Всем известно, что сжигание ископаемого топлива приводит к потере большого количества энергии. Основная ее доля преобразуется в тепло. Фактически, автомобили с двигателями внутреннего сгорания имеют КПД всего около 20%, что означает, что только одна пятая ее часть используется для того чтобы передвигать ваше транспортное средство. Или наоборот, четыре пятых энергии, содержащейся в литре бензина, не приносят ничего, кроме добавления тепла и парниковых газов в атмосферу. Даже угольная электростанция менее расточительна, чем двигатель внутреннего сгорания. Давайте на мгновение задумаемся об этом. Подумайте об энергии, необходимой для бурения скважины и добычи нефти. Подумайте об энергии, необходимой для ее транспортировки на нефтеперерабатывающие заводы и превращения ее в бензин. Также энергия необходима для распределения бензина по трубопроводам и заправочным станциям. Затем 80% энергии, содержащейся в бензине, просто выбрасывается в атмосферу потому что людям нравится автомобиль, и он удобен.
Имеет ли это смысл? Является ли удобство достаточной причиной для уничтожения Земли? Вы будете удивлены, узнав, сколько людей ответят утвердительно на этот вопрос. Сегодня, к примеру, США потребляют ежедневно около 8,9 миллионов баррелей (375 миллионов галлонов) бензина. Представьте, что 300 миллионов галлонов не выполняют никакой полезной работы и тратятся впустую — каждый день, 365 дней в году. Если бы мы открывали пакет молока и выливали большую его часть в канализацию это, казалось бы, глупо. Или нет? Тем не менее (к примеру, в России) мы платим около 60 рублей за литр бензина, но получаем выгоду на 15 рублей. А еще мы называем себя homo sapiens — то есть разумными!
С другой стороны, почти 90% энергии, запасенной в аккумуляторах электромобилей, используется для их перемещения. Поскольку они не сжигают топливо, термодинамические потери практически отсутствуют. Кроме того, электромобили могут возвращать часть энергии во время рекуперативного торможения. Однако, какими бы эффективными ни были электромобили, процесс выработки электроэнергии, необходимой для их зарядки, таковым не является. Генераторы, работающие на угле, нефти или метане, используют сложный процесс сжигания топлива для создания пара, который вращает турбину, генерирующую энергию. Сжигание любого типа топлива для производства электроэнергии в конечном итоге приводит к высвобождению большей части энергии топлива в виде неиспользованного тепла.
Несмотря на большие потери, силовая установка электростанции все же более эффективна, чем ДВС. Как мы говорили, последний теряет около 80% поступающей в него энергии. Угольная электростанция теряет около 68% своей энергии. Таким образом, электромобиль, работающий исключительно на угле, по-прежнему потребляет меньше энергии, чем автомобиль, работающий на бензине. Электростанции на метане более эффективны, чем угольные, поэтому электромобиль, заряженный электричеством из метана, потребляет примерно вдвое меньше энергии, чем аналогичный автомобиль, работающий на бензине. Математика становится более обнадеживающей, если учесть эффективность возобновляемых источников энергии. Ветер, солнечная и гидроэнергетика не только уменьшают загрязнение окружающей среды, но и сокращают общий спрос на энергию. Требуется меньше энергии просто потому, что ее гораздо меньше тратится впустую.
Как многие знают, ветряная турбина не использует топливо для выработки энергии. Процесс ее работы настолько прост, что вероятность потери энергии невелика. Какие еще есть альтернативы? Гидроэлектростанция использует для вращения турбин воду, а не воздух. Солнечная панель не вообще имеет вращающихся частей. Она просто преобразует солнечную энергию в электрический ток. В результате, когда эффективность электромобилей сочетается с устранением потерь при выработке электроэнергии, электромобили, работающие на возобновляемых источниках, почти в четыре раза эффективнее обычных автомобилей.
Как мы видим, электричество вырабатывается из различных источников. Некоторые из них эффективны, другие не очень. Оценивая сочетания источников электроэнергии, вырабатываемых в каждом регионе, можно оценить, сколько энергии можно сэкономить, заменив традиционные автомобили на электрические эквиваленты. Понятно, что чем эффективнее производство электроэнергии, тем меньше ее требуется. В США провели подобные исследования и утверждают, что такие штаты, как Южная Дакота, Айдахо и Вашингтон, используют в основном возобновляемые источники. Таким образом, в этих штатах для вождения электромобиля требуется примерно на 70% меньше энергии, чем для бензинового автомобиля. На другом краю эффективности находится Западная Вирджиния, где более 90% электроэнергии вырабатывается за счет сжигания угля. Однако и здесь, даже при наихудшем сценарии электромобили по-прежнему потребляют примерно на 33% меньше энергии, чем бензиновые собратья. Учены подсчитали, что электромобили, заряженные в Западной Вирджинии, также сокращают выбросы углекислого газа на 30%. По данным Yale Climate News, в среднем по США замена автомобиля на электромобиль снизит потребление энергии примерно на 47%. В будущем это число увеличится, поскольку возобновляемые источники заменяют традиционные тепловые. Исследование Йельского университета также указывает на то, что помимо снижения выбросов, использование меньшего количества энергии в целом является победой для землепользования, чистого воздуха и воды, а также снижает стоимость вождения.
Отчет Yale Climate News не учитывает углеродное воздействие на окружающую среду при производстве автомобилей и электромобилей. Другие же исследования показали, что электромобили имеют более высокие первоначальные выбросы из-за большего количества энергии, необходимой для производства батарей. Отрадно же то, что этот первоначальный отрицательный эффект сокращается и в конечном итоге устраняется благодаря повышению эффективности электромобилей после их ввода в эксплуатацию. Конечно бесплатного сыра не существует. Любое производство создает выбросы углекислого газа, но для любого homo sapiens должно быть интуитивно очевидно, что выкачивать недра из Земли, а затем тратить 80% впустую — это идиотизм.
Неужели нас не заботит то, что мы тратим так много энергии, когда видно, что Земля нагревается. И все же автомобильная промышленность и компании, работающие на ископаемом топливе, отчаянно пытаются убедить людей, что электромобили вредны. Последний пугающий заголовок гласит, что электромобили настолько тяжелы, что даже система ограждений на автомагистралях не способна их удержать. Однако Cadillac Escalade может весить более 2700 кг. Ford F-150 весит до 2600 кг, а вот Tesla Model Y весит всего 2000 кг. Как же нам понять логику подобных страшилок?
