Европейские страны уже несколько десятилетий развивают идеи мира без бензина. На автомобильные и нефтяные компании сваливается огромное количество законов, ограничений и требований. А все брызги от этого летят на картины Ван Гога.
Экологический стандарт Евро-5, заработавший с 2008 года, в очередной раз сократил предельно допустимое содержание вредных веществ в выхлопах автомобилей. В Германии, Великобритании, Норвегии, Италии и Голландии для владельцев электромобилей вводят различные налоговые послабления. А уже в этом году Европарламент заявил, что страны объединения полностью откажутся от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) к 2035 году.
Все эти меры должны быть направлены на благое дело – спасти природу и людей от выхлопов и загрязнений. Заменить бензин должно альтернативное топливо – литий-ионные аккумуляторы, водород, и биотопливо. Причём биотопливом может стать почти любой растительный и сельскохозяйственный отход. Чего уж говорить – каждый из нас ежедневно производит идеальное сырье для биотоплива, необдуманно смывая его в сточные воды. Но альтернативная энергия – всё ещё не панацея. Во всех господствующих её видах есть производственные сложности, которые приносят вреда экологии не меньше, чем бензин. В этом эссе я хочу рассказать об этих проблемах.
Литиемерие
Литий – главный компонент самого распространенного в быту аккумулятора – литий-ионного. Именно такие аккумуляторы встроены в наши телефоны, ноутбуки, колонки, и именно они заменяют двигатель внутреннего сгорания в электромобилях. Литиевые аккумуляторы – главная надежда тех, кто ждёт окончания бензиновой эпохи.
Литий преимущественно производят в Чили, Австралии и Америке. Его добывают из очень бедной руды, в чистом виде его можно найти только в содержании десятка минералов. Оксида лития в рудах больше до 20 раз, чем лития. Но для аккумуляторов требуется именно чистый металл. Для тонны чистого лития требуется переработать минимум 250 тонн руды. Для переработки лития требуются солевые растворы, использовать которые после реакции с рудой никак нельзя. Эти опасные реагенты просто сливают.
Переработка литий-ионных аккумуляторов не менее сложна. У перезаряжаемых батарей по-прежнему нет мирового стандарта по сборке. Из-за этого каждый аккумулятор разбирается вручную, человеком, который может получить химические ожоги или отравиться. Этот процесс нельзя механизировать. Но даже после разборки аккумуляторы либо сжигают, либо растворяют в химическом растворе: в первом случае появляются ядовитые выбросы при сжигании и огарки – их закапывают в землю; во втором - образуется химический раствор, который никак нельзя использовать, а можно только слить. Иначе говоря, в обоих случаях вырабатывается огромное количество опасных неперерабтываемых веществ.
H2… Ох!
Водородные двигатели были придуманы ещё в начале 20 века. Они действительно абсолютно безопасны для природы, ведь продукт их работы — это вода. Однако на производство водородных батарей уходит непропорционально большое количество энергии. А энергоэффективность водородных аккумуляторов при накоплении энергии снизится вследствие двойной конверсии. Иными словами, литиево-ионные батареи гораздо экологичнее.
Лошадиная сила
Биотополиво предполагает собой выработку этанола, метанола и биодизеля из естественных отходов, производимых человеком и природой. Для этого может использоваться, например, перегной или экскременты животных.
В Бразилии биодвигатели не уступают ДВС по популярности. Однако политику продвижения биотоплива страна начала ещё в 1970-х годах. Для выработки энергетических материалов в Бразилии выращивают сахарный тростник. И уже сейчас плантаций тростника не хватает, из-за чего страна вынуждена начинать вырубку лесов Амазонки. Но Бразилия не исключение – для выращивания любого вида биомассы требуются колоссальные земельные ресурсы.
Заключение
Альтернативные методы энергии не смогут заменить нам бензин сразу. Более чем за 100 лет бензиновые двигатели не раз преобразовывались: из топлива убирали смертельно опасный свинец (он повышал энергоэффективность), совершенствовались системы выхлопа, сокращалась сходность топлива. Я не сомневаюсь, что такие преобразования ждут и альтернативные энергетические накопители. Но учёным придётся потратить ещё не один год на улучшение производственных цепей литиевых, водородных и биомассовых источников энергии.
Источники:
- Renewables Increasingly Beat Even Cheapest Coal Competitors on Cost
- The Clean Air Act has saved millions of lives and trillions of dollars
- Водородный недород: что мешает продвижению автомобилей на легком газе — РБК
- Электромобиль — не панацея: как изменится рынок топлива в будущем | РБК Тренды
- The Amazon: biofuels plan will drive deforestation
- Из опасных отходов в слитки: пути переработки аккумуляторов - ТАСС
- Добыча лития: грязный секрет электромобилей | финансовые новости | fin-accounting
- Технология будущего: водород или аккумуляторы?
Автор: Виталий Крюков, Журфак МГУ