Вырабатывается ли при производстве батареи Tesla столько же CO2, сколько при пробеге в 200 000 км?

Вкратце: Заявленный диапазон на 50 % выше, чем худшие предположения для производства аккумуляторов, и на 500 % выше, чем лучшие предположения. Но это не сравнение яблок с яблоками.

Выбросы углерода от производства аккумуляторов

Диапазон значений, оцененных для выбросов от производства аккумуляторов, широко варьируется в литературе:

1. В ответе на Sustainability.SE я процитировал исследование 2011 года ( «Экологическая оценка жизненного цикла литий-ионных и никель-металлгидридных аккумуляторов для подключаемых гибридных и аккумуляторных электромобилей»), в котором дана самая высокая оценка, которую я смог найти. Полный текст этой статьи больше недоступен, но я включил значения, приведенные ранее.

2. «Оценка жизненного цикла литий-ионных аккумуляторов для подключаемых гибридных электромобилей — критические вопросы» предоставляет аналогичные значения на основе этого рисунка:

3. «Оценка жизненного цикла выбросов парниковых газов от подключаемых гибридных автомобилей: последствия для политики» дает гораздо меньшее значение (в дополнительных материалах).

4. Комментаторы отметили, что отчет, на который ссылается Гринпис, был обновлен , и в нем указан еще более низкий диапазон значений.

Вот значения из всех источников для сравнения, показывающие широкий диапазон:

[1] Li-ion (LFP-type):  0.250 kg CO2eq / Wh
[1] Li-ion (NCM-type):  0.200 kg CO2eq / Wh
[3] Li-ion:             0.120 kg CO2eq / Wh
[4] Li-ion (high end):  0.106 kg CO2eq / Wh
[4] Li-ion (low end):   0.061 kg CO2eq / Wh

Результат для Tesla Model S

Используя эти значения, производство батареи мощностью 100 кВтч для Tesla Model S приводит к выбросам от 6 100 до 25 000 кг эквивалента CO ₂ .

Сравнение с автомобилем с ДВС

При сгорании литра бензина выделяется 2,3 кг CO _{2 (} источник (PDF) ). Таким образом, производство батареи Теслы равносильно сжиганию от 2700 до 10900 литров бензина.

Для «обычного автомобиля» (упомянутого в вопросе) с расходом топлива 8 литров на 100 км это количество топлива соответствует запасу хода от 33 150 до 136 250 км .

Это значительно меньше 200 000 км пробега, указанных в заявлении. Утверждение выше на 47% для наихудшего случая выбросов при производстве аккумуляторов и на 503% выше в лучшем случае.

Что претензия (и этот анализ) игнорирует

Если мы верим Гринпис в пользу сомнений, они на самом деле не пытаются сравнивать электромобили с ICEV. Они указывают, что производство аккумуляторов является углеродоемким, и дают удобную ссылку, чтобы понять, насколько это интенсивно.

Но сравнение, как написано, ломается из-за всего того, что оно игнорирует (спасибо комментаторам за указание на все эти факторы):

• 8 л/100 км условно. Некоторые ICEV лучше/хуже.
• Производство бензина также приводит к выбросам CO ₂ еще до того, как он попадет в бак.
• Производство всех компонентов как ICEV, так и EV приводит к различному количеству выбросов углерода и может быть в некоторой степени переработано в конце срока службы.
• Электроэнергия , используемая в производстве аккумуляторов, может быть получена из возобновляемых источников энергии — в цитируемых исследованиях предполагается «средняя» смесь, включающая немного угля и природного газа .

В дополнение ко всем другим замечательным ответам есть один очень важный факт, который всегда игнорируется в этих сравнениях (перевод Google, слегка исправленный мной):

Общие выбросы бензина и дизельного топлива в этом примере приукрашены.

На добычу, переработку и транспортировку нефти на танкерах, трубопроводах и грузовиках на наши 6,4 литра дизельного топлива ушло 44 кВтч энергии. Другими словами, с этой энергией электромобиль проедет 250 километров, прежде чем дизельное топливо попадет в бак.

Сравнение было «на 100 км», так что электромобиль на самом деле имеет преимущество почти в 3 раза в экономичности, если только не предположить, что топливо волшебным образом появляется на заправке. С другой стороны, транспортировка электроэнергии почти полностью бесплатна и без потерь.

К сожалению, у меня есть только источник на немецком языке: https://www.wiwo.de/technologie/mobilitaet/hajeks-high-voltage-1-nachgerechnet-wann-elektroautos-sauberer-sind-als-verbrenner /25218614.html

Оригинальная цитата:

Dabei sind die Gesamtemissionen bei Benziner und Diesel hier noch geschönt.

Denn für Ölförderung, Raffinade und Transport auf Tankern, in Pipelines und Lkws wurden 44 kWh Energie for unsere 6,4 Liter Diesel verbraucht. В других случаях: С дизельным двигателем Energie wäre ein E-Auto берет 250-километровый пробег, например, Diesel-Kraftstoff ауч nur den Tank erreicht.

.

Во-вторых, сравнение предполагает производство аккумуляторов в Азии (как, например, в случае с Nissan Leaf) с их средней смесью электроэнергии, в которой много угля. Но автомобильные компании, особенно Tesla, все чаще используют возобновляемую энергию для производства аккумуляторов и автомобильных компонентов с целью использовать 100% возобновляемую энергию, вырабатываемую солнечными панелями, поверх каждого Gigafactory. Даже без этих местных возобновляемых источников, производство батареи в США или ЕС имеет более высокий процент возобновляемой энергии уже из сети.

См. https://www.carbonbrief.org/factcheck-how-electric-vehicles-help-to-tackle-climate-change.

Итак, в заключение: если вы сравните Tesla Model S с самым экономичным дизельным автомобилем, который вы можете найти, игнорируйте выбросы при производстве и транспортировке для обычного топлива, возьмите выбросы от производства аккумуляторов Nissan Leaf и предположите, что они одинаковы. для батареи Теслы, измените цифры еще немного, чтобы подтвердить свою предвзятость, тогда вы можете получить преимущество в 200 000 км.

IVL, источник CO ₂ от 150 до 200 кг , недавно опубликовал новое исследование , которое закончилось гораздо более низкой оценкой: 61-106 кг на кВтч емкости батареи, в зависимости от источников энергии и эффективности различных производственных предприятий. «[Это] намного больше соответствует другим исследованиям». ¹

Причины разницы:

• В новом исследовании не учитываются выбросы, связанные с переработкой батареи, которая в исследовании 2017 года составила 15 кг CO _{2 .} ¹ 1 Подразумевается, что это обеспечивает более справедливое сравнение яблок с яблоками.
• Химический состав новых батарей меняется. Поскольку большая часть выбросов, связанных с батареями, связана с добычей и переработкой необходимого сырья, это оказывает влияние на выбросы. «Существует тенденция к увеличению содержания никеля и уменьшению содержания кобальта в используемой катодной химии». ¹

• В новом исследовании использовались более свежие данные, которые измеряют выбросы на критических этапах производственного процесса. ¹ Производство аккумуляторов становится более эффективным по мере совершенствования процесса.

  • Основной расход энергии во время процесса происходит, когда катоды и аноды батарей изготавливаются путем смешивания материалов в растворителе (воде или другом) и растворитель испаряется, оставляя после себя порошок. ¹
    Более поздние измерения на действующих предприятиях дали гораздо более низкую цифру, чем исследование 2017 года, «которое оценило потребление энергии для сушки в 1,6–3 раза больше». ¹

  • В новой версии также признается, что электроэнергия, используемая в производственном процессе, поступает из более чистых источников и потенциально может полностью поступать из возобновляемых источников энергии. Это помогает снизить нижний предел расчетного диапазона. Из расчетных 61-106 кг выбросов CO ₂ на киловатт-час емкости аккумулятора 59 кг приходится на сырье, используемое в аккумуляторе. Затем производственный процесс составляет от 2 до 47 кг, в зависимости от сочетания используемых источников энергии. ¹

  • В исследовании 2017 года для сырья использовалось несколько большее число — 60–70 кг CO ₂ , — но расчетные производственные выбросы составляли 70–110 кг. ¹

В какой степени каждый этап производственного процесса способствует выбросам CO ₂ , связанным с производством аккумуляторов, согласно исследованию IVL 2019 года: ¹

Нет.

Калькулятор из финской панели по изменению климата доступен по адресу https://www.ilmastopaneeli.fi/autokalkulaattori/ .

К сожалению, калькулятор на финском языке, но инструмент имеет неплохие значения по умолчанию. Транспортное средство 1 представляет собой автомобиль с бензиновым двигателем (Bensiini), а второе транспортное средство представляет собой полностью электрический автомобиль (Sähkö) с емкостью аккумулятора 42,1 кВтч.

Выбросы в течение жизненного цикла при пробеге 14 000 км в год составляют от 2 до 3 лет. Скажем, 2,5 года (хотя, если честно, это скорее 2 года, чем 3 года). Таким образом, около 35000 км пробега и дополнительные выбросы при производстве аккумуляторов компенсируются.

Выбросы электроэнергии, 0,137 кг/кВтч, примерно соответствуют тому, что производят довольно чистое производство электроэнергии/импорт иностранной электроэнергии в Финляндию. Выбросы при сжигании бензина (2,348 кг/л) реальны, и я предполагаю, что косвенные выбросы при производстве бензина (0,655 кг/л) приблизительно верны.

Аккумуляторный электромобиль потребляет 17 кВтч/100 км, а бензиновый — 7,1 л/100 км. На мой взгляд вполне реальные цифры.

По нажатию кнопки "информация" выводится довольно подробное описание теоретической основы и расчетных формул, опять же к сожалению только на финском языке.

Если инструмент покажется вам интересным, отправьте отзыв авторам по адресу palaute@autokalkulaattori.fi и запросите англоязычную версию инструмента.