Чи насправді електромобілі такі екологічні, як здаються?

Чи справді електромобілі є настільки бездоганними для довкілля, як ми звикли вважати? 

На перший погляд, відсутність вихлопних газів малює привабливу картину чистого транспорту. Однак дослідження вказують на інший бік медалі: виробництво акумуляторів для електрокарів залишає помітний екологічний слід, пов’язаний із видобутком сировини та значними викидами вуглекислого газу. Попри це, загальна оцінка життєвого циклу свідчить, що електромобілі завдають меншої шкоди планеті, ніж їхні побратими з двигунами внутрішнього згоряння, особливо якщо для їх заряджання використовується енергія з відновлюваних джерел 

Водночас питання надмірного споживання води та дотримання прав людини під час видобутку необхідних копалин залишаються гострими та дискусійними. Та все ж, активні зусилля, спрямовані на переробку відпрацьованих батарей та розробку екологічно чистіших методів видобутку, дають підстави для обережного оптимізму щодо майбутнього електротранспорту

Електромобілі (EV) розглядаються як один із ключових інструментів для зменшення викидів вуглекислого газу (CO2) від транспортного сектору. Ця галузь несе відповідальність за левову частку – близько 75% – світових транспортних викидів, що є особливо актуальною проблемою для Азії. Наприклад, Індія щорічно генерує приблизно 291 мільйон тонн CO2 лише від транспорту. Саме ця нагальна потреба у декарбонізації стимулює перехід до електромобілів. Проте екологічний вплив, нерозривно пов’язаний із виробництвом акумуляторів, викликає дедалі більше запитань та жвавих обговорень. Основна увага прикута до видобутку таких критично важливих матеріалів, як літій, кобальт і нікель, та його наслідків для водних ресурсів, чистоти повітря та дотримання прав людини у видобувних регіонах

Екологічний слід виробництва акумуляторів 

Виготовлення акумуляторів для електромобілів – це процес, який потребує значних обсягів природних ресурсів, зокрема металів, видобуток яких досить складний і ресурсомісткий. Видобуток літію, кобальту та нікелю, ключових компонентів сучасних батарей, пов’язаний із суттєвими екологічними витратами, які ставлять під сумнів абсолютну “зеленість” електрокарів на етапі їх створення

Розглянемо детальніше основні проблемні аспекти 

Водокористування. Процес видобутку літію, особливо методом випаровування соляних розчинів, є надзвичайно водоємним. За оцінками, для отримання однієї тонни літію (достатньої для виробництва приблизно 100 автомобільних акумуляторів) потрібно випарувати близько 2 мільйонів тонн води. Це створює колосальне навантаження на водні ресурси, особливо в посушливих регіонах так званого “літієвого трикутника” Південної Америки (Чилі, Аргентина, Болівія). У Чилі, наприклад, на потреби літієвої промисловості припадає до 65% споживання прісної води в регіоні видобутку, що призводить до її виснаження та загострює конфлікти між промисловістю та місцевими громадами, які потребують води для життя й сільського господарства

Забруднення довкілля та права людини. Видобуток кобальту, левова частка якого зосереджена в Демократичній Республіці Конго (ДРК), незмінно асоціюється з повідомленнями про серйозні порушення прав людини, включаючи небезпечні умови праці та використання дитячої праці, а також із низькими екологічними стандартами. Видобуток нікелю, особливо в таких країнах, як Індонезія, призводить до масштабного вирубування тропічних лісів, що знищує біорізноманіття та посилює зміну клімату, а також до забруднення ґрунтів та водних джерел токсичними відходами. Існують конкретні приклади екологічних катастроф: у Тибеті місцеве населення протестувало проти діяльності літієвого рудника Ganzizhou Ronga через забруднення річки Лікві токсичними хімікатами, що загрожувало їхньому здоров’ю та традиційному способу життя

Викиди CO2 під час виробництва. Енергоємність процесів видобутку сировини та виготовлення самих акумуляторів призводить до значних викидів вуглекислого газу ще до того, як електромобіль проїде свій перший кілометр. Дослідження, проведене у 2021 році, показало, що на етап виробництва припадає близько 46% загальних викидів CO2, пов’язаних із життєвим циклом електромобіля, порівняно з приблизно 26% для автомобілів із двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ). Це створює так званий “вуглецевий борг”: щоб компенсувати ці початкові викиди (близько 4 тонн CO2 на середньостатистичний електромобіль), він повинен експлуатуватися щонайменше 8 років, щорічно “заощаджуючи” приблизно 0,5 тонни CO2 порівняно з відсутністю викидів під час руху. Таким чином, екологічна перевага електромобіля реалізується не миттєво, а накопичується з часом, що підкреслює важливість тривалого терміну служби як самого автомобіля, так і його батареї

Сукупність цих факторів робить процес виробництва акумуляторів надзвичайно енергоємним та потенційно шкідливим для довкілля. Ця проблема є особливо гострою для країн, які не мають власних значних покладів необхідних корисних копалин і змушені імпортувати акумулятори або сировину для них. Яскравим прикладом є Індія, яка значною мірою залежить від поставок акумуляторів з Китаю через брак власних розвіданих запасів літію. Така залежність не лише створює економічні та геополітичні ризики, але й фактично означає “імпорт” екологічних та соціальних проблем, пов’язаних із виробництвом, яке відбувається в інших країнах

Життєвий цикл електромобілів: порівняння з автомобілями з ДВЗ 

Хоча виробництво акумуляторів, безперечно, має значний екологічний вплив, для об’єктивної оцінки необхідно розглядати весь життєвий цикл автомобіля – від видобутку сировини для його створення до утилізації після завершення терміну служби. Саме такий комплексний підхід, відомий як аналіз життєвого циклу (Lifecycle Assessment, LCA), дозволяє порівняти реальний вплив електромобілів та автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ). Дослідження показують, що при такому підході електромобілі загалом мають менший вплив на довкілля, особливо коли враховується етап їх експлуатації

Аналіз життєвого циклу 

Численні дослідження, на які посилаються авторитетні джерела, такі як Національне громадське радіо США (NPR) та MIT Climate Portal, вказують на важливий висновок: навіть з урахуванням значних викидів, пов’язаних із виробництвом акумуляторів, електромобілі викидають значно менше CO2 протягом усього свого життєвого циклу порівняно з автомобілями з ДВЗ. За даними Массачусетського технологічного інституту (MIT), навіть якщо виробництво акумуляторів відбувається з використанням не найчистіших джерел енергії, загальний кліматичний ефект від використання електромобілів (або інших “чистих” технологій, що потребують акумуляторів, як-от сонячна енергетика) все одно є позитивним порівняно з відмовою від цих технологій. Переваги від нульових викидів під час експлуатації переважають початкові виробничі витрати

Критична роль джерела енергії 

Екологічна вигода від використання електромобілів безпосередньо і критично залежить від джерела електроенергії, що використовується для їх заряджання. У країнах та регіонах, де в енергетичному балансі домінує викопне паливо, переваги електромобілів суттєво зменшуються. Наприклад, в Індії близько 61% електроенергії виробляється за рахунок спалювання вугілля. Вугільна генерація не лише є основним джерелом викидів CO2, але й призводить до значного забруднення повітря шкідливими речовинами (SOx, NOx, тверді частки), втрати лісових масивів через видобуток вугілля та забруднення водних ресурсів шахтними водами та золошлаковими відходами. У такому контексті заряджання електромобіля фактично переносить частину екологічного навантаження з дороги на електростанцію. Для досягнення справді “нульових” викидів протягом усього циклу експлуатації необхідно, щоб акумулятори заряджалися від відновлюваних джерел енергії – сонячної, вітрової, гідро- чи геотермальної. Однак у багатьох країнах, включаючи Індію, частка таких джерел у загальній встановленій потужності поки що недостатня (в Індії – близько 21%). Це підкреслює системну взаємозалежність: успіх електромобільності як кліматичного рішення нерозривно пов’язаний із паралельним “озелененням” енергетичного сектору

Таким чином, хоча виробництво акумуляторів для електромобілів пов’язане з вищими початковими викидами парникових газів та іншими екологічними проблемами, подальша експлуатація електрокарів, особливо за умови використання чистої електроенергії, з часом компенсує цей початковий вплив. У підсумку, за повний життєвий цикл, електромобілі виявляються загалом екологічнішим вибором порівняно з традиційними автомобілями, що працюють на бензині чи дизельному паливі. Однак масштаб цієї переваги суттєво варіюється залежно від структури енергетики конкретного регіону

Зусилля щодо підвищення екологічності 

Усвідомлюючи екологічні та соціальні виклики, пов’язані з виробництвом акумуляторів, промисловість, науковці та уряди докладають активних зусиль для зменшення негативного впливу. Ведуться розробки та впровадження нових технологій і практик, спрямованих на підвищення стійкості всього ланцюжка поставок. Основні напрямки цих зусиль включають:

• Екологічно чистий видобуток: З’являються інноваційні підходи до видобутку ключових матеріалів. Наприклад, такі компанії як Vulcan Energy Resources у Німеччині та Cornish Lithium у Великій Британії, розробляють технології видобутку літію з геотермальних розсолів. Цей метод використовує природне тепло Землі як відновлюване джерело енергії для процесу екстракції, що дозволяє радикально зменшити вуглецевий слід та споживання прісної води порівняно з традиційними методами випаровування або видобутку з твердих порід. Це крок до так званого “зеленого видобутку»;
• Нові технології та матеріали: Автовиробники та їхні постачальники активно працюють над зменшенням залежності від проблемних матеріалів. Компанія Tesla, наприклад, оголосила про плани розробки електродвигунів наступного покоління, які не міститимуть рідкоземельних металів, таких як неодим і диспрозій. Хоча це стосується двигунів, а не безпосередньо акумуляторів, видобуток цих металів також пов’язаний зі значними екологічними та соціальними проблемами, часто в Китаї. Подібні дослідження ведуться і в галузі акумуляторів, спрямовані на створення батарей з меншим вмістом кобальту або взагалі без нього, а також на розробку альтернативних хімічних складів (наприклад, натрій-іонних акумуляторів), що використовують більш поширені та менш проблемні матеріали;
• Переробка акумуляторів (Рециклінг): Це один із найважливіших напрямків для зменшення екологічного сліду. На сьогоднішній день, за оцінками, лише близько 5% літій-іонних акумуляторів у світі підлягають належній переробці. Це серйозна проблема, оскільки неправильна утилізація відпрацьованих батарей може призвести до забруднення ґрунту та вод важкими металами й токсичними електролітами. Водночас, відпрацьовані акумулятори є цінним джерелом вторинної сировини – літію, кобальту, нікелю, міді. Наприклад, американська компанія Redwood Materials (заснована колишнім технічним директором Tesla), створюють замкнені системи для збору та ефективної переробки старих акумуляторів. Redwood нещодавно розпочала будівництво великого заводу з виробництва катодних матеріалів з переробленої сировини, які вже з наступного року постачатимуться на американські заводи компаній Panasonic (основний постачальник Tesla) та Toyota. Розвиток індустрії рециклінгу дозволить не лише зменшити обсяги відходів, але й суттєво знизити потребу в первинному видобутку корисних копалин, створюючи основу для циркулярної економіки;
• Прозорість ланцюгів поставок та “паспорти акумуляторів”: Для боротьби з непрозорістю походження матеріалів та пов’язаними з цим етичними й екологічними ризиками, деякі компанії, зокрема Volvo та Tesla, підтримують ідею впровадження так званих “паспортів акумуляторів”. Це цифрові записи, які містять детальну інформацію про походження сировини, вуглецевий слід виробництва, стан акумулятора та його склад. Такі паспорти не лише підвищують прозорість для споживачів та регуляторів, але й значно спрощують процес сортування та переробки акумуляторів наприкінці їхнього життєвого циклу, сприяючи ефективнішому поверненню цінних матеріалів у виробничий цикл

Різноманітні зусилля спрямовані на те, щоб поступово зменшити залежність від найбільш екологічно та соціально проблемних матеріалів і практик, а також суттєво покращити загальний екологічний баланс виробництва акумуляторів для електромобілів. Успіх цих ініціатив матиме вирішальне значення для реалізації потенціалу електротранспорту як справді сталого рішення

Соціально-економічні аспекти та майбутнє електромобільності 

Розвиток ринку електромобілів несе із собою не лише екологічні виклики та технологічні інновації, але й значні соціально-економічні наслідки. Уряди багатьох країн активно підтримують цей сектор через різноманітні державні програми. Наприклад, Національна місія з електромобільності в Індії передбачає заходи для зниження вартості електромобілів для кінцевих споживачів, надання податкових пільг, а також фінансування розбудови інфраструктури зарядних станцій. Така підтримка є ключовим фактором прискорення переходу на електротранспорт

Проте стрімке зростання попиту на електромобілі створює тиск на ринок сировини, що може призвести до підвищення цін на акумулятори. Вартість літію, наприклад, зазнала значних коливань, показавши суттєве зростання (в Індії повідомлялося про зростання на 70% з січня 2022 року). Додатковим фактором нестабільності стали геополітичні події, зокрема повномасштабне вторгнення росії в Україну. росія є одним із найбільших світових постачальників нікелю високої чистоти (близько 20% світового ринку), який є критично важливим для виробництва багатьох типів літій-іонних акумуляторів. Війна та санкції призвели до збоїв у ланцюгах поставок та зростання цін на цей метал, що демонструє вразливість глобальних ланцюгів поставок критичної сировини та потенційні економічні перешкоди на шляху до масової електромобільності

Попри ці виклики, майбутнє електромобільності загалом виглядає багатообіцяючим. Однак для того, щоб цей перехід був не лише технологічним, але й справді екологічно стійким та соціально справедливим, необхідний збалансований та комплексний підхід. Це передбачає значні та послідовні інвестиції в наукові дослідження та розробки (НДДКР), спрямовані на створення нових поколінь акумуляторів – більш ефективних, довговічних, безпечних, виготовлених з більш доступних та менш шкідливих матеріалів. Не менш важливим є масштабування та підвищення ефективності систем збору та переробки відпрацьованих акумуляторів для створення замкненого циклу використання ресурсів. І, нарешті, ключовим елементом є прискорене нарощування частки відновлюваних джерел енергії в загальному енергетичному балансі країн, щоб електромобілі живилися справді чистою енергією

Електромобілі, безперечно, є важливим кроком на шляху до зменшення негативного впливу транспортного сектору на довкілля та клімат. Однак їхнє виробництво, особливо виготовлення акумуляторів, пов’язане зі значними екологічними та соціальними викликами. Видобуток літію, кобальту та нікелю потребує величезних обсягів води, може призводити до забруднення екосистем, а іноді супроводжується порушеннями прав людини. Крім того, виробничий процес є енергоємним і залишає помітний вуглецевий слід

Проте, якщо розглядати повний життєвий цикл – від виробництва до утилізації – дані свідчать, що електромобілі мають менший загальний вплив на довкілля порівняно з автомобілями, оснащеними двигунами внутрішнього згоряння. Ця перевага стає особливо відчутною за умови використання для заряджання електроенергії, виробленої з відновлюваних джерел

Зусилля, що докладаються для розробки екологічно чистіших методів видобутку сировини, впровадження ефективних технологій переробки відпрацьованих акумуляторів та створення нових, менш залежних від критичних матеріалів, технологій, дають надію на позитивні зміни та зменшення екологічного сліду електромобілів. Однак для досягнення справжньої екологічної стійкості електромобільності необхідний комплексний, системний підхід. Він має враховувати весь ланцюжок створення вартості – від видобутку сировини до кінцевої утилізації – та інтегрувати розвиток електротранспорту в ширший контекст переходу до чистої енергетики та циркулярної економіки. Тільки за таких умов електромобілі зможуть повною мірою реалізувати свій потенціал як інструмент для побудови сталого майбутнього