Американские учёные выяснили, что увеличение потребления меди в пять раз при переходе на электромобили создаёт серьёзную проблему, которая ставит под сомнение возможность достижения нулевого выброса даже для США. В качестве альтернативы авторы исследования предложили гибридные автомобили. По их мнению, внедрение ВИЭ также несет значительные проблемы из-за необходимости в большом количестве меди.
Ученые из Университета Мичигана и Корнеллского университета представили материал на сайте Международного энергетического форума. работу (о ней также пишетУченые с сайта Университета Мичигана продемонстрировали рост спроса на медь из-за перехода к низкоуглеродным технологиям. Для обеспечения глобального перехода на электромобили (в понимании продаж новых машин) добычу меди нужно увеличить на 55 процентов по сравнению с тем уровнем, который был бы необходим без этого перехода. В то же время «переход на гибриды», указали исследователи, потребовал бы «незначительного» роста спроса на медь.
Авторы исследования привели популярный в США седан Honda Accord в качестве примера роста потребления меди. ДВС-версии модели нуждаются всего в 18 килограммах меди, а полностью электрические — уже в 90 килограммах. Электросеть для зарядки электроавтомобилей также потребует серьезного расширения. Исследователи пришли к выводу, что 40 процентов продукции со всех новых медных рудников мира придется направлять на электрификацию электротранспорта.
Ситуация с электроэнергетикой не намного лучше. Большой offshore ветротурбинный генератор мощностью восемь мегаватт сейчас нуждается примерно в десяти тоннах меди.
Исследователь высказал мнение, что является сторонником Закона об уменьшении инфляции. Несмотря на название, этот американский закон направлен на переход к нулевым выбросам углерода. У меня есть солнечные батареи, аккумуляторы дома и электромобиль. Я поддерживаю энергетический переход, но считаю, что его нужно осуществить реалистично.
Авторы полагают, что гибридными автомобилями является этот фактор. Дефицит меди, по их мнению, ограничивает весь энергетический переход.
Многие тезисы американских ученых вызывают сомнения. Например, как примеры потребления меди берутся модели электромобилей производителей, которые вообще не делают электроавто массово (Honda), поэтому разбираются в этом процессе примерно на уровне АвтоВАЗа. В то же время более компетентные производители требуют куда меньше меди для своих машин.
В 2023 году Tesla выпустила первый автомобиль в мире с 48-вольтовой бортовой сетью низкого напряжения и 816-вольтовой бортовой сетью высокого напряжения (Cybertruck). Сеть низкого напряжения играет важную роль, так как основная протяженность проводов в машине выполнена именно на низком напряжении. Кроме того, у Cybertruck один провод для всех периферийных устройств: если в обычном автомобиле к колонке в двери и к электростеклоподъемнику в той же двери идут два отдельных провода (и так — ко всем потребителям), то у Cybertruck один провод (прокинутый по всей машине) обслуживает всех потребителей, кроме ходовых электромоторов.
Увеличение напряжения в четыре раза (сегодня бортовая сеть обычного автомобиля работает на 12 вольтах) означает существенно меньшую потребность в меди для низковольтной сети. Высоковольтная сеть на 800 вольт также требует значительно меньше меди, чем 400-вольтные, бывшие преобладающими в электромобилях 2010-х годов. Таким образом, такой же Cybertruck нуждается во вдвое меньшем количестве меди, чем аналогичная по мощности электромашина 2010 года.
Производство даже ста миллионов электромобилей ежегодно потребует меньше четырёх с половиной миллионов тонн меди, а не девяти миллионов, как утверждают авторы нового научного исследования. Это при условии, что напряжение в бортовых сетях будущих электромобилей не превысит уровень 2024 года, что само по себе не является очевидным фактом.
Ветряные турбины нуждаются в большом количестве меди. За год восьмимегаваттный офшорный ветряк вырабатывает не менее 25 миллионов киловатт-часов. Миллион таких генераторов произведут 25 триллионов киловатт-часов (в общей сложности столько же, сколько производит вся Земля сегодня) и потребуют 10 миллионов тонн меди. Соорудить миллион ветряных турбин за год невозможно: это займет десятилетия.
Даже если подобный производственный подвиг возможен за 10 лет, потребуется всего миллион тонн меди в год для этого. Добавим к нему 4,5 миллиона тонн меди в год для электромобилей — получается 5,5 миллионов тонн ежегодно. Это лишь четверть от общей добычи меди в 2023 году. С учетом стабильного роста добычи меди до начала энергетического перехода, видимой неразрешимой проблемы при росте еще на 25 процентов нет.
Расчеты ученых о потребностях в меди для развития электросетей вызывают сомнения. Переход на электроавтомобили потребует заправочных станций, а станции — проводов. Однако необходимо помнить, что провода для линий электропередач по всему миру преимущественно алюминиевые из-за более низкой стоимости и меньшей массы по сравнению с медными. В автомобилях и на ветроэлектростанциях медь предпочтительнее, так как она легче гнется и удобна для плотных компонований, но к линиям электропередач эти требования не столь важны.
Конечно, это не означает, что у электромобилей или ВЭС отсутствуют другие сложности. Naked Science, сегодня не будутСтоит дешевле десятков тысяч долларов, то есть бюджетные автомобили с ДВС пока существенно дешевле. С ВЭС всё ещё хуже: как и СЭС, не могутОбеспечить переход без выбросов углерода возможно с технической точки зрения.