Odpowiadamy na Twoje pytania dotyczące samochodów elektrycznych i zmian klimatycznych. Wyślij e-mail na adres [email protected]. Słuchamy.
Na drogach jeździ więcej pojazdów elektrycznych (EV) niż kiedykolwiek wcześniej, tak wielu Kanadyjczyków zacznij uciekać od Pojazdy spalinowe w celu zmniejszenia emisji dwutlenku węgla, które przyczyniają się do zmiany klimatu. Ale co z wpływem na środowisko akumulatorów wykorzystywanych do zasilania tej transmisji elektrycznej?
Wielu z Was wysłało pytania po przeczytaniu Ten artykuł O stacjach ładowania pojazdów elektrycznych. Zapytaj obserwatora CBC News i uzyskaj odpowiedzi, których szukałeś.
Ile typów baterii i jak one działają?
Ponieważ rynek pojazdów elektrycznych rozwija się, a konsumenci mają większy wybór, jeśli chodzi o markę i modele, ważne jest, aby zrozumieć różne rodzaje akumulatorów i ich zawartość.
według Departament Energii Stanów ZjednoczonychIstnieją cztery główne typy systemów magazynowania energii stosowanych w pojazdach elektrycznych:
-
Baterie litowo-jonowe: Są one używane w urządzeniach takich jak telefony komórkowe i laptopy. Jest szeroko preferowany w branży pojazdów elektrycznych ze względu na wysoką sprawność, dobre osiągi w wysokich temperaturach, niskie samorozładowanie (reakcja chemiczna, która powoduje utratę ładunku) oraz fakt, że większość jego komponentów można poddać recyklingowi.
-
Akumulatory niklowo-wodorkowe: Można je znaleźć w wielu hybrydach na rynku, chociaż w większości pojazdów elektrycznych typu plug-in zostały one zastąpione akumulatorami litowo-jonowymi. Główne wyzwania stojące przed akumulatorami niklowo-metalowo-wodorkowymi to ich wysoki koszt, wysoki poziom samorozładowania i niska wydajność w wyższych temperaturach. Są one jednak ogólnie uważane za bezpieczniejsze niż baterie litowe ze względu na brak płynnego elektrolitu, który może rozlać się podczas wypadku.
-
Akumulatory kwasowo-ołowiowe: Jest to najtańszy i najstarszy rodzaj baterii. Ich ładowanie i obsługa emitują wodór, tlen i siarkę. Były używane do zasilania wczesnych wersji pojazdów elektrycznych w latach 70. XX wieku.
-
Superkondensatory: Przydatne do dostarczania dodatkowej mocy do przyspieszania i pokonywania wzniesień, mogą być używane jako wtórne magazynowanie energii w pojazdach elektrycznych, ponieważ mogą szybko magazynować i uwalniać energię – jednocześnie chroniąc główne akumulatory przed przegrzaniem.
W ostatnich latach duży nacisk położono na inne typy baterii. Na przykład Tesla z zeszłego roku Fosforan litowo-żelazowy (LFP) Wybór akumulatora do pojazdów o standardowym zasięgu.
„Z chemicznego punktu widzenia i z perspektywy cyklu życia może działać od czterech do pięciu razy dłużej niż akumulator litowo-jonowy i jest również uważany za bezpieczniejszy” – powiedział Giuseba Petronic, prezes i dyrektor generalny Canadian Urban Transit Research. Konsorcjum Innowacji.
Naukowcy z Tesli współpracują również z Dalhousie University w Halifax nad opracowaniem baterii niklowo-niklowej, która będzie trwalsza niż bateria LFP i W optymalnych warunkach może trwać 100 lat lub dłużej.
Jak długo spodziewasz się, że wytrzyma bateria EV?
Zależy to od użytych baterii i sposobu, w jaki się o nie dbasz. W zależności od aktualnego rynku pojazdów elektrycznych, zestawy akumulatorów powinny być objęte ośmioletnią gwarancją. Jednak Steve Levine, redaktor Elektrycznośćpublikacja skupiająca się na samochodach elektrycznych i akumulatorach litowo-jonowych, mówi, że faktycznie wytrzymują one dłużej.
Gdy akumulator pojazdu elektrycznego degraduje się do około 75% swojej pierwotnej pojemności, uważa się, że znajduje się na końcu swojego okresu eksploatacji.
„Producenci samochodów spodziewają się, że akumulator ulegnie degradacji i zacznie się degradować pierwszego dnia. Chcą jednak, aby konsumenci mieli 75 do 80 procent tej pojemności po około pięciu do siedmiu latach” – powiedział Petronik.
John Axen, dyrektor zespołu badawczego ds. zrównoważonego transportu na Uniwersytecie Simona Frasera, wyjaśnia, w jaki sposób można ponownie wykorzystać akumulatory pojazdów elektrycznych.
Aby utrzymać baterię w dobrym stanie, zaleca się, aby nie ładować pojazdu elektrycznego powyżej 80 procent ani nie pozostawiać pojazdu elektrycznego całkowicie rozładowanego do zera procent, zgodnie z zielone samochodyamerykańska grupa promująca pojazdy elektryczne
„To jest coś, do czego trzeba się trochę przyzwyczaić” – powiedział Petronik.
Powiedziała, że jeśli utrzymasz poziom naładowania baterii w optymalnym zakresie, możesz wydłużyć żywotność baterii o co najmniej 50 procent.
Jak utylizować zużyte baterie? Czy można go poddać recyklingowi?
Petronik powiedział, że chociaż wszystkie komponenty akumulatorów nadają się do recyklingu, największym wyzwaniem jest to, że branża recyklingu tych produktów nie jest dobrze rozwinięta.
Samochody elektryczne to wciąż nowość w branży motoryzacyjnej, więc tylko nieliczne z nich mają w życiu pożyteczne cele.
„Metale nadają się do recyklingu, ale nie są tak cenne… jak żelazo i fosforany” – powiedział Levine. „Lit ma wartość”.
Powiedział, że decyzje polityczne rządów są niezbędne do stymulowania recyklingu sprzętu żelaznego i fosforanowego.
Giuseppe Petronic, prezes i dyrektor generalny Canadian Research and Innovation Consortium for Urban Transport Research, powiedział, że części do akumulatorów samochodów elektrycznych nadają się do recyklingu, ale branża recyklingu nie jest na to gotowa.
Baterie litowo-jonowe i niklowo-wodorkowe można poddać recyklingowi poprzez wytapianie.
Intensywny i potencjalnie niebezpieczny proces odzyskuje cenne minerały i sole, które są rafinowane i przystosowane do użytku. Przy prawidłowym wykonaniu lit może być używany np. jako dodatek do betonu.
według Departament Energii Stanów Zjednoczonych.
Recykling może być kosztowny, według zielone samochodywięc zmiana elementów może być bardziej opłacalna.
Wielu producentów samochodów bada różne sposoby recyklingu zużytych akumulatorów samochodów elektrycznych. W Japonii używany stary Nissan Włączając światła uliczne.
„Jeśli twoja bateria, wiesz, nie jest już używana w samochodzie Tesli… nadal jest to ogniwo baterii, które może przechowywać [energy]powiedział John Axen, dyrektor Zespół ds. Badań nad Zrównoważonym Transportem na Uniwersytecie Simona Frasera w Burnaby, Kolumbia Brytyjska
Axsen na przykład zasugerował, że stare baterie EV można wykorzystać do przechowywania energii wytwarzanej przez panele słoneczne w twoim domu.
Petronik podkreślił jednak, że wyzwaniem związanym z ponownym wykorzystaniem akumulatorów pojazdów elektrycznych jest to, że nie zostały one zbudowane do tego celu.
„Właściwie musiałbyś zainwestować dużo pieniędzy w recykling starych baterii, aby mogły służyć temu konsekwentnemu celowi” – powiedziała.
Skąd pochodzą surowce do akumulatorów?
Według amerykańskiego Narodowego Instytutu Zdrowia (NIH) głównymi materiałami używanymi do produkcji akumulatorów do pojazdów elektrycznych są Grafit, kobalt, lit, mangan, nikiel.
Jednak zakup tych kluczowych minerałów nie jest łatwym zadaniem, ponieważ pochodzą one z różnych kopalń na całym świecie.
Chiny były największym ekstraktorem i przetwórcą grafitu – najpopularniejszego metalu stosowanego w akumulatorach samochodów elektrycznych. Według S&P Global Commodity Insights Chiny prawie dominują 79 procent globalnej produkcji, choć inne kraje Rozpoczęcie projektów wydobycia grafitu w celu zmniejszenia popytu.
„Istnieje możliwość, że niektóre z tych minerałów można znaleźć w Kanadzie, a na pewno w północnym Ontario; ta zdolność wydobywcza nie jest szczególnie rozwinięta” – powiedział Petronik.
Według National Institutes of Health rynek produkcyjny litu jest stosunkowo niewielki. Wydobycie litu zostało zdominowane przez Australię, chociaż Boliwia, Argentyna i Chile są uważane za „trójkąt litowy”, gdzie podobno mają największe rezerwy, Według zasobów naturalnych Kanady.
Największym producentem kobaltu – jednego z najdroższych poszukiwanych materiałów – jest Demokratyczna Republika Konga. Jednak podaż kobaltu na Ziemi może nie być w stanie zaspokoić popytu w przyszłości, dlatego niektóre firmy inwestują w Rozwój baterii bezkobaltowych.
Wydobycie i produkcja niklu na rynkach światowych Dominuje w nim Azja Południowo-Wschodnia, zwłaszcza Indonezja, Według Narodowych Instytutów Zdrowia. Stwierdzają również, że wykorzystanie niklu w akumulatorach pojazdów elektrycznych stanowi tylko pięć procent światowego rynku, ale oczekuje się, że wzrośnie do 15 procent w ciągu najbliższych pięciu lat.
Od wydobycia surowców po produkcję i recykling, czy pojazdy elektryczne są naprawdę zrównoważone?
Chociaż wszystkie pojazdy elektryczne zasilane wyłącznie energią elektryczną nie będą emitować spalin z rur wydechowych, emisje mogą być wytwarzane tam, gdzie wytwarzana jest energia elektryczna.
według Raport Międzynarodowej Rady ds. Czystego Transportu (ICCT), pojazdy elektryczne charakteryzują się „najniższą emisją gazów cieplarnianych w całym cyklu życia”.
Porównując emisje podczas produkcji, inny Raport ICTT Ustalono, że produkcja pojazdów elektrycznych wymaga więcej energii i generuje więcej emisji niż produkcja konwencjonalnych samochodów, ze względu na procesy wydobycia minerałów wymagane w przypadku akumulatorów.
Aby Kanada mogła osiągnąć swój cel zerowej emisji, należy zwrócić uwagę na to, jak zmniejszyć całkowitą liczbę samochodów na drogach, mówi Giuseppe Petronic, prezes i dyrektor generalny Kanadyjskiego Konsorcjum ds. Badań i Innowacji Transportu Miejskiego.
Jeśli chodzi o wydobywanie zasobów na akumulatory do samochodów elektrycznych, niektórzy eksperci kwestionują konsekwencje nieuregulowanego wydobycia w krajach rozwijających się. W szczególności więcej obaw Bezpieczeństwo i eksploatacja pracowników Został wyhodowany w ciągu ostatnich kilku lat.
„Widzisz te obrazy bardzo negatywnych skutków wydobycia” – powiedział Axen.
Uważa, że brak regulacji i nadzoru może zaszkodzić ludziom i ekosystemom.
„W ramach tej wielkiej zmiany, której potrzebujemy, aby zmienić klimat w kierunku pojazdów i akumulatorów o zerowej emisji, musimy upewnić się, że regulujemy procesy, za pomocą których wydobywamy te materiały” – powiedział Axen.
Petrunic dodaje, że ważne jest również, aby używać tych związków, dopóki nie osiągną końca swojego cyklu życia.
„Jeśli ludzie kupują wysokiej jakości samochody, a ich leasing trwa trzy lata, a wymieniają po trzech latach, nie jestem przekonana, że koniecznie osiągniesz przyszłość zerową” – powiedziała.
Możesz zobaczyć, w jaki sposób emisje gazów cieplarnianych dowolnego modelu samochodu są mierzone w stosunku do obecnych celów klimatycznych za pomocą tego Interaktywne narzędzie online z Massachusetts Institute of Technology.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
