Производство литий-ионных аккумуляторов для электромобилей: выбросы и затраты энергии

Производство литий-ионных аккумуляторов для электромобилей: выбросы и затраты энергии

В текущем году было опубликовано исследование по экологии транспорта трёх немецких экономистов, которое наделало много шума. Его авторы пришли к выводу, что в деле борьбы с глобальным потеплением электромобиль – это «шаг назад по сравнению с современным дизельным мотором». «С учётом затрат энергии на производство аккумуляторов и при современной структуре генерации электроэнергии в Германии выброс CO2 электромобиля только в наиболее благоприятном случае сопоставим с показателем дизельного двигателя», — сказано в их небольшом докладе.

Работа немецких экономистов основывалась (в вопросе производственных выбросов) на докладе Шведского института экологических исследований (IVL) 2017 года «Потребление энергии и выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла литий-ионных батарей». Мы рассказывали о нём в статье: Производство литий-ионных аккумуляторов: климатическая катастрофа?

Эксперты справедливо, аргументированно раскритиковали исследование немецких экономистов, указывая, среди прочего, что данные шведского доклада неверны и явно устарели.

В декабре 2019 года это признали сами шведы, выпустив обновлённый доклад «Производство литий-ионных батарей для транспорта. Потребление энергии, выбросы CO2, использование металлов, экологический след продуктов и переработка по состоянию на 2019 год».

Согласно последним данным, собранным и смоделированными исследователями из IVL, углеродный след наиболее распространенного типа аккумуляторов для электромобилей составляет 61-106 кг выбросов CO2 на киловатт-час емкости аккумулятора. Это в 2–3 раза ниже, чем 150-200 кг по оценке 2017 года.

Существует три основных причины, по которым данные по выбросам в производстве литий-никель-марганец-кобальтовых (NMC) батарей так сильно изменились за короткий срок в лучшую сторону. Во-первых, коммерциализация и расширение производства элементов аккумуляторной батареи повысили эффективность – теперь на элемент потребляется меньше энергии и, следовательно, выбросов CO2 становится меньше. Во-вторых, для составления модели и анализа стали доступны более свежие и точные данные, ранее исследователи опирались на старые предположения и устаревшую информацию. В-третьих, в производстве электроэнергии в ключевых регионах производства батарей используется все больше и больше возобновляемых источников энергии, декарбонизируется энергосистема и сокращаются выбросы.

Нижняя граница интервала, 61 кг очень близка к выводам других авторитетных источников 2019 года, таким как исследование, подготовленное для Европейской комиссии (77 кг CO2 / кВт*ч), и работа Аргоннской национальной лаборатории (65 кг CO2 / кВт*ч). Оценка выбросов в основном зависит от энергетического баланса производства батарей.

Люсьен Матье (Lucien Mathieu), аналитик по мобильности из организации Transport & Environment, отмечает: «Батареи электромобилей становятся все чище с каждым месяцем. Это связано с тем, что производство становится все более эффективным по мере роста масштабов и потому, что электроэнергия для производства декарбонизируется».

«Использование зеленого электричества все еще относительно редко в сегодняшнем производстве батарей, но растёт по мере увеличения спроса. Чтобы выбросы упали ниже 60 кг, эмиссия от добычи полезных ископаемых и переработки основного сырья также должны быть сокращены, а также увеличена доля повторного использования материалов», — отмечают авторы IVL.

Действительно, как мы видим на приведённом наверху графике, на производство элементов и компонентов приходится лишь малая часть энергетических затрат. Основные энергетические затраты связанны с процессами производства и переработки сырья.

Процесс изготовления катодов и анодов батарей предусматривает смешивание материалов в растворителе с последующим испарением последнего для получения порошка. На эту сушку приходится доминирующая доля энергетических затрат. Актуальные измерения этого процесса на действующих установках являются основным источником различий в данных нового и предшествующего исследования 2017 года, в котором потребление энергии в процессе сушки было завышено в 1,6–3 раза.

IVL также прогнозирует, что в новых моделях батарей среднее содержание никеля будет увеличиваться, а содержание кобальта уменьшаться. Плотность энергии будет повышаться, а производители будут уходить от кобальта, поставки которого находятся под риском. В связи с этим стабильность поставок никеля может стать критическим фактором в будущем.

Поскольку на производство батарей может приходиться более половины общих выбросов от производства электрических транспортных средств, качество оценки этих выбросов очень важно. Новое исследование IVL вносит важный вклад в повышение этого качества.

В заключение повторю ещё раз основное. Развитие электротранспорта идёт рука об руку с развитием возобновляемой энергетики. Очищение структуры генерации неизбежно ведет к снижению углеродного следа производства чего бы то ни было, в том числе и литий-ионных аккумуляторов. Соответственно, экологические/климатические преимущества электромобилей на всём жизненном цикле становятся всё более явными.

https://renen.ru

09:52
227
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Этот сайт использует cookies. Продолжая работу с сайтом, Вы выражаете своё согласие на обработку Ваших персональных данных с использованием интернет-сервиса Google Analytics и Yandex Metrica. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера.
  • © In-power.ru 2006-2020 info@in-power.ru Конфиденциальность персональной информации О сайте Инструкция по работе с сайтом Обнаружив в тексте ошибку, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter