ВРЕД ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

АННОТАЦИЯ

Электромобили были признаны ключевой технологией в сокращении будущих выбросов и энергопотребления в секторе мобильности. В данной статье рассматривается обзор и оценка энергоэффективности и воздействия электромобилей с аккумуляторными батареями на окружающую среду, которые являются единственной технической альтернативой на рынке, доступной сегодня для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Электроэнергия на борту автомобиля может быть обеспечена либо батареей, либо топливным элементом. Описывается техническая структура, поясняется, что она относительно проста по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания.

Ключевые слова: электромобили, вред для экологии, первые электромобили, электромобили в наше время.

ВВЕДЕНИЕ

Надвигающийся энергетический кризис - одна из основных причин развития возобновляемых и альтернативных топливных технологий, но с начала 60-х годов именно экологическое сообщество настаивает на этом изменении.

Окружающая среда страдает от промышленно развитых стран, поскольку количество выбросов парниковых газов с каждым годом достигают новых высот. Системы фильтрации и прочего воздуха пути детоксикации изучаются, но значительное сокращение производства парниковых газов вносят наиболее существенный вклад в изменение климата.

Полностью электрические автомобили утверждают, что у них нет выбросов из выхлопной трубы, но это не учитывает выбросы, произведенные в результате производства энергии, используемой заряжать эти автомобили. Цель данной работы заключается в оценивание влияния электромобилей на окружающую среду и экономическая политика, поощряющая более широкое использование этой технологии.

1.История создания первых электромобилей

Многие удивятся, когда узнают, что история электромобиля берёт своё начало еще с 1830-х годов. Мало кто знает, что первый электромобиль появился почти на полвека раньше, чем первый обычный автомобиль. Мало того, поначалу, на заре автомобилестроения электромобили были даже более распространены, чем бензиновые транспортные средства. Впрочем, это не так уж и удивительно, поскольку устройство электродвигателя намного проще, чем любого вида двигателей.

Электромобиль появился раньше, чем автомобиль на двигателе внутреннего сгорания, и чем сам двигатель внутреннего сгорания. Ещё в 1828 году венгерский изобретатель Аньош Йедлик смастерил передвигающуюся на электрической энергии тележку, больше напоминающую скейтборд, нежели автомобиль. Впрочем, изобретение Йедлика послужило мощным толчком в развитии данного направления инженерии. Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в 1841 году.

На Международной электрической выставке 1881 года в ноябре в Париже электромобиль был представлен публике Густавом Труве.

В 1885 году владелец петербургской мастерской «Сила и свет» инженер-электрик Г. А. Щавинский сконструировал электромобиль.

В 1899 году в Санкт-Петербурге русский дворянин и инженер-изобретатель Ипполит Романов создал первый русский электрический омнибус на 17 пассажиров. Его общая компоновка была заимствована у английских кэбов, где извозчик располагался на высоких козлах позади пассажиров. Экипаж был двухместным и четырёхколёсным, передние колёса по диаметру были больше задних. На первом электромобиле использовался свинцовый аккумулятор системы Бари, имевший 36 банок (вольтовых столбов). Он требовал подзарядки каждые 60 вёрст (64 км) Суммарная мощность автомобиля составляла 4 лошадиные силы. Разработка экипажа была заимствована у моделей американской фирмы «Моррис-Салом», которая выпускала автомобили с 1898 года. Электромобиль изменял скорость движения в девяти градациях от 1,6 до 37,4 км/ч. Романов также разработал схему городских маршрутов для этих прародителей современных троллейбусов и получил разрешение на работу. Однако найти нужные инвестиции не смог, поэтому дело не получило развитие. До этого Ипполитовым был создан электромобиль, получивший прозвище «кукушка».

Специальный рекордный электромобиль с пулевидным кузовом La JamaisContente 29 апреля либо 1 мая 1899 года, управляемый гонщиком Камилем Женацци, первым преодолел 100-километровый (62 мили/ч) барьер скорости на суше. Официальный рекорд скорости составил 105,882 км/ч. Позже известный американский конструктор электромобилей Уолтер Бейкер достиг скорости в 130 км/ч. Рекорд по дальности пробега на одной зарядке поставил электромобиль фирмы «Борланд Электрик», проехавший 103,8 мили (167 км) от Чикаго до Милуоки. На следующий день (после перезарядки) электромобиль вернулся в Чикаго своим ходом. Средняя скорость составила 55 км/ч.

2.Электромобили в наши дни

В последние годы в связи с непрерывным ростом цен на нефть электромобили вновь стали набирать популярность. Батареи стали более ёмкими, электрические двигатели повысили эффективность, а требования экологии особенно в крупных городах выходят на первый план.

2.1 Развитие электромобилей по всему миру

В 1996 году появился первенец второй волны электромобилей – EV1 от «Дженерал моторс» (мог проехать без подзарядки до 225 км, разгоняясь до 130 км/ч).

После этой первой ласточки производство новых электромобилей уже не прекращалось. Сейчас подобные машины ездят почти повсюду, и стороннему человеку трудно бывает отличить их от обычных, поскольку внешне они выглядят точно так же. Помимо GM к производству авто на электрической тяге приступили и другие гиганты автомобилестроения: Ford, Honda, Toyota.

В мире в последние годы наступил бум альтернативной энергетики. В области автомобилестроения естественным продолжением этого бума стал рост спроса на электромобили. Так, если в 2011 году по всему миру их было продано около 50 тысяч штук, то в 2014 году это число возросло до 300 тысяч. Только в США за тот год было продано свыше 100 тысяч машин на электрической тяге.

Японский Ниссан решил развивать электротакси. Он выпустил на европейские дороги более полутысячи такси с электрическим приводом. Клиенты отзываются о них вполне благожелательно.

В коммерческом плане на рынке выделяется детище Илона Маска – компания Tesla.

ВСША эксплуатируется большое количество самодельных электромобилей. Наборы комплектующих для конвертации автомобиля в электромобиль продаются в магазинах.

Мировой лидер по производству электрического транспорта — Китай (25 % мирового рынка).

Небольшие электромобили упрощённой конструкции (электрокары, электропогрузчики и т. д.) широко применяются для перевозки грузов на вокзалах, в цехах и больших магазинах, а также как аттракцион. В данном случае все недостатки в виде малого запаса хода и скорости, высокой собственной стоимости батарей и массы, перекрываются преимуществами: отсутствием вредных выхлопов и шума, что принципиально важно для работы в закрытых людных помещениях.

Также созданы и активно эксплуатируются прогулочные электроавтобусы открытого типа на 14-15 мест для мест массового отдыха и посещения природных заповедников.

Основной фактор, сдерживающий массовое производство электромобилей, — малый спрос, обусловленный высокой стоимостью и малым пробегом от одной зарядки.

2.2 Прогнозы

В целом во всём мире можно наблюдать рост продаж электромобилей. Прогноз развития рынка электромобилей в мире таков, что к 2025 году их будет продано 37 миллионов.По мере увеличения объёма производства будет снижаться стоимость таких машин, они будут становиться всё более привлекательными для массового покупателя, который всё чаще предпочитает их обычным автомобилям с двигателями внутреннего сгорания.

Пока ещё трудно сказать, сколько потребуется времени, чтобы электромобили стали основным транспортным средством, бегающим по нашим дорогам. Проблема развития электромобилей ведь не только в создании более надёжных и ёмких источников питания, есть и ещё ряд причин, связанных с эксплуатацией растущего электропарка. К тому же, традиционные автомобили также совершенствуются, создаются новые модели, работающие на биологическом топливе.

3. Вред электромобилей для экологии

Как заверяют современные производители электромобилей, главным преимуществом таких машин является высокая экологичность, поскольку отсутствуют выхлопы, не используются нефтепродукты, антифризы, масла как моторные, так и трансмиссионные. Несомненно, с таким доводом можно было бы согласиться, поскольку, на первый взгляд, очевидным плюсом автомобилей на электрической тяге является отсутствие выбросов в городской воздух во время текущей эксплуатации. В то же время, по мнению ученых, степень экологической безопасности автомобиля стоит определять не только лишь по последствиям его работы, но и по ряду других факторов. Учитывать следует весь жизненный цикл электромобилей — от этапа производства до утилизации, в том числе процессы пополнения энергией и обслуживания машин

Рассмотрим главный козырь автоконцернов, занимающихся выпуском электромобилей — заявление об отсутствии выхлопов. Выбросы парниковых газов и ядовитых соединений в воздух при переходе на электротранспорт на самом деле нисколько не уменьшаются, хотя на самом деле загрязняют воздух уже не машины, а тепловые электростанции, которые производят энергию для зарядки автомобильных аккумуляторов для них. Хотя КПД электростанций выше, чем аналогичный показатель двигателей внутреннего сгорания, всё же КПД силовой установки электромобилей также далёк от 100% с учётом невысокой эффективности аккумуляторов, потерь на преобразовании энергии для зарядки батарей и обеспечения работы машин. То есть выбросы имеют место, просто меняется их источник — вместо выхлопных труб автомобилей дополнительный объём загрязнений воздуха исходит из труб электростанций.

В настоящее время основными источниками электроэнергии во всём мире являются именно тепловые станции, 40% от объёмов выработки приходится на генерирующие объекты, работающие на угле и торфе, ещё 22% — на газе и 5% — на фракциях нефти. В расчёте на единицу получаемой энергии степень экологической опасности ТЭС гораздо большая, чем от работы бензиновых и дизельных двигателей, поскольку к минимизации загрязнённости выхлопов современных машин во всём мире выдвигаются жёсткие требования. Что же попадает в воздух над тепловыми станциями? — Помимо углекислого газа, это зола, ангидриды, оксид азота, соли натрия, соединения ванадия, мышьяк и диоксины. Кроме того, угольные станции в совокупности потребляют колоссальное количество воды, сопоставимое с объёмом, который за аналогичный временной промежуток удовлетворил бы потребности пяти миллиардов человек. В международном энергетическом агентстве полагают, что в силу увеличения мощностей ТЭС показатель водопользования станций вырастет вдвое уже к 2035 году.

Выяснилось, что при сжигании угля, необходимого для выработки энергии, достаточной для движения электромобиля на расстояние длиной в километр в атмосферу выбрасывается больше загрязняющих веществ, чем от работы двигателя внутреннего сгорания при сжигании эквивалентного количества бензина в обычной машине. Подчёркивается, что объём выбросов, связанный с энергообеспечением легкового электромобиля, сопоставим с количеством выхлопов автобуса с дизельным двигателем.

Гораздо большая экологическая опасность электромобилей кроется вовсе не в выбросах энергогенерации, а в последствиях процессов производства и использования мощных аккумуляторов. Так, представители упомянутого Норвежского университета наук и технологий занялись изучением производственных процессов, связанных с выпуском электромобилей и высчитали, что предприятия данной отрасли выбрасывают в окружающую среду гораздо большее количество токсических отходов, чем обычные автомобильные заводы. Выяснилось, что при производстве машин на электротяге в атмосферу также выходит в два раза больше парниковых газов, что, как оказалось, связано с повышенным энергопотреблением ввиду технологических причин. По расчётам исследователей, только на производство одного электромобиля расходуется энергия, эквивалентная сжиганию 10 тыс. литров бензина, а такой объём достаточен для поездок обычной машины среднего класса на весь период её эксплуатации. Основная доля энергозатрат и токсических выбросов приходится на выпуск аккумуляторов. Даже на этапе производства электромобилей риски экологических последствий в районах размещения заводов, таких, как кислотные дожди и сокращение биоресурсов, гораздо выше, чем для обычных автостроительных предприятий, отмечают учёные.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В силу дороговизны и несовершенства технических характеристик электромобилей единственным их преимуществом перед обычными машинами является отсутствие загрязняющих выхлопов.

Очевидно, что если явных экологических преимуществ электромоторов перед двигателями внутреннего сгорания не окажется, а уж тем более в случае, если достоверно выяснится, что электромобили наносят больший вред природе, то они наверняка сдадут завоёванные позиции и полностью утратят шанс вытеснить бензиновые автомашины в будущем.

Список литературы:

1. Электромобили и их влияние на окружающую среду: сайт. ¾ 2021. ¾URL: https://cyberleninka.ru/article/n/elektromobili-i-ih-vliyanie-na-okruzhayuschuyu-sredu/viewer (Дата обращения: 24.04.2023).¾Текст: электронный.
2. Экологичность автомобилей миф: сайт. ¾ 2020. ¾URL: https://www.drive2.ru/b/548104348496822418/ (Дата обращения: 24.04.2023).¾ Текст: электронный.
3. Электромобили в нашей жизни: сайт. ¾ 2017. ¾URL: https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-elektromobil-v-nashey-zhizni-3142891.html (Дата обращения: 24.04.2023).¾ Текст: электронный.
4. История автомобилей: истоки зараждения:сайт. ¾2019. ¾URL: http://dr-znai.com/istoriya-elektromobilej.html (Датаобращения: 24.04.2023).¾Текст: электронный.
5. Минусы электромобилей: сайт. ¾ 2018. ¾URL: https://ecologynow.ru/knowledge/tekhnologii-i-ekologiya-goroda/minusy-elektromobilya (Дата обращения: 24.04.2023).¾ Текст: электронный.