Schimbările climatice sunt o problemă critică, existențială, cu care se confruntă omenirea în secolul XXI. Evenimente precum ploile abundente din Dubai, valul istoric de căldură din America de Nord din 2021, care a fost responsabil pentru peste 1.000 de decese, și multe altele au fost legate de schimbările climatice și de creșterea temperaturilor globale. Pe de altă parte, sunt mulți care propun adoptarea cât mai rapidă a transportului cu vehicule electrice, însă acestea întâmpină mari probleme. Ce se poate face? Iată o analiză publicată recent de AgrocleanTech.

Probleme actuale legate de schimbările climatice și poluarea la nivel mondial

Vehiculele electrice (EV) sunt o tehnologie de temelie în tranziția societății umane către o societate industrială post-carbon. Acest articol va explora modul în care vehiculele electrice joacă un rol tot mai mare în lupta împotriva schimbărilor climatice.

Activitatea umană a afectat profund mediul și clima, nivelurile de dioxid de carbon din atmosferă fiind acum mai mari decât în ​​ultimele patru milioane de ani. În ultimul deceniu, temperaturile globale au fost cele mai ridicate din ultimii 125.000 de ani, ceea ce este mai lung decât istoria înregistrată.

Nivelurile atmosferice de dioxid de carbon (CO2) sunt acum de aproape 420 ppm, în timp ce nivelurile preindustriale erau de aproximativ 280 ppm. Dacă lumea continuă pe un curs normal, creșterea temperaturii globale ar putea ajunge la peste 2,0 °C până la sfârșitul secolului.

Creșterea temperaturii nu este singurul motiv de îngrijorare: poluarea de la evacuarea motoarelor vehiculelor joacă un rol cheie în scăderea calității aerului, în special în zonele urbane, care poate avea un impact semnificativ asupra sănătății umane și asupra mediului.

Potrivit unor estimări, poluarea aerului ucide aproximativ 5,5 milioane de oameni în fiecare an în întreaga lume. Prin urmare, decarbonizarea industriei transporturilor este vitală în reducerea schimbărilor climatice și a poluării aerului.

Vehiculele electrice și rolul lor în reducerea poluării

Pe piață există mai multe tipuri diferite de vehicule electrice, inclusiv vehicule electrice cu baterie (BEV), care își obțin toată puterea din pachetele de baterii, vehicule electrice hibride plug-in (PHEV) și vehicule electrice cu celule de combustibil (FCEV).

PHEV-urile folosesc pachete de baterii reîncărcabile și motoare cu ardere internă, în timp ce FCEV-urile folosesc celule de combustibil cu hidrogen și tehnologii precum baterii sau supercondensatori.

Toate vehiculele electrice produc semnificativ mai puține emisii de carbon (sau zero emisii) decât vehiculele convenționale cu motor cu combustie internă (ICE) atunci când sunt pe drum. În timp ce majoritatea sunt automobile pentru pasageri, un număr tot mai mare de camionete electrice, camioane, vehicule industriale și alte tipuri de vehicule electrice sunt pe drumurile în întreaga lume.

Vehiculele electrice reduc emisiile și ajută la reducerea dependenței omenirii de combustibilii fosili, deoarece nu au nevoie de gaz sau motorină (sau, în cazul vehiculelor PHEV, au redus drastic cantitățile de combustibil pe combustibil).

Multe orașe din întreaga lume au adoptat vehiculele electrice în rețelele lor de transport public și au adoptat politici pentru a reduce cantitatea de vehicule ICE pe drumurile lor. De exemplu, în Marea Britanie, Londra a introdus taxa pentru zona de emisii ultra-scăzute (Ulez), cu șoferii celor mai poluante vehicule taxați pentru utilizarea drumurilor dintr-o zonă mare și în creștere a orașului.

Introdusă în 2019, inițiativa Ulez a redus nivelul de oxid de azot (NO2) în centrul Londrei cu 46% până în 2022, calitatea aerului crescând în limitele zonei. Nottingham, tot în Marea Britanie, a făcut progrese semnificative în electrificarea flotei sale de transport public. Mai multe zone din Europa au instituit restricții la mașini, cu rezultate mixte.

Cercetări recente și dezvoltări ale companiei în vehiculele electrice

Vânzările globale de vehicule electrice au depășit 10% în 2022, cu previziuni că această cifră va ajunge la 30% până la sfârșitul deceniului. Legislația recentă privind clima a accelerat dezvoltarea tehnologiilor bateriilor și a oferit stimulente pentru vânzările de noi vehicule electrice.

Cu toate acestea, tranziția la electrificarea totală a transportului global se bazează pe tehnologii de baterii mai bune, mai ieftine și mai banale. Bateriile cu litiu-ion sunt cea mai comună tehnologie de baterie în vehiculele electrice.

Cu toate acestea, în timp ce evoluțiile în tehnologia bateriilor din ultimele decenii au văzut vehiculele electrice concurând mai mult cu omologii lor ICE în ceea ce privește costul și autonomia, există încă loc de îmbunătățire.

Alternative la bateriile litiu-ion

Bateriile cu stare solidă, cum ar fi bateriile cu litiu-metal, sunt alternative viabile la tehnologiile litiu-ion. Acestea oferă o autonomie sporită, o siguranță îmbunătățită și timpi de încărcare mai rapid.

Deși nu oferă beneficii de performanță, bateriile cu ioni de sodiu ar putea reduce semnificativ costurile de fabricație și utilizare a bateriilor EV, deoarece se bazează pe materiale mai ieftine și mai abundente.

Companii precum Solid Power și Quantumscape lucrează pentru a dezvolta baterii cu stare solidă, în timp ce, în China, gigantul bateriilor CATL este un jucător esențial în producția de masă de baterii cu ioni de sodiu. Iar Form Energy în SUA dezvoltă o baterie fier-aer care utilizează ruginirea inversă și un electrolit pe bază de apă.

Alte descoperiri în domeniul bateriilor

Alte descoperiri includ tehnologii de încărcare ultra-rapidă, tehnologia de schimbare a bateriei, încărcare fără fir, încărcare bidirecțională a vehiculelor electrice și inițiative corporative, cum ar fi Mobility for Africa, care urmărește să accelereze stimulați adoptarea vehiculelor electrice în comunitățile defavorizate de pe continent, cu încărcarea bateriilor cu energie solară și triciclete electrice. De aici, o serie de probleme în plus:

Limitări

Dar, în ciuda creșterii rapide a vehiculelor electrice pe șosea și a beneficiilor lor bine mediatizate pentru reducerea poluării aerului și pentru a ajuta societatea globală să obțină emisii nete zero, unele provocări cheie trebuie abordate urgent.

Anxietate de gamă

Una dintre cele mai frecvente blocaje în adoptarea vehiculelor electrice la nivel mondial este anxietatea de gamă. În timp ce vehiculele ICE pot fi alimentate în câteva minute și au o autonomie suficientă între realimentări, vehiculele electrice necesită timpi de încărcare mai lungi și au o autonomie mai limitată. Cu toate acestea, vehiculele electrice de pe piața de masă pot livra până la 300 de mile în condiții ideale, o îmbunătățire majoră față de acum doar un deceniu.

Infrastructură de încărcare

Lipsa infrastructurii de încărcare, în special în zonele mai rurale, este, de asemenea, o limitare cheie a vehiculelor electrice. Tesla încearcă să depășească aceste probleme prin deschiderea rețelei Supercharger altor producători de vehicule electrice, în timp ce administrația Biden a alocat 7,5 miliarde de dolari pentru infrastructura de încărcare pentru a rezolva această problemă în SUA.

Durabilitatea materială

Durabilitatea materialului și reciclarea bateriilor la sfârșitul duratei de viață. Cu toate acestea, cercetările în curs abordează aceste probleme prin investigarea utilizării de materiale mai abundente și mai ecologice, îmbunătățirea infrastructurii de reciclare și mutarea producției de baterii la un model mai circular.

Adoptarea vehiculelor electrice se accelerează în ciuda acestor blocaje, care probabil vor continua în următorii ani. Multe guverne forțează problema legiferând interdicții aproape totale asupra vânzărilor de vehicule noi ICE până la mijlocul anilor 2030.

Ce cercetări suplimentare sunt necesare?

Cercetările privind îmbunătățirea vehiculelor electrice au progresat rapid în ultimul deceniu, dar sunt necesare mai multe cercetări. Sunt necesare materiale mai durabile și moduri de extracție mai puțin dăunătoare pentru mediu.

Exploatarea litiului, în special, este o problemă care colorează percepția publicului asupra vehiculelor electrice și rolul lor în combaterea schimbărilor climatice.

Sunt necesare mai multe cercetări pentru a prelungi durata de viață și eficiența tehnologiilor bateriilor. Mai multă infrastructură de încărcare ultra-rapidă trebuie construită și implementată.

Pentru a-și maximiza beneficiile de mediu, vehiculele electrice trebuie să fie integrate cu energie regenerabilă și ar putea contribui la o rețea energetică mai durabilă. Deși aceste provocări tehnice sunt extrem de complexe, ele sunt depășite.

Impacturi socio-economice

Pe lângă beneficiile evidente de mediu, producția de vehicule electrice ar putea avea un impact socio-economic uriaș. Pe măsură ce sectorul crește producția, pot fi create noi locuri de muncă și pot fi recalificați lucrătorii angajați anterior în producția de vehicule ICE.

Acest lucru ar avea un efect secundar asupra zonelor locale, care altfel ar fi afectate de pierderea infrastructurii industriale critice.

Pe măsură ce mai mulți oameni adoptă vehiculele electrice, acest lucru ar beneficia țările care implementează fabricarea vehiculelor electrice ca industrie de bază. Cu toate acestea, acest lucru necesită și echitate și accesibilitate:

reducerea costurilor va face vehiculele electrice mai atractive pentru șoferi. Ar însemna, de asemenea, că comunitățile defavorizate de pe piețele emergente ar putea accesa mai mult tehnologia.

Concluzie

Vehiculele electrice sunt piatra de temelie a împingerii către zero net și reducerea impactului poluării asupra mediului și a sănătății umane. Mai mulți cercetători și companii din întreaga lume abordează probleme legate de sustenabilitate, eficiența bateriei și performanța vehiculului.