууруулахад тусалдаг.

Стратегийн интеграци: Цахилгаан тээврийн хөгжлийг сөрөг нөлөөгүй эрчим хүчний өргөжилттэй уялдуулах

Цахилгаан тээвэр болон сөрөг нөлөөгүй эрчим хүч хэрхэн хамтран ажиллах нь бидний инфраструктурыг хэрхэн төлөвлөж байгаагаас ихээхэн хамаарна. Жишээлбэл, нэгэн төрлийн нарын гэрлийн цэнэглэх тоглоомыг авч үзье. Энэ тоглоом нь цахилгаан тээвэрт өдөрт бүр цуглуулсан нарын эрчим хүчийг оройн цагаар гэртээ эсвэл шугам сүлжээнд буцааж өгөх боломжийг олгодог. Энэ чиглэлээр аль хэдийнэ хурдатгаж байгаа газрууд байна. Калифорни болон Герман улс 2027 онд шинээр байгуулах нийтийн цэнэглэх байранд орж ирэх цахилгааны хамгийн багадаа 60%-ийг тухайн газар бүрээс нь сөрөг нөлөөгүй эрчим хүчээр үйлдвэрлэх шаардлагыг эрх зүйн дүрмээр тогтоожээ. Энэ нь цахилгаан тээврийг зүгээр л цахилгаан хэрэглэгчээс илүү хувирган шугам сүлжээний тогтворжилтод чухал хувь нэмэр оруулагч болгож байгаа юм. Мөн энэ шилжилт нь хуучин нүүрс болон хийн цахилгаан станцуудыг ашиглахаас татгалзахад тусалж байна.

НӨАТ-ын хэсэг

Цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд Амьдралын мөчлөгийн үнэлгээ (LCA) гэж юу вэ?

Цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдийн амьдралын мөчлөгийн үнэлгээ нь үйлдвэрлэл, ашиглалт, хаягдал зэргийн бүх шатанд гарах орчин тойрны нөлөөг судалж, нийт ялгаруулалт болон нөөцийн хэрэгцээний талаар дүгнэлт өгдөг.

Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл ба энгийн тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн нийлүүлэлтийг харьцуулахад ямар байх вэ?

Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл үйлдвэрлэх үедээ ихэвчлэн нийт ялгаруулалтын 40-60% илүү гаргадаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн батерей үйлдвэрлэх шаардлагатай холбоотой. Гэсэн хэдий ч цаашдын ашиглалтын үе шатанд цөөн ялгаруулалт гаргаснаар энэхүү ялгаруулалтаа нөхөж авдаг.

Батерейн анхдагч материал олборлох нь орчин тойронд ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Лити, кобальт, никель зэрэг батерейн анхдагч материалыг олборлох нь усны их хэрэгцээ, экологийн тогтворгүй байдал зэрэг орчин тойронд томоохон нөлөө үзүүлдэг.

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн тэлэвчид батерей дахин боловсруулах технологи хэрхэн хөгжиж байна вэ?

Гидрометаллургийн процессын арга болон цагаан тусгаарлагчийн систем шиг дахин боловсруулах технологийн шинэчлэл нь сэргээн авах үзүүлэлтийг нэмэгдүүлж, энерги хэрэглээг бууруулдаг бөгөөд цахилгаан баттерейг дахин боловсруулахыг илүү үр дүнтэй, тэсвэртэй болгодог.

Цахилгаан машин тээврийн хэрэгслийн тэсвэртэй хөгжилд торын цэвэрлэлт яагаад чухал вэ?

Торын цэвэрлэлт нь цахилгаан машиныг илүү цэвэр энерги ашиглан ажиллуулах боломжийг бүрдүүлж, нийт амьдралын мөчлөгийн нийлүүлэлтийг эрс бууруулах, орчин үеийн давуу талыг сайжруулахад тусалдаг.