Производство на батерии и енергетски потрошувачки

Производството на литиум-јон батерии претставува најенергоинтензивниот и најзагадувачкиот сегмент од електричното возило. Според анализи од Life Cycle Assessment (LCA), за производство на 1 kWh батериски капацитет се потребни приближно 14-42 kWh примарна енергија, зависно од хемијата (NMC, NCA, LFP), чистотата на материјалите и изворот на електричната енергија во фабриките. Кај батерија од 60 kWh, што е типична вредност за компактно електрично возило, ова значи дека само батерискиот пакет бара приближно 1500 до 2500 kWh енергија за производство.

Од аспект на емисии, истите студии покажуваат вредности од околу 60 до 200 kg CO₂-еквивалент по произведен kWh батерија. Во практични услови, батерија од 60 kWh носи „вграден“ јаглероден долг од приближно 3,6 до 12 тони CO₂, во зависност од тоа дали е произведена во регион со јаглен-доминирана енергетска мрежа или со нискојаглеродна електрична енергија. Ова значи дека електричното возило започнува со значително поголема почетна емисија во споредба со класично возило со мотор со внатрешно согорување, кај кое производството на моторот и системите се значително помалку енергетски интензивни.

Енергетска потрошувачка и префрлување на загадувањето

Во фазата на користење, електричното возило троши во просек 15–22 kWh електрична енергија на 100 km, што за годишна километража од 15000 km резултира со потрошувачка од околу 2250–3300 kWh. Клучниот фактор тука не е самата потрошувачка, туку потеклото на електричната енергија. Во глобален просек, производството на електрична енергија сè уште значително се потпира на фосилни горива. Просечната емисија на електричната мрежа изнесува приближно 400 g CO₂ по kWh, со големи регионални разлики – над 550 g CO₂/kWh во земји со висока употреба на јаглен, и под 100 g CO₂/kWh во земји со доминација на хидро, нуклеарна или обновлива енергија.

Приближните емисии за производство на 1 kWh електрична енергија по региони се следните:

• Кина: ~556 g CO₂/kWh

• САД: ~383 g CO₂/kWh

• Европа: ~238 g CO₂/kWh (просек).

Ако се земе глобален или регионален микс со околу 400 g CO₂/kWh, тогаш годишното полнење на едно електрично возило резултира со приближно 1 тон CO₂ емисии годишно. Овие емисии не се елиминирани, туку се префрлени од издувната цевка кон електраните. За период од 10 години користење, тоа значи дополнителни околу 10 тони CO₂, само од фазата на користење.

Кога ќе се сумира производството на батеријата и емисиите од електричната енергија за возење (табела), електрично возило со батерија од 60 kWh може да достигне вкупни емисии од приближно 17–19 тони CO₂ во период од 10 години, без да се земе предвид замената или рециклирањето на батеријата. За споредба, класично бензинско возило со слична големина, иако има повисоки директни емисии при возење, започнува со понизок јаглероден отпечаток при производство, но акумулира поголеми годишни емисии преку согорување гориво.

Електромагнетно зрачење и системски загуби

Дополнителен технички аспект е електромагнетното зрачење во електричните возила. Високонапонските системи, DC/AC инверторите, моторите и батериските управувачки системи создаваат електромагнетни полиња (EMF). Мерења покажуваат вредности до 30 µT во кабината и до 100 µT околу DC полначи, што е под меѓународните лимити на ICNIRP. Сепак, овие фактори претставуваат нови технолошки аспекти и потреба за долгорочно следење на влијанието врз здравјето и електронските системи. Иако мерените вредности во кабината обично се под препорачаните граници на ICNIRP, тие се повисоки од оние кај класичните возила, особено при забрзување и регенеративно сопирање, кога струите низ моторите и проводниците се најголеми. Ова не значи директна опасност, но претставува нов технолошки фактор што не постоел кај традиционалните возила.

Системските загуби се составени од:

• трансформација на електрична енергија од мрежа до батерија;
• загуби во инвертори и мотори и
• регенеративно сопирање.

Целокупната енергетска ефикасност на EV системите обично е 80–90 %, но зависи од условите на возење и технологијата за изработка на батеријата.

Од инженерска перспектива, електричните возила не претставуваат „нулта емисија“ технологија, туку систем во кој емисиите се дислоцирани во други фази: производство на батерии, производство на електрична енергија и управување со отпад. Реалната еколошка корист силно зависи од декарбонизацијата на електричната мрежа, подобрувањето на технологиите за батерии и нивното рециклирање, како и од продолжување на работниот век на возилата.

Контрола и дигитални претплати

Современите EV воведуваат нови форми на дигитална контрола на сопственоста и функциите. Сè повеќе функции ќе бидат заклучени зад софтверски системи со претплата, како што се напредна навигација и live traffic, Remote start и мобилни апликации, автономни или полуавтономни системи за возење итн.

Наплатата по месец или година значи дека дури и ако автомобилот е физички твој, клучни функции се контролирани од производителот, а не од сопственикот. Секој нов софтверски апдејт може да бара дополнителна претплата, а рокот на употреба на батеријата и возилото се намалува со целосна зависност од дигиталните системи. Овој модел создава нова форма на „контрола“, каде автомобилот повеќе не е само средство за транспорт, туку и платформа за дигитален екосистем со месечни трошоци.

До каде може да отиде контролата преку развој на софтверот, злоупотреба на истиот, како и антивирусни програми за возила, допрва ќе дознаеме.

Заклучок

Научната анализа покажува дека EV‑ата не се „нулта емисија“ во целосен животен циклус, туку создаваат големи емисии при производство на батеријата и зависат од изворите на електрична енергија за време на користење. Електромагнетните полиња и дигиталните системи со претплата воведуваат нови технолошки и социо-економски предизвици, вклучувајќи и контрола над сопственоста и функциите на возилото. За реална еколошка и социотехнолошка анализа, мора да се земат предвид сите овие фактори – производство, користење, рециклирање, и дигитална зависност.