ابعاد زیست‌محیطی خودروهای برقی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
تسلا مدل S (چپ) و تسلا مدل X (راست)

اتومبیل‌های الکتریکی (یا وسایل نقلیه الکتریکی، خودروهای برقی) در مقایسه با اتومبیل‌های معمول با موتور احتراق داخلی، تأثیرات متفاوتی بر محیط زیست دارند. در صورتی که نحوه تولید آنها می‌تواند تأثیرات مشابه هم بر محیط زیست ایجاد کند، برخی از این خودروها با انتشار آلودگی ناچیزی تولید می‌شوند، و برخی هم بسته به منبع برق مورد استفاده برای شارژ آنها، می‌توانند وابستگی به انتشار گازهای گلخانه ای و نفتی و به دنبال آن آلودگی را کاهش دهند.[۱][۲][۳][۴] موتورهای الکتریکی به‌طور قابل توجهی کارآمدتر از موتورهای احتراق داخلی هستند و، حتی با وجود راندمان و قدرت بالا،[۵] انرژی کمتری برای کار کردن نیاز دارند. تولید باتری برای اتومبیل‌های برقی به منابع و انرژی بیشتری نیاز دارد، پس می‌توانند تأثیرات زیست‌محیطی بزرگتری را در چرخه تولید خودروهای برقی بگذارند.[۶][۷] در پروسه نگهداری خودروهای برقی نیز تأثیرات زیست‌محیطی قابل لمس هستند. مثلا خودروهای الکتریکی معمولاً سنگین تر هستند و می‌توانند باعث مصرف بیشتر لاستیک، ترمز و ایجاد گرد و غبار بیشتری شوند، اما ترمز احیا کننده آنها می‌تواند آلودگی ایجاد شده از ترمز را کاهش دهد.[۸] خودروهای برقی از نظر مکانیکی ساده‌تر هستند که باعث کاهش استفاده روغن موتور می‌شود.

مزایا و معایب در مقایسه با خودروهای سوختی[ویرایش]

خودروهای برقی (دارای باتری) مزایای زیست‌محیطی زیادی نسبت به خودروهای سوختی(ICEV) دارند، از جمله:

پلاگین‌های هیبریدی اکثر این برتری‌های ذکر شده را فقط در حالت کاملاً برقی، دارند.

خودروهای برقی معایبی هم دارند از جمله:

  • استفاده عناصر خاکی کمیاب مانند نئودیمیم، لانتانیم، تربیوم و دیسپروزیوم و سایر فلزات مهم مانند لیتیوم و کبالت،[۱۱][۱۲] البته مقدار فلزات کمیاب مورد استفاده در هر خودرو متفاوت است. اگرچه فلزات نادر در پوسته زمین فراوان اند، اما امتیاز استفاده از آنها در انحصار اقلیت محدودی از افراد است.[۱۳]
  • افزایش احتمالی انتشار ذرات معلق از لاستیک.
  • این امر گاهی اوقات به دلیل این است که اکثر اتومبیل‌های برقی باتری سنگینی دارند و این بدان معناست که لاستیک‌های خودرو بیشتر دچار سایش می‌شوند. اگر ترمز احیا کننده وجود داشته باشد لنت ترمز کمتر از اتومبیل‌های غیر الکتریکی مصرف می‌شوند، بنابراین ممکن است گاهی اوقات نسبت به ترمزهای موجود در اتومبیل‌های غیر الکتریکی، آلودگی کمتری ایجاد کند.[۱۴][۱۵] همچنین، برخی از اتومبیل‌های الکتریکی ممکن است ترکیبی از ترمز کاسه ای و ترمز دیسکی داشته باشند، و ترمزهای کاسه ای باعث انتشار ذرات کمتر از ترمزهای دیسکی می‌شود.
  • آلودگی ساطع شده در فرایند تولید، به ویژه مقادیر زیاد حاصل از تولید باتری
  • آلودگی غیرفعال: در موارد خاص برق مصرف شده برای شارژ مجدد از نیروگاه‌هایی تولید می‌شود که آلاینده‌هایی را آزاد می‌کنند، بنابراین حتی اگر در حین حرکت آلاینده‌ها آزاد نشوند، برق مصرفی قبلاً آلوده شده‌است. در مورد نیروگاه‌های هسته ای هیچ آلاینده ای قابل مشاهده نیست بلکه فقط زباله‌های هسته ای هستند که نیاز به ذخیره‌سازی، مدیریت و غیره دارند.

ذرات معلق[ویرایش]

مانند همه خودروها، خودروهای الکتریکی ذرات معلق (PM) ناشی از سایش لاستیک جاده و ترمز را ایجاد می‌کنند، و باعث بروز بیماری‌های تنفسی می‌شود.[۱۶] فقط در انگلیس pm خودروها (از انواع وسایل نقلیه و نه فقط از خودروهای برقی) احتمالاً باعث ۷۰۰۰ تا ۸۰۰۰ مرگ زودرس در سال باشد.

با این حال، کمتر بودن هزینه‌های سوخت رسانی، بهره‌برداری و تعمیر و نگهداری خودروهای برقی می‌تواند باعث ایجاد اثر برگشت انرژی شود، در نتیجه ذرات بیشتری آزاد می‌شود. به عبارت دیگر، کم شدن هزینه‌های رانندگی کردن موجب تشویق بیشتر به رانندگی می‌شود و در نتیجه باعث ساییده شدن بیشتر لاستیک‌ها می‌شود. (هزینه‌های دیگری از جمله ازدحام رانندگان و انگیزه ناشی از آن، باعث آسفالت کردن بیشتر زمین به منظور گسترش راه‌ها و جاده‌ها می‌شود)

تولید برق برای خودروهای برقی[ویرایش]

یک ایستگاه شارژ انرژی خورشیدی در آمریکای شمالی

خودروهای برقی در طول عمر خود نسبت به خودروهای سوخت فسیلی، گازهای گلخانه ای کمتری منتشر می‌کنند، جز در مکان‌هایی که درصد بسیار بالایی از برق تولیدی، با زغال‌سنگ تولید می‌شود مانند صربستان.[۱۷][۱۸][۱۹] میزان این تفاوت به مسافت رانده شده توسط خودرو و همچنین منبع برق بستگی دارد، زیرا این تفاوت عمدتاً هنگام رانندگی است تا در زمان تولید یا بازیافت. به عنوان مثال، وسایل نقلیه برقی و هیدروژنی Co2 کمتری در هنگام رانندگی تولید می‌کنند، اما فقط در صورتی که انرژی آنها از طریق انرژی تجدید پذیر[۲۰] یا منابع کم کربن مانند انرژی هسته ای تأمین شود. زمان‌بندی فرایند شارژ وسایل نقلیه برقی با نظر به توان تولید شده توسط منابع انرژی تجدید پذیر، می‌تواند درصد انرژی تجدید پذیر در شبکه برق را افزایش دهد.[۲۱]

وقتی انرژی با استفاده از سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود، وسایل نقلیه برقی عموماً در برابر وسایل نقلیه بنزینی، به دلیل فرایند تولید بسیار پرکربن، در استخراج، پمپاژ، پالایش، حمل و نقل و بازده به دست آمده با بنزین، کاهش آلودگی قابل توجهی نشان می‌دهند؛ یعنی حتی اگر بخشی از انرژی مورد استفاده برای راه‌اندازی یک خودروی برقی از طریق سوخت‌های فسیلی تأمین شود، خودروهای برقی همچنان باعث کاهش آلودگی کربن دی‌اکسید می‌شوند، که از آنجایی که برق اکثر کشورها حداقل تا حدی با سوزاندن سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود، مهم است.[۲۲] پژوهشگران در آلمان ادعا کرده‌اند که گرچه برتری فنی پیشرانه برقی در مقایسه با فناوری متداول وجود دارد، اما در بسیاری از کشورها بیشترین تأثیر الکتریکی شدن انتشار ناوگان وسایل نقلیه بیشتر به دلیل قوانین مجبور کننده است تا فناوری پیشرفته‌تر آن‌ها.[۲۳][نیازمند شفاف‌سازی] می‌توان انتظار داشت که با استفاده از تولید برق توسط باد و خورشید، آلودگی شبکه‌های الکتریکی با گذشت زمان بهبود یابد.

بسیاری از کشورها، اما نه بیشتر آن‌ها، در حال معرفی هدف برای میزان انتشار کربن دی‌اکسید متوسط در خودروهای فروخته شده توسط تولیدکننده‌ها هستند. (به همراه مجازات‌های مالی برای تولیدکنندگانی که نتوانند این اهداف را برآورده کنند). این مسئله برای تولیدکنندگان، تولیدکنندگان بزرگ خودروهای سنگین و کارامد انگیزه فراوانی برای معرفی خودرو برقی و اتومبیل‌های توربوشارژ ایجاد می‌کند.

آلودگی هوا و انتشار کربن در کشورهای مختلف[ویرایش]

خودروهای برقی مزایای متعددی نسبت به خودروهای موتور احتراق داخلی معمولی دارند از جمله، کاهش محلی آلودگی هوا، به ویژه در شهرستانها، و جلوگیری از آلودگی‌های اگزوز مانند ذرات (دوده)، ترکیبات آلی فرار، هیدروکربن، مونوکسید کربن، ازن، سرب، و اکسیدهای مختلف نیتروژن.[۲۴][۲۵] منفعت داشتن هوای پاک ممکن است فقط محلی نباشد زیرا بسته به منبع برق مورد استفاده برای شارژ مجدد باتری‌ها، ممکن است انتشار آلاینده‌های هوا به محل تولید برق منتقل شود. از این به عنوان لوله دم طولانی وسایل نقلیه برقی یاد می‌شود. میزان دی‌اکسید کربن ساطع شده به شدت انتشار آلودگی منابع انرژی مورد استفاده برای شارژ خودرو، کارایی وسیله نقلیه مذکور و انرژی هدر رفته در فرایند شارژ بستگی دارد. برای برق اصلی شدت انتشار آلودگی به‌طور قابل توجهی در هر کشور و در یک کشور خاص متفاوت است، و بر اساس تقاضا، در دسترس بودن منابع تجدید پذیر و بازده تولید مبتنی بر سوخت فسیلی مورد استفاده در یک زمان خاص است.[۲۶][۲۷][۲۸]

شارژ یک وسیله نقلیه با استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر (به عنوان مثال، نیروی باد یا پانل‌های خورشیدی) آلودگی کربنی بسیار کمی تولید می‌کند که سیستم تولید را تولید و نصب می‌کند. حتی در یک شبکه با سوخت فسیلی، کاملاً امکان‌پذیر است که یک خانوار با پنل‌های خورشیدی انرژی کافی برای استفاده از ماشین الکتریکی خود تولید کند، بنابراین (به‌طور متوسط) انتشار آلودگی را کم می‌کند.[۲۹] حتی هنگام استفاده از برق به‌طور انحصاری، معرفی تجهیزات الکتریکی دارای مزایای عمده زیست‌محیطی در بیشتر کشورها (اتحادیه اروپا) است، به استثنای کشورهایی که به نیروگاه‌های قدیمی زغال‌سنگ متکی هستند.[۲۷] بنابراین به عنوان مثال بخشی از برق که با انرژی تجدید پذیر تولید می‌شود (۲۰۱۴) در نروژ ۹۹ درصد و در آلمان ۳۰ درصد است.

انگلستان[ویرایش]

فروش اتومبیل‌های کاملاً سوخت فسیلی در سال ۲۰۳۰ و خودروهای هیبریدی در سال ۲۰۳۵ پایان می‌یابد، اگرچه بسته به قوانین محلی مجاز به باقی ماندن در برخی از جاده‌های عمومی نیز می‌باشد.[۳۰] یک تخمین در سال ۲۰۲۰ گفته‌است که اگر همه اتومبیل‌های سوخت فسیلی جایگزین شوند ، انتشار گازهای گلخانه ای انگلیس ۱۲ درصد کاهش می‌یابد.[۳۱] اما از آنجا که مصرف‌کنندگان بریتانیایی می‌توانند تأمین کنندگان انرژی خود را انتخاب کنند، میزان کاهش آلودگی به میزان انتخاب تأمین کننده‌های مناسب (کسانی که با آلودگی کم‌تر برق تولید می‌کنند) در تأمین انرژی در شبکه بستگی دارد.

دو سوم آلودگی ذرات حمل و نقل جاده ای (نه فقط اتومبیل‌ها) از گرد و غبار لاستیک، ترمز و جاده ناشی می‌شود، دولت انگلیس در ژوئیه ۲۰۱۹ اعلام کرد و پیش‌بینی می‌شود که آلودگی ریزگردها حتی با اتومبیل‌های برقی نیز افزایش یابد.[۸]

ایالات متحده[ویرایش]

تولید برق خالص توسط منبع انرژی.[۳۲] در نمودار ایالات متحده، زغال‌سنگ دیگر منبع اصلی برق نیست. در بالای سقف خورشیدی حساب نمی‌شود.

طبق مطالعه اتحادیه دانشمندان نگران در سال ۲۰۱۸:[۳۳]

«بر اساس اطلاعات مربوط به میزان انتشارات نیروگاه‌ها در فوریه ۲۰۱۸، رانندگی با برق برای بیشتر رانندگان در ایالات متحده تمیزتر از بنزین است. اکنون ۷۵ درصد مردم در مکان‌هایی زندگی می‌کنند که رانندگی با برق از ماشین ۵۰ بنزینی MPG تمیزتر است. و بر اساس جایی که مردم قبلاً خودروهای الکتریکی خریداری کرده‌اند، اکنون وسایل نقلیه الکتریکی دارای انتشار گازهای گلخانه ای برابر با یک اتومبیل 80 MPG هستند که بسیار کمتر از هر خودروی صرفا بنزینی موجود است.»

آلمان[ویرایش]

برخی از ماه‌های سال ۲۰۱۹ بیش از ۵۰٪ از کل تولید انرژی از منابع تجدید پذیر را تجربه کرده‌است و انتظار می‌رود که بیشتر هم بشود زیرا تولید زغال سنگی که فقط برای تولید مستقیم انرژی استفاده می‌شود به تدریج از بین می‌رود.[۳۴]

منابع[ویرایش]

  1. ↑ "Electric Vehicle Costs and Benefits in the United States" (PDF). Carnegie Mellon University. Retrieved 3 September 2020.
  2. ↑ Holland; Mansur; Muller; Yates (2016). "Are there environmental benefits from driving electric vehicles? The importance of local factors". American Economic Review. 106 (12): 3700–3729. doi:10.1257/aer.20150897.
  3. ↑ Yuksel; Tamayao; Hendrickson; Azevedo; Michalek (2016). "Effect of regional grid mix, driving patterns and climate on the comparative carbon footprint of electric and gasoline vehicles". Environmental Research Letters. 11 (4). doi:10.1088/1748-9326/11/4/044007.
  4. ↑ Weis; Jaramillo; Michalek (2016). "Consequential life cycle air emissions externalities for plug-in electric vehicles in the PJM interconnection". Environmental Research Letters. 11 (2): 024009. Bibcode:2016ERL....11b4009W. doi:10.1088/1748-9326/11/2/024009.
  5. ↑ "All-Electric Vehicles". www.fueleconomy.gov (به انگلیسی). Retrieved 2019-11-08.
  6. ↑ Michalek; Chester; Jaramillo; Samaras; Shiau; Lave (2011). "Valuation of plug-in vehicle life cycle air emissions and oil displacement benefits". Proceedings of the National Academy of Sciences. 108 (40): 16554-16558. Bibcode:2011PNAS..10816554M. doi:10.1073/pnas.1104473108. PMID 21949359.
  7. ↑ Tessum; Hill; Marshall (2014). "Life cycle air quality impacts of conventional and alternative light-duty transportation in the United States". Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (52): 18490–18495. Bibcode:2014PNAS..11118490T. doi:10.1073/pnas.1406853111. PMC 4284558. PMID 25512510.
  8. ↑ ۸٫۰ ۸٫۱ Ben Webster (29 July 2019). "Electric cars are a threat to clean air, claims Chris Boardman". The Times. Retrieved 3 August 2019. The government’s air quality expert group said this month that particles from tyres, brakes and road surfaces made up about two thirds of all particulate matter from road transport and would continue to increase even as more cars were run on electric power.
  9. ↑ Association, New Scientist and Press. "Diesel fumes lead to thousands more deaths than thought". New Scientist (به انگلیسی). Retrieved 2020-10-12.
  10. ↑ "Global EV Outlook 2020 – Analysis". IEA (به انگلیسی). Retrieved 2020-12-24.
  11. ↑ "EUROPA - Electric vehicles and critical metals - Jamie Speirs, Imperial College Centre for Energy Policy and Technology | SETIS - European Commission". setis.ec.europa.eu. Archived from the original on 4 September 2019. Retrieved September 1, 2019.
  12. ↑ "Rare Earth Metals and Hybrid Cars". December 9, 2010. Retrieved September 1, 2019.
  13. ↑ Sheibani, Askar (March 26, 2014). "Rare earth metals: tech manufacturers must think again, and so must users". The Guardian. Retrieved September 1, 2019.
  14. ↑ Damian Carrington (August 4, 2017). "Electric cars are not the answer to air pollution, says top UK adviser". The Guardian. Retrieved September 1, 2019.
  15. ↑ Loeb, Josh (March 10, 2017). "Particle pollution from electric cars could be worse than from diesel ones". eandt.theiet.org. Retrieved September 1, 2019.
  16. ↑ "This is why electric cars won't stop air pollution". www.imeche.org. Retrieved 2020-10-12.
  17. ↑ "Electric car emissions myth 'busted'". BBC News (به انگلیسی). 2020-03-23. Retrieved 2020-10-12.
  18. ↑ "Life-cycle emissions of electric cars are fraction of fossil-fuelled vehicles".
  19. ↑ "Western Balkans wasted EUR 655 million on coal subsidies since 2015". Balkan Green Energy News (به انگلیسی). 2020-12-04. Retrieved 2020-12-24.
  20. ↑ Doucette, Reed; McCulloch, Malcolm (2011). "Modeling the CO2 emissions from battery electric vehicles given the power generation mixes of different countries". Energy Policy. 39 (2): 803–811. doi:10.1016/j.enpol.2010.10.054.
  21. ↑ Article "EV CO2 emission" from homechargingstations.com
  22. ↑ "Well-to-Wheels Greenhouse Gas Emissions and Petroleum Use for Mid-Size Light-Duty Vehicles" (PDF). Department Of Energy United States of America. 2010-10-25. Archived from the original (PDF) on 2013-04-23. Retrieved 2013-08-02.
  23. ↑ Massiani, Jerome; Weinmann, Jens (2012). "Estimating electric car's emissions in Germany: an analysis through a pivotal marginal method and comparison with other methods". Economics and Policy of Energy and the Environment. 2: 131–155.
  24. ↑ "Should Pollution Factor Into Electric Car Rollout Plans?". Earth2tech.com. 2010-03-17. Archived from the original on 24 March 2010. Retrieved 2010-04-18.
  25. ↑ Chip Gribben. "Debunking the Myth of EVs and Smokestacks". Electro Automotive. Archived from the original on 2009-03-01. Retrieved 2010-04-18.
  26. ↑ "CO2 Intensity". Eirgrid. Archived from the original on 2011-05-04. Retrieved 2010-12-12.
  27. ↑ ۲۷٫۰ ۲۷٫۱ Buekers, J; Van Holderbeke, M; Bierkens, J; Int Panis, L (2014). "Health and environmental benefits related to electric vehicle introduction in EU countries". Transportation Research Part D: Transport and Environment. 33: 26–38. doi:10.1016/j.trd.2014.09.002.
  28. ↑ Clark, Duncan (2009-07-17). "Real-time "CO2 intensity" site makes the case for midnight dishwashing". London: Guardian. Retrieved 2010-12-12.
  29. ↑ "Combining Solar Panels with an Electric Car". October 2014.
  30. ↑ Ambrose, Jillian (2020-09-21). "UK plans to bring forward ban on fossil fuel vehicles to 2030". The Guardian (به انگلیسی). ISSN 0261-3077. Retrieved 2020-10-13.
  31. ↑ "If all cars were electric, UK carbon emissions would drop by 12%". Air Quality News. 2020-06-02. Retrieved 2020-10-13.[پیوند مرده]
  32. ↑ "Electric Power Monthly". Electricity. EIA. Retrieved 6 March 2017.
  33. ↑ "New Data Show Electric Vehicles Continue to Get Cleaner". Union of Concerned Scientists (به انگلیسی). 2018-03-08. Retrieved 2020-01-24.
  34. ↑ "Electricity generation | Energy Charts".
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=ابعاد_زیست‌محیطی_خودروهای_برقی&oldid=37732259»