• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28 мая
Александр Березин
3
6 807

Нехватка меди не даст США перейти на электромобили, заявили ученые

4.8

Ученые из США подсчитали, что пятикратный рост потребления меди при переходе на электроавто увеличивает потребность в этом металле настолько серьезно, что безуглеродный переход даже для одних Штатов ставится под вопрос. Как альтернативу авторы научной работы предложили гибриды. Не меньшие проблемы, с их точки зрения, несет внедрение ВИЭ, тоже требующих немало меди. Впрочем, в исследовании есть серьезные узкие места.

Медный рудник / © Wikimedia Commons

Исследователи из Университета Мичигана и Корнеллского университета (США) опубликовали на сайте Международного энергетического форума работу (о ней также пишет сайт Университета Мичигана), в которой показали рост потребностей в меди из-за безуглеродного перехода. Чтобы обеспечить глобальный переход на электромобили (в смысле продаж новых машин), добычу меди надо увеличить на 55 процентов относительно того уровня, который понадобился бы без них. В то же время «переход на гибриды», отметили ученые, потребовал бы «незначительного» роста потребностей в меди.

В качестве типичного примера роста потребления меди авторы исследования назвали популярный в США седан Honda Accord. Его ДВС-версии необходимо всего 18 килограммов меди, а полностью электрической — уже 90 килограммов. Кроме того, серьезного расширения потребует электросеть для зарядки электроавто. Ученые пришли к выводу, что 40 процентов продукции со всех новых медных рудников в мире придется отправлять на электрификацию электротранспорта.

Не сильно лучше обстоят дела с электроэнергетикой. Крупный офшорный ветряк на восемь мегаватт мощности сегодня требует примерно 10 тонн меди.

Один из исследователей отметил: «Я большой фанат Закона об уменьшении инфляции (вопреки названию, этот американский закон — о безуглеродном переходе. — Прим. ред.), у меня есть солнечные батареи, аккумуляторы дома и электромобиль. Я целиком за энергетический переход. Однако он должен быть осуществлен реалистичным методом».

Таким авторы считают гибридные автомобили. Дефицит меди, с их точки зрения, — ограничивающий фактор всего энергоперехода.

Между тем многие тезисы американских ученых вызывают сомнения. Например, они берут как примеры потребления меди электромобилями модели 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.

Например, Tesla в 2023 году запустила в серию первый в мире автомобиль с 48-вольтовой бортовой сетью низкого напряжения и 816-вольтовой бортовой сетью высокого напряжения (Суbertruck). Главную роль здесь играет сеть низкого напряжения, поскольку основная длина проводов в машине выполнена именно на низком напряжении. Помимо этого, у Cybertruck один провод на все периферийные устройства: если в обычной машине 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.

Рост напряжения в четыре раза (сегодня бортовая сеть обычного автомобиля работает на 12 вольтах) означает кратно меньшую потребность в меди для низковольтной сети. Высоковольтная сеть на 800 вольт требует также значительно меньше меди, чем 400-вольтные, доминировавшие в электромобилях 2010-х годов. Поэтому тот же Cybertruck нуждается во вдвое меньшем количестве меди, чем аналогичная по мощности электромашина в 2010-х.

Иными словами, выпуск даже 100 миллионов электромобилей в год потребовал бы не девяти миллионов тонн меди, как полагают авторы новой научной работы, а лишь менее 4,5 миллиона тонн. И это предполагая то, что напряжение в бортовых сетях будущих электромобилей не вырастет выше уровня 2024 года, что тоже неочевидно.

За последнюю дюжину лет добыча меди выросла даже более чем на 25 процентов. При этом спады возникали не по причине нехватки медной руды, а вследствие временного падения цен, то есть и спроса на медь / © Statista

Определенно, ветряки требуют большого количества меди. Но восьмимегаваттный офшорный ветряк в год вырабатывает не менее 25 миллионов киловатт-часов. Миллион таких ветряков произведут 25 триллионов киловатт-часов (общая генерация всей Земли сегодня) и потребуют 10 миллионов тонн меди. Очевидно, что миллион ветряков не построят за один год: это займет десятилетия.

Но даже если кто-то смог бы реализовать такой производственный подвиг всего за 10 лет, понадобился бы только миллион тонн меди в год. Вместе с 4,5 миллиона тонн меди в год для электромобилей речь идет о 5,5 миллиона тонн ежегодно — лишь четверти от общей добычи 2023 года. Учитывая, что добыча меди стабильно росла и до начала энергетического перехода, какой-то нерешаемой проблемы в приросте еще на 25 процентов не видно.

Большие сомнения вызывают расчеты ученых, касающиеся потребностей в меди для расширения электросетей. Действительно, переход на электроавто нуждается в заправках, а те — в проводах. Но стоит помнить, что провода для ЛЭП в мире — почти все алюминиевые, поскольку они дешевле и легче, чем медные. В автомобилях и на ВЭС медь предпочтительнее, так как легче гнется и удобнее для плотных компоновок, но к ЛЭП эти требования не относятся.

Разумеется, это не значит, что у электромобилей или ВЭС нет других сложностей. Например, электромобили, как писал Naked Science, сегодня не будут стоить дешевле десятков тысяч долларов, то есть бюджетные авто с ДВС пока существенно дешевле. С ВЭС все еще хуже: они, как и СЭС, не могут обеспечить безуглеродный переход в принципе, по чисто техническим причинам.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Вчера, 20:03
Юлия Трепалина

Хотя полезным свойствам кофе посвящено много исследований, ученые продолжают делать открытия по этой теме. Недавняя работа китайских медиков показала, что регулярное употребление бодрящего напитка способно в некоторой мере снизить вероятность смерти при малоподвижном образе жизни.

Сегодня, 08:27
Александр Березин

Популярная гипотеза о доставке большого объема легких элементов на древнюю Землю с кометами и астероидами получила существенный удар: «импорт» был весьма невелик. Значит, вода и многие другие элементы для возникновения жизни никогда не исчезали с лица нашей планеты.

Позавчера, 11:21
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

Вчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

16 июня
Александр Березин

Пока премьер-министр Армении Никол Пашинян считает, что гражданам его страны надо отказаться от претензий на ранее населенные ими земли в современной Турции, Азербайджан на государственном уровне действует «исторически проактивно» — противоположным образом. Там есть и «Общество Западного Азербайджана», и даже канал «Западный Азербайджан ТВ». Находятся желающие назвать азербайджанцев преемниками кавказских албанов и даже заявить претензии на земли к западу от Азербайджана, где находится современная Армения. Разбираемся, насколько все это правда и есть ли этому научные обоснования?

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария
SecDep
3 недели назад
-
0
+
Отоберите клавиатуру у Березина
Rinat Bagoutdinov
3 недели назад
-
1
+
Медь вроде бы неплохо перерабатывается вторично, проще, чем тот же литий.
Андрей Сурин
3 недели назад
-
0
+
На графике добычи меди табличка с 2018 годом загораживает цифры добычи меди в 2017, 2019 и 2020 годах.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно