أرابيكا

الجوانب البيئية للسيارة الكهربائية

تختلف التأثيرات البيئية الناتجة عن السيارات الكهربائية (أو المركبات الكهربائية) عن تأثيرات مركبات محرك الاحتراق الداخلي التقليدية. تُحدث السيارات الكهربائية عند إنتاجها تأثيرات بيئية مماثلة أو أقل أو مختلفة مقارنة بالمحركات التقليدية، إلا أن بعض نماذجها تطلق انبعاثات قليلة أو معدومة من العادم، ويمكن لبعضها تقليل الاعتماد على النفط وتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة، وذلك تبعًا لمصدر الكهرباء المستخدم لشحنها، وتقليل الآثار الصحية الناتجة عن تلوث الهواء.[1][2][3][4] المحركات الكهربائية أكثر فعالية بكثير من محركات الاحتراق الداخلي، وبالتالي حتى مع أخذ الكفاءات النموذجية لخطة الطاقة وخسائر التوزيع بعين الاعتبار،[5] يلزم قدر أقل من الطاقة لتشغيل مركبة كهربائية. يتطلب إنتاج بطاريات السيارات الكهربائية موارد وطاقة إضافية، وبالتالي قد يكون لها بصمة بيئية أكبر خلال مرحلة الإنتاج.[6][7] تولد المركبات الكهربائية تأثيرات مختلفة أيضًا عند تشغيلها وصيانتها. وتكون المركبات الكهربائية أثقل في العادة، لذا تنتج قدرًا أكبر من غبار الإطارات والفرامل والطرق، لكن فرملتها التجديدية قد تقلل التلوث بجسيمات الفرامل.[8] المركبات الكهربائية أبسط ميكانيكيًا، ما يقلل استخدام زيت المحرك والحاجة للتخلص منه.

المزايا والعيوب مقارنة بالسيارات التي تعمل بالوقود الأحفوري

تمتلك السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية عدة فوائد بيئية مقارنة بمركبات محرك الاحتراق الداخلي التقليدية، مثل:

  • التخلص من ملوثات العادم الضارة مثل أكاسيد النيتروجين المتنوعة التي تقتل آلاف البشر كل عام.[9]
  • انبعاثات أقل من ثنائي أكسيد الكربون عالميًا مقارنة بتلك الناتجة عن السيارات التي تعمل بالوقود الأحفوري، ما يحد من تغير المناخ.[10]

تستحوذ المركبات الهجينة القابلة للشحن الخارجي على معظم هذه الفوائد عندما تعمل في الوضع الكهربائي الكامل.

للسيارات الكهربائية بعض العيوب، ومنها:

  • الاعتماد على العناصر الأرضية النادرة مثل النيوديميوم واللانثانوم والتربيوم والديسبروسيوم والمعادن الضرورية الأخرى مثل الليثيوم والكوبالت،[11][12] مع اختلاف كمية المعادن النادرة المستخدمة لكل سيارة. على الرغم من وفرة المعادن الأرضية النادرة في قشرة الأرض، يملك بعض المنقبين فقط حصرية الوصول إلى هذه العناصر.[13]
  • زيادة محتملة في انبعاثات «الجسيمات المعلقة» من الإطارات. يحدث هذا أحيانًا لأن معظم السيارات الكهربائية ذات بطارية ثقيلة، ما يعني أن الإطارات تتعرض لمزيد من التآكل. ومع ذلك، يمكن استخدام بطانة الفرامل بوتيرة أقل من السيارات غير الكهربائية، إذا كانت الفرملة التجديدية متوفرة، وبالتالي ينتج أحيانًا تلوث أقل بالجسيمات المعلقة مقارنةً بفرامل السيارات غير الكهربائية.[14][15] يمكن أن تحتوي بعض السيارات الكهربائية أيضًا على مزيج من الفرامل الجرنية والفرامل القرصية، ومن المعروف أن الفرامل الجرنية تسبب انبعاثات جسيمات معلقة أقل من الفرامل القرصية.
  • التلوث المنبعث أثناء التصنيع، وخاصة الكميات المتزايدة الناتجة عن تصنيع البطاريات.
  • التلوث السلبي (المنفعل) في بعض الحالات؛ تُنتَج الكهرباء اللازمة لإعادة الشحن من محطات توليد الطاقة التي تطلق الملوثات، وبالتالي على الرغم من عدم إطلاق الملوثات أثناء الحركة، تسبب الكهرباء المستخدمة التلوث مسبقًا. في حال وجود محطات الطاقة النووية، لا تصدر ملوثات مرئية باستثناء النفايات النووية التي تتطلب تخزينًا مكلفًا وإدارة وغيرها.

الجسيمات المعلقة

مثل جميع السيارات، تصدر السيارات الكهربائية جسيمات معلقة من إطارات الطريق وتآكل الفرامل، ويساهم هذا بالإصابة بالأمراض التنفسية. في المملكة المتحدة وحدها، يمكن أن تكون الجسيمات المعلقة غير الصادرة عن العوادم (من كل أنواع المركبات وليس الكهربائية فقط) مسؤولة عن 7000 إلى 8000 حالة وفاة مبكرة سنويًا.[16]

ومع ذلك، يمكن أن تحفز التكاليف المنخفضة لشحن وتشغيل وصيانة المركبات الكهربائية الأثر الارتدادي، وبالتالي إطلاق المزيد من الجسيمات المعلقة. بعبارة أخرى، يشجع رخص تكاليف القيادة على القيادة أكثر ما يزيد من تآكل الإطارات. (وتظهر تكاليف أخرى كالاختناق المروري وبالتالي الحاجة إلى تعبيد المزيد من الأراضي بهدف توسيع شبكة الطرق).

توليد الكهرباء من أجل السيارات الكهربائية

تكمن الميزة الرئيسة التي تقدمها المركبات الكهربائية مقارنة مع المركبات التقليدية بأنها قادرة على أن تصل إلى انبعاثات معدومة خلال دورة حياتها. ولكن بما أن الكهرباء المستخدمة حاليًا لشحن المركبات الكهربائية حول العالم لا تأتي من مصادر خالية تمامًا من الكربون، فإن المركبات الكهربائية في يومنا هذا مازالت تساهم في انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية. تزعم بعض الدراسات أن الغازات الدفيئة المنبعثة من السيارات الكهربائية خلال حياتها أقل من تلك المنبعثة من سيارات الوقود الأحفوري، ربما باستثناء بعض الأماكن التي تعتمد بنسبة عالية جدًا على الكهرباء الفحمية مثل صربيا.[17][18][19] أظهر آخرون أنه حتى في الأماكن حيث يوجد خليط توليد متنوع مثل بي جيه إم (سوق كهرباء في إقليم الأطلسي الأوسط في الولايات المتحدة)، يمكن لانبعاثات الغازات الدفيئة من المركبات الكهربائية خلال دورة حياتها أن تفوق تلك المنبعثة من المركبات التقليدية المكافئة. يعتمد الاختلاف في الانبعاثات بين المركبات الكهربائية ومركبات محرك الاحتراق الداخلي على المسافة المقطوعة بالإضافة إلى مصدر الكهرباء، لأن مرحلة الإنتاج بالنسبة لمركبات محرك الاحتراق الداخلي تكون عادةً أكثر نظافة، ومرحلة التشغيل (القيادة) بالنسبة للمركبات الكهربائية تكون عادة أكثر نظافة.[20]

بشكل عام، تكون المركبات الكهربائية أكثر نظافة عندما تأتي الكهرباء المستخدمة فيها من مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية الكهروضوئية، أو من مصادر الطاقة منخفضة الكربون مثل الطاقة النووية والطاقة الكهرومائية. يعد توليد الكهرباء حساسًا للوقت أيضًا، إذ تتوفر مصادر طاقة معينة بكميات أعلى في أوقات محددة من اليوم، حتى عبر المواسم المختلفة في العام. تتوفر الطاقة الشمسية الكهروضوئية خلال النهار فقط، ويزداد توليد طاقة الرياح عادةً مع ازدياد سرعات الرياح في الليل. يزداد توليد الطاقة الكهرومائية في فصلي الربيع والصيف مع ذوبان ثلوج الجبال. ودون وجود تخزين طاقة واسع النطاق، تظل الطاقة النووية الطاقة منخفضة الكربون الرئيسية الوحيدة المتوفرة في كل الأوقات. وبالتالي، يمكن أن يزيد شحن المركبات الكهربائية الجزء المتجدد من الإلكترونات التي تشغل المركبة ويقلل من انبعاثات القيادة وذلك عندما توجد كميات أكبر من إمدادات الطاقة المتجددة للشبكة.[21] كذلك فإن تنظيف الشبكة الكهربائية من خلال انتقال توليد الطاقة من محطات الوقود الأحفوري إلى مصادر الطاقة المتجددة ومنخفضة الكربون سيجعل المركبات الكهربائية أكثر نظافة. يعد هذا الأمر مهمًا نظرًا لأن كهرباء معظم الدول تُولّد، بشكل جزئي على الأقل، من حرق الوقود الأحفوري.[22] من المتوقع تحسن انبعاثات الشبكات الكهربائية بمرور الوقت مع انتشار التوليد منخفض الكربون وتخزين الطاقة على نطاق الشبكة. يمكننا أن نتوقع بالمقابل أن تصبح المركبات الكهربائية أكثر نظافة بمرور الوقت.

تعتمد سلسلة أفكار أخرى تقيس التأثير البيئي للمركبات الكهربائية على قيمة عوامل الانبعاث الهامشية.[23] تصف عادة عوامل الانبعاثات المتوسطة للمركبات الكهربائية جميع أنواع التوليد المختلفة في وقت معين، بينما تصف عوامل الانبعاثات الهامشية الانبعاثات الهامشية فقط –أي الانبعاثات الصادرة من الوحدة التالية للطاقة المستهلكة عند توصيل مركبة كهربائية. في معظم البلدان، لا يوفر توليد الطاقة المتجددة كامل الطلب على الكهرباء في وقت معين. عندما يكون توليد الطاقة المتجددة أقل من إجمالي الطلب، فإن الطلب الهامشي للمركبة الكهربائية التي تتصل بمقبس يؤمَن بالكامل تقريبًا من التوليد الأحفوري من الفحم أو الغاز الطبيعي. إن وصف الانبعاثات الهامشية للمركبات الكهربائية يزيد إلى حد كبير من تأثيراتها البيئية مقارنة مع متوسط الانبعاثات، ما يقود إلى بعض الاختلافات في الرأي بشأن التأثيرات البيئية الحقيقية للمركبات الكهربائية.[24]

مراجع

  1. ^ "Electric Vehicle Costs and Benefits in the United States" (PDF). Carnegie Mellon University. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-12-04. اطلع عليه بتاريخ 2020-09-03.
  2. ^ Holland؛ Mansur؛ Muller؛ Yates (2016). "Are there environmental benefits from driving electric vehicles? The importance of local factors". American Economic Review. ج. 106 ع. 12: 3700–3729. DOI:10.1257/aer.20150897. مؤرشف من الأصل في 2021-04-21.
  3. ^ Yuksel؛ Tamayao؛ Hendrickson؛ Azevedo؛ Michalek (2016). "Effect of regional grid mix, driving patterns and climate on the comparative carbon footprint of electric and gasoline vehicles". Environmental Research Letters. ج. 11 ع. 4. DOI:10.1088/1748-9326/11/4/044007. مؤرشف من الأصل في 2021-03-11.
  4. ^ Weis؛ Jaramillo؛ Michalek (2016). "Consequential life cycle air emissions externalities for plug-in electric vehicles in the PJM interconnection". Environmental Research Letters. ج. 11 ع. 2: 024009. Bibcode:2016ERL....11b4009W. DOI:10.1088/1748-9326/11/2/024009. مؤرشف من الأصل في 2021-04-21.
  5. ^ "All-Electric Vehicles". www.fueleconomy.gov (بEnglish). Archived from the original on 2021-05-09. Retrieved 2019-11-08.
  6. ^ Michalek؛ Chester؛ Jaramillo؛ Samaras؛ Shiau؛ Lave (2011). "Valuation of plug-in vehicle life cycle air emissions and oil displacement benefits". Proceedings of the National Academy of Sciences. ج. 108 ع. 40: 16554–16558. Bibcode:2011PNAS..10816554M. DOI:10.1073/pnas.1104473108. PMID:21949359. S2CID:6979825. مؤرشف من الأصل في 2021-04-29.
  7. ^ Tessum؛ Hill؛ Marshall (2014). "Life cycle air quality impacts of conventional and alternative light-duty transportation in the United States". Proceedings of the National Academy of Sciences. ج. 111 ع. 52: 18490–18495. Bibcode:2014PNAS..11118490T. DOI:10.1073/pnas.1406853111. PMC:4284558. PMID:25512510. مؤرشف من الأصل في 2020-12-14.
  8. ^ Ben Webster (29 يوليو 2019). "Electric cars are a threat to clean air, claims Chris Boardman". ذا تايمز. مؤرشف من الأصل في 2021-04-20. اطلع عليه بتاريخ 2019-08-03. The government's air quality expert group said this month that particles from tyres, brakes and road surfaces made up about two thirds of all particulate matter from road transport and would continue to increase even as more cars were run on electric power.
  9. ^ Association, New Scientist and Press. "Diesel fumes lead to thousands more deaths than thought". New Scientist (بen-US). Archived from the original on 2021-04-23. Retrieved 2020-10-12.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: لغة غير مدعومة (link)
  10. ^ "Global EV Outlook 2020 – Analysis". IEA (بBritish English). Archived from the original on 2021-05-17. Retrieved 2020-12-24.
  11. ^ "EUROPA - Electric vehicles and critical metals - Jamie Speirs, Imperial College Centre for Energy Policy and Technology | SETIS - European Commission". setis.ec.europa.eu. مؤرشف من الأصل في 2019-09-04. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-01.
  12. ^ "Rare Earth Metals and Hybrid Cars". 9 ديسمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 2021-04-21. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-01.
  13. ^ Sheibani، Askar (26 مارس 2014). "Rare earth metals: tech manufacturers must think again, and so must users". The Guardian. مؤرشف من الأصل في 2021-04-21. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-01. {{استشهاد بخبر}}: الوسيط غير المعروف |بواسطة= تم تجاهله يقترح استخدام |via= (مساعدة)
  14. ^ Damian Carrington (4 أغسطس 2017). "Electric cars are not the answer to air pollution, says top UK adviser". The Guardian. مؤرشف من الأصل في 2021-04-23. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-01. {{استشهاد بخبر}}: الوسيط غير المعروف |بواسطة= تم تجاهله يقترح استخدام |via= (مساعدة)
  15. ^ Loeb، Josh (10 مارس 2017). "Particle pollution from electric cars could be worse than from diesel ones". eandt.theiet.org. مؤرشف من الأصل في 2021-04-21. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-01.
  16. ^ "This is why electric cars won't stop air pollution". www.imeche.org. مؤرشف من الأصل في 2021-04-21. اطلع عليه بتاريخ 2020-10-12.
  17. ^ "Electric car emissions myth 'busted'". BBC News (بBritish English). 23 Mar 2020. Archived from the original on 2021-05-12. Retrieved 2020-10-12.
  18. ^ "Life-cycle emissions of electric cars are fraction of fossil-fuelled vehicles". مؤرشف من الأصل في 2021-05-12.
  19. ^ "Western Balkans wasted EUR 655 million on coal subsidies since 2015". Balkan Green Energy News (بen-US). 4 Dec 2020. Archived from the original on 2021-04-21. Retrieved 2020-12-24.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: لغة غير مدعومة (link)
  20. ^ Graphics, WSJ com News. "Are Electric Cars Really Better for the Environment?". WSJ (بen-US). Archived from the original on 2021-05-07. Retrieved 2021-05-07.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: لغة غير مدعومة (link)
  21. ^ Article "EV CO2 emission" from homechargingstations.com نسخة محفوظة 2021-04-21 على موقع واي باك مشين.
  22. ^ "Well-to-Wheels Greenhouse Gas Emissions and Petroleum Use for Mid-Size Light-Duty Vehicles" (PDF). Department Of Energy United States of America. 25 أكتوبر 2010. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2013-04-23. اطلع عليه بتاريخ 2013-08-02.
  23. ^ Siler-Evans، Kyle؛ Azevedo، Inês Lima؛ Morgan، M. Granger (1 مايو 2012). "Marginal Emissions Factors for the U.S. Electricity System". Environmental Science & Technology. ج. 46 ع. 9: 4742–4748. DOI:10.1021/es300145v. ISSN:0013-936X.
  24. ^ Zivin, Joshua S. Graff; Kotchen, Matthew; Mansur, Erin T. (11 Oct 2012). "Spatial and Temporal Heterogeneity of Marginal Emissions: Implications for Electric Cars and Other Electricity-Shifting Policies" (بEnglish). Archived from the original on 2021-05-07. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (help)
مجلوبة من «https://3rabica.org/index.php?title=الجوانب_البيئية_للسيارة_الكهربائية&oldid=3357240»