Аккумуляторы для электромобилей: как уменьшить вред для климата?

К 2050 году мировой спрос на литий-ионные аккумуляторы для электротранспорта и хранения энергии может вырасти в двадцать раз, а связанные с их производством выбросы парниковых газов — в десять раз. К такому выводу пришли исследователи Мельбурнского университета, опубликовавшие результаты масштабного моделирования в журнале One Earth.

Электромобили считаются ключевым инструментом декарбонизации транспорта, однако их производство остаётся крайне энергоёмким процессом. Большинство предыдущих исследований сосредотачивалось на снижении выбросов внутри цепочки поставок — от добычи сырья до переработки. Новый подход учитывает ещё и спрос: возможно, человечеству нужно просто меньше батарей, а не только более чистые технологии их производства.

Моделирование цепочки поставок

Учёные построили глобальную модель, охватывающую весь жизненный цикл аккумуляторов: производство материалов, выпуск компонентов, сборку и утилизацию. Расчётный период — с 2024 по 2050 год. Это одно из первых детальных исследований, которое одновременно анализирует факторы и предложения, и спроса.

Результаты показали: если ничего не менять, суммарные выбросы индустрии за этот период составят от 19 до 23 миллиардов тонн CO₂-эквивалента. Для сравнения — это сопоставимо с годовыми выбросами всей Европы. Впрочем, авторы настаивают: катастрофического сценария можно избежать.

Сочетание амбициозных стратегий со стороны предложения и спроса сокращает прогнозируемые выбросы примерно вдвое — до 9–12 миллиардов тонн, — поясняет соавтор исследования ассоциированный профессор Вэнь Ли.

При этом вклад мер, связанных со спросом, оказывается почти вдвое больше, чем вклад «зелёного» производства: 6–7 миллиардов тонн против 3,5–4,7 миллиарда тонн сокращения.

Почему чистое производство недостаточно

На стороне предложения действительно есть заметный прогресс. Речь идёт о переходе на альтернативные химические составы батарей, о более экологичных фабриках и об извлечении ценных материалов из отработавших элементов. Особое значение имеет переработка использованных аккумуляторов: она позволяет повторно вовлекать литий, кобальт и никель в производственный цикл, снижая потребность в первичной добыче.

Все эти меры необходимы. Однако моделирование показало, что сами по себе они не способны компенсировать взрывной рост спроса. Даже самая чистая фабрика, работающая на возобновляемой энергии, выбрасывает значительный объём CO₂, если она производит в десять раз больше продукции, чем раньше.

Четыре рычага снижения спроса

Исследователи выделили четыре направления, которые могут кардинально сократить количество необходимых миру новых аккумуляторов:

• уменьшение размеров батарей без потери функциональности;
• увеличение срока службы аккумуляторов;
• продвижение каршеринга и других моделей совместной мобильности;
• повышение интенсивности использования батарей в системах хранения энергии.

Каждый из этих пунктов сам по себе не выглядит революционным. Но в совокупности они способны предотвратить необходимость производства миллионов лишних батарей по всему миру. Меньше аккумуляторов — меньше выбросов на каждом этапе цепочки поставок.

За этим стоит простая логика. Автомобиль с запасом хода в 600 километров, который ежедневно проезжает лишь 30, — это перерасход ресурсов. Компактный электромобиль с батареей на 200 километров справляется с теми же задачами, оставляя заметно меньший углеродный след. Аналогично — с электрическими грузовиками и автобусами.

Политика должна меняться

Для промышленности и регуляторов вывод звучит неожиданно. Сегодня всё внимание приковано к углеродному следу каждой отдельной батареи. Но, как замечает соавтор исследования профессор Пракаш Сингх, важнее другой вопрос: сколько аккумуляторной ёмкости человечеству нужно на самом деле?

Новые политики могли бы стимулировать более длительный срок службы батарей, корректный подбор ёмкости под реальные задачи, повышение коэффициента использования и вторую жизнь аккумуляторов, которые уже не подходят для транспорта, но ещё пригодны для стационарного хранения энергии. Именно эти меры, по мнению учёных, дадут наибольший эффект.

Авторы исследования также планируют детализировать модель по отдельным регионам мира — ведь условия добычи, структура электросетей и экологические стандарты в разных странах сильно различаются. Отдельная задача — проверить, работают ли те же закономерности для других «зелёных» производств, например для ветряных турбин и солнечных панелей.

Практический вывод

Электрификация транспорта — процесс неизбежный и необходимый. Но способ её реализации определяет, насколько этот переход окажется действительно чистым. Данные опубликованного исследования показывают: ключ к сокращению выбросов лежит не только в технологиях производства, но и в том, как люди используют батареи в повседневной жизни. Возможно, следующий электромобиль должен быть не больше и мощнее предыдущего — а наоборот, компактнее и практичнее. Согласится ли на это потребитель?