Загрязняют ли электромобили более мелкой пылью, чем сопоставимые бензиновые автомобили?

Согласно этой статье Flanders Today (местная бельгийская газета) ( неработающая ссылка, архив на archive.org ).

новая малолитражка на бензине в городе создает меньше мелкой пыли, чем электромобиль среднего размера.

Исследователь Бруно Ван Зебрук утверждает, что это происходит потому, что

Мелкая пыль создается не только двигателем автомобиля, но и износом шин и торможением. Эти так называемые не выхлопные выбросы выше у электромобилей, потому что большинство из них тяжелее, чем другие виды автомобилей. Эти не выхлопные выбросы представляют собой особую проблему в городе, где водители часто тормозят.

[...] Ван Зебрук отметил, что тест не исследовал мельчайшие частицы мелкой пыли, которые наиболее вредны для здоровья человека. Эти частицы в основном выбрасываются автомобилями, работающими на дизельном топливе.

Однако я не могу найти никаких исследований, подтверждающих это утверждение. Есть ли в этом правда?

Примечание: для ясности меня не интересуют возможные выбросы частиц пыли при производстве электроэнергии, а только выбросы, возникающие при использовании автомобиля, то есть при износе шин и торможении электромобилей.

Я бы поставил под сомнение это исследование, основанное на сравнении нового маленького (бензинового) автомобиля с автомобилем среднего размера (электрическим).
@PhilNDeBlanc: Ну, это трюк, не так ли? Поскольку большая часть ТЧ исходит от шин и тормозов, «утяжеление» автомобиля E в сравнении позволяет, в первую очередь, сделать заявление. Кроме того, кто в наши дни покупает маленькую бензиновую машину? Внедорожники - это мода...
@DevSolar Это исследование из Бельгии, где я сейчас живу, и здесь много маленьких бензиновых автомобилей. Гигантские внедорожники? Не так много.
За последние 50 лет большое внимание уделялось сокращению выбросов двигателя/выхлопных труб, но очень мало внимания уделялось сокращению выбросов шин. Кажется вероятным, что если бы аналогичные усилия были приложены к шинам, можно было бы добиться значительного снижения. Следовательно, хотя сейчас это может быть проблемой, нет оснований полагать, что это станет проблемой в 2035 или 2040 году, когда многие страны предложат запретить продажу автомобилей с ДВС. (Тем более, что шины меняются намного чаще, чем автомобили.)

Ответы (3)

Они, конечно, не создают больше выбросов твердых частиц , но они могут создавать не намного меньше, чем автомобиль с бензиновым двигателем, в зависимости от рассматриваемой модели автомобиля.

Во-первых, о чем думали раньше? Согласно пункту IV.a.55 этого доклада Постоянного комитета Совета Европы по науке и технологиям, электромобили не производят выбросов мелких частиц. Однако отчет датирован 1998 годом, так что с тех пор что-то могло измениться.

Новое исследование (возможно, лучше было бы «обзор» или «статья»? Это внутренняя публикация аналитического центра, а не рецензируемая) можно полностью прочитать здесь , но вам нужно посмотреть на голландскую версию для графиков.

Самый первый раздел уже отвечает на наш вопрос. Автор никогда не утверждает, что электромобили производят больше твердых частиц, чем обычные автомобили. Название раздела говорит само за себя: «Электромобили производят почти столько же твердых частиц (ТЧ), [как] современные бензиновые или дизельные автомобили».

Первый график в этом разделе подтверждает это. Все рассматриваемые электромобили имеют более низкие общие выбросы ТЧ, чем любые автомобили аналогичного размера, не являющиеся электромобилями, хотя по большей части лишь незначительно ниже. Однако небольшой бензиновый автомобиль производит немного меньше выбросов, чем электромобиль среднего размера.

На рисунках 3 и 4 показано, что причина, по которой сейчас такое небольшое преимущество, заключается в том, что ужесточение стандартов на выбросы за последние 25 лет привело к резкому сокращению содержания твердых частиц в автомобилях. Поэтому, когда был написан отчет Совета Европы, вероятно, было бы справедливо сказать, что электромобили вообще не имеют выбросов ТЧ (по сравнению с существующими автомобилями с бензиновым двигателем), но это, по-видимому, уже не соответствует действительности.

Последняя часть раздела, посвященная выбросам, кажется мне очень плохо сделанной и в лучшем случае является обоснованной спекуляцией. Автор пытается математически вычислить оценку увеличения выбросов ТЧ из-за лишнего веса электромобиля, но использует формулу без источников с очень хорошими круглыми числами, которые, как я полагаю, вероятно, были составлены на месте (33,33%). факторы для всего?). Даже этот небрежный анализ показывает, что электрическая версия обычного семейного автомобиля не хуже бензиновой версии по выбросам твердых частиц, а электромобили меньшего размера намного лучше.

В целом, я думаю , новость должна была звучать так: «Стандарты выбросов настолько хороши, что бензиновые автомобили теперь могут конкурировать с электромобилями!» что по-прежнему интересно, но не вводит читателя в заблуждение, что так было всегда, или что это аргумент против электромобилей сам по себе (помните, электромобили не изменились на уровне PM, которые Совет Европы считал нулевыми). , Дело в том, что автомобили с бензиновым двигателем упали на> 75% для бензина и даже больше для дизельного топлива с момента написания отчета).

(Правка: некоторые из исходных ссылок сгнили. Заголовок голландского отчета был belang niet uitlaat fijn stof emissies , что переводится как «Важность выбросов тонкой пыли» . Автор — Бруно Ван Зебрук. В настоящее время здесь есть версия . Я не могу найти отчет Совета Европы сейчас, потому что он был проиндексирован doi, который больше ни на что не указывает.).

Используют ли электромобили рекуперативное торможение вместо фрикционных тормозных колодок?
Это рассматривается в статье в конце раздела, посвященного выбросам. Они пришли к выводу, что использование рекуперативного торможения компенсирует некоторые выбросы пыли от тормозных колодок, но лишь очень небольшое количество (16%, насколько я помню...). Однако я также не уверен, что методология в этом разделе хороша.
@ChrisW и John - AIUI, 16% приходятся на 33%-ное распределение твердых частиц в тормозах и 50%-е сокращение этого количества из-за рекуперативного торможения. Каждое из них кажется цифрами, взятыми из воздуха, чтобы можно было произвести расчет. (таблица 2 и другие фрагменты страницы 6 отчета)
В этом отчете umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/… (Министерство окружающей среды Германии, 2007 г.) могут быть даны некоторые полезные оценки. Согласно их прогнозу, истирание (как шин, так и тормозов): выхлопные газы PM2,5 должны были составлять около 1:1 в 2010 году и 2:1 к настоящему времени, а для легковых автомобилей (в отличие от малых и больших грузовиков) к настоящему времени в 4 раза больше, чем больше абразивных PM2.5, чем выхлопные PM2.5. Другие сравнения: PM2,5 от выхлопных газов автомобилей немного больше, чем PM2,5 от барбекю, 30% PM2,5 от сигаретного дыма или 62% PM2,5 от фейерверков (с Новым годом!).
Связанный вопрос только что появился на Sustainability.SE , и я пришел сюда из-за некоторых связанных вопросов. Две ссылки в этом ответе теперь не работают. Вы помните название исследования, чтобы узнать, можно ли его найти или можно ли идентифицировать последующие исследования, в которых оно цитировалось?
@LShaver Я попытался обновить ссылки, но снова смог найти только одну из гнилых.
@ChrisW У меня электромобиль уже 2 недели. Я теперь редко пользуюсь тормозами, в основном в последний момент, когда останавливаюсь от ползания до полной остановки...
Я нашел оригинальный PDF; tmleuven.be/uploads/navigationtree/files/…

Вес батареи

Аккумуляторы тяжелые - батарея Tesla 85 кВтч весит 540 кг. - Аккумулятор VW Golf 55,7 кВтч весит 330 кг, вы смотрите примерно на 6 кг на кВтч.

В статье flanderstoday.eu выше говорится : «Эти так называемые не выхлопные выбросы выше в электромобилях, потому что большинство из них тяжелее, чем другие виды автомобилей» , поэтому я думаю, что большая часть этого утверждения основана на том, насколько тяжелее автомобиль. EV и насколько больше компонентов и дороги будет происходить из-за этого дополнительного веса, поэтому в первую очередь важно определить, насколько тяжелее электромобиль по сравнению с бензиновым автомобилем.

Насколько тяжелее электромобили?

Я сравнил автомобили с электрической и неэлектрической версиями одной и той же модели. Это сделано для того, чтобы мы могли сравнить разницу в весе автомобилей, которые одинаковы по размеру и комплектующим, за исключением того, что они электрические и неэлектрические. Мы не хотим сравнивать Tesla ModelX с бензиновым автомобилем Smart ForTwo!

Средние автомобили

Kia e-Niro 64 кВтч с пробегом 235 миль хорошо подходит для сравнения — он весит 1812 кг, а бензиновые версии весят где-то между 1490 и 1594 кг в зависимости от модели. Так вот электрическая версия была бы на 12-18% тяжелее.

Дополнительный вес — это просто дополнительный вес батареи; электрические компоненты весят меньше и проще (нет сцепления, двигатели внутреннего сгорания тяжелые и связаны с объемом двигателя).

Для небольших автомобилей

Купе ForTwo Smart EQ с запасом хода 79 миль с аккумулятором на 17,2 кВтч весит 1095 кг. Старшая бензиновая версия ForTwo весила 880 кг. Так что электрическая версия будет примерно на 20% тяжелее. Если бы можно было иметь батарею с радиусом действия 235 м, вам понадобилась бы еще одна батарея

((17.2kWh / 79m) x 235m) - 17.2kWh = 54kWhбатарея

который будет весить еще 203 кг. Это означало бы, что маленький автомобиль будет на 33% тяжелее при том же запасе хода, что и Kia.

Вес электромобилей также сильно зависит от запаса хода: чем больше запас хода, тем больше батарея и дополнительный размер. Это сложные сравнения, но кажется, что электромобили тяжелее электромобилей где-то на 10-30%. Также очевидно, что некоторые транспортные средства излишне тяжелы.

Другие преимущества электромобилей в отношении выбросов твердых частиц

Электромобили будут иметь гораздо меньший износ тормозных колодок, потому что у них будут рекуперативные тормоза. Износ тормозных колодок обычно может составлять 30% (приблизительно) выбросов твердых частиц от автомобилей (хотя барабанные тормоза также уменьшат количество твердых частиц тормозных колодок, и автомобиль не должен быть электрическим).

Электромобили имеют более плавное ускорение, поэтому шины могут не так сильно изнашиваться, но... из-за дополнительного крутящего момента в электродвигателе, возможно, разницы нет (пожалуйста, поправьте меня здесь!). Также у электромобилей не будет сцепления, которое может немного увеличить износ.

Заключение

Если количество вырабатываемых шин и дорожных твердых частиц пропорционально дополнительному весу, то я думаю, что в целом не будет большой разницы в выбросах твердых частиц, особенно если учесть экономию на рекуперативном разрушении. Однако необходимо учитывать вес батареи, и чем больше батарея, тем больше твердых частиц образуется в результате износа шин и дороги.

Другие улучшения

Существует несколько правил в отношении материалов и выбросов твердых частиц для тормозных колодок, шин, сцеплений, а также в отношении того, как строятся и обслуживаются дороги. Также есть несколько надежных исследований и много переменных (во влажной стране не было бы такого большого перераспределения твердых частиц, как в засушливой стране). Кроме того, как вы сравниваете? Вы сравните автомобиль с барабанными тормозами или без них.

Я думаю, что реальная проблема заключается в излишне тяжелых автомобилях, плохом управлении движением с большим количеством остановок в пути, плохих правилах в отношении составов шин и других компонентов и лучшего поведения при вождении, которое снижает ненужное ускорение и торможение. У электромобилей есть и другие очевидные преимущества, такие как отсутствие твердых частиц в выхлопных газах, отсутствие NO2 в выхлопных газах, намного меньше выбросов CO2 (50%, включая производство???, если используются в основном возобновляемые источники энергии), они также имеют более длительный срок службы.

На станциях замены аккумуляторов, подобных тем, что находятся в Китае, можно было бы получить более дальние расстояния от электромобилей, чтобы большие тяжелые батареи использовались реже или заменялись только в дальних поездках.

https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC89231/jrc89231-online%20final%20version%202.pdf

https://uk-air.defra.gov.uk/assets/documents/reports/cat09/1907101151_20190709_Non_Exhaust_Emissions_typeset_Final.pdf

Добро пожаловать в Скептики! Это ответ, основанный исключительно на теоретической модели. Мы ожидаем, что ответы будут основаны на эмпирических данных, а не на спекулятивных прогнозах.
@Oddthinking, если вы прочитаете весь пост об обмене стеками устойчивого развития, это будет иметь больше смысла, это цитата. Я решил скопировать и вставить, чтобы избежать недоразумений. Есть ссылки, расчеты и веса, взятые из надежных источников, которые приводят к заключению, которое я опубликовал изначально.
В разделе «Другие преимущества электромобилей в отношении выбросов твердых частиц» вы делаете несколько ключевых утверждений, но не подкрепляете их ссылками. Вы размышляете. На самом деле ваши вторые ссылки дают несколько иной ответ: «Чистый баланс между сокращением выбросов от износа тормозов и потенциальным увеличением выбросов от износа шин и дорог и повторной подвеской для транспортных средств с рекуперативным торможением остается неопределенным количественно и будет зависеть от типа дороги и режима вождения, поскольку оба влияют на баланс между различными источниками выбросов».
"надежных исследований немного" Пожалуйста, предоставьте некоторые доказательства этого. (Хитрость - обычно мы принимаем экспертов в этой области, объясняя это тем, что исследований мало. Апелляция к авторитету, но необходимая.)
«Я думаю, что настоящая проблема в том, что...» остальное — личное мнение, не подкрепленное ссылками.
хорошо, я постараюсь добавить немного больше о рекуперативном торможении. «несколько надежных исследований», я заменю это на цитату из одного из исследований. Да, фраза о «настоящей проблеме» немного расплывчата, это похоже на логический вывод, но я не очень хорошо это сформулировал. Я обновлю это в ближайшие пару дней, спасибо!

Источник электричества может быть более серьезной проблемой, чем шины и тормоза.

В The Economist недавно была статья "Чище чего? Почему электромобиль может быть намного грязнее бензинового" . Он пришел к выводу

В целом исследование показывает, что электромобили чище, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания, только если энергия, используемая для их зарядки, также является чистой. В этом нет ничего удивительного, но величина разницы есть. Таким образом, насколько «зелеными» будут электромобили, будет зависеть главным образом от того, где они ездят. Во Франции, которая получает более половины своей энергии от атомных станций, они выглядят хорошей ставкой. В Китае, который увлекается электромобилями, но производит около 80% электроэнергии из угля, этого не происходит.

Он указывал на недавнюю статью Кристофера В. Тессумы, Джейсона Д. Хилла и Джулиана Д. Маршалла «Влияние обычного и альтернативного легкового транспорта на качество воздуха в течение жизненного цикла в Соединенных Штатах» в PNAS vol. 111 нет. 52, 18490–18495, doi: 10.1073/pnas.1406853111 , которая включала следующую диаграмму.

введите описание изображения здесь

Рис. 2. Воздействие качества воздуха на здоровье в США для каждого сценария: относимое увеличение годовой смертности (верхняя шкала) и результирующее воздействие на здоровье в денежном выражении (нижняя шкала).

Все, что это показывает, это то, что использование энергии, вырабатываемой из угля, дает много твердых частиц. Сами автомобили производят не больше ПМ, чем бензиновые. Кроме того, в отчете Совета Европы в моем ответе отмечается, что причина, по которой выбросы ТЧ от электромобилей следует сбрасывать со счетов, заключается в том, что выбросы не нужно концентрировать в густонаселенных районах, в отличие от выбросов от автомобилей с бензиновым двигателем.
@John Doucette: Я не уверен, что люди в Китае обязательно согласятся с тем, что дисперсия работает.
Заявление ОП явно не касается выбросов, вызванных всем жизненным циклом, поэтому, хотя это и интересно, это не отвечает на вопрос.
@John Doucette: Когда я прочитал вопрос, он касается всего жизненного цикла.
Я думаю, вы хотите ответить @Geobits в своем втором комментарии? Я не уверен, что вы имеете в виду. Тот факт, что Китай не использует топливо с низким уровнем выбросов для производства электроэнергии и не размещает или не может размещать свои электростанции вдали от населенных пунктов, не означает, что вы не можете сделать это где-либо еще. В Германии или Франции, например, выбросы ТЧ для электромобилей будут намного ниже, потому что гораздо большая доля их электроэнергии поступает из более чистых источников. Если выбросы зависят от того, где вы находитесь, то, очевидно, проблема не в машине, а в топливе.
@ Генри Здесь есть более конкретный вопрос о влиянии на жизненный цикл . Ничто в OP не спрашивает ни о чем, кроме выбросов в месте использования (двигатель, шины, тормоза и т. д.).
@ Генри Мой вопрос был явно о выбросах частиц пыли в результате фактического использования, а не с точки зрения LCA. Извините за путаницу.
@THelper: Я говорил о фактическом использовании: когда вы используете электромобиль, вы используете электричество, что приводит к ТЧ от производства электроэнергии.
@ Генри Это правда, я имел в виду выбросы частиц от «прямого использования». Если вы посмотрите на статью, на которую я ссылаюсь, в ней в основном обсуждаются выбросы частиц от износа шин и торможения электромобилей.
Загрязняют ли электромобили более мелкой пылью, чем сопоставимые бензиновые автомобили?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v