TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA PIN LIION XE ĐIỆN

13 12 0
  • Loading ...
1/13 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 30/12/2018, 10:33

Xe điện chạy bằng pin (BEVs) đóng một vai trò quan trọng trong giao thông trong tương lai. Tuy nhiên, những nhận thức về các tác động môi trường có thể có của việc sản suất, sử dụng và thải bỏ pin lithium ion ( Liion) còn rất hạn chế. Ta khó có thể so sánh được các tác động môi trường của BEVs với xe động cơ đốt trong (ICEVs). Do đó, việc kiểm kê chi tiết vòng đời sản phẩm của Pin Liion và một LCA thô của BEV đã được thực hiện. Nghiên cứu cho thấy các vấn đề môi trường gây ra do giao thông chủ yếu phụ thuộc giai đoạn vận hành của xe bất kể đó là xe động cơ đốt trong ICEV hay xe điện (được khuyến khích sử dụng ở Châu Âu). Theo nghiên cứu cho thấy có khoảng 15% các tác động môi trường của xe điện là do Pin (sử dụng thang đo chỉ thị sinh vật 99). Tác động gây ra bởi việc khai thác nguyên liệu cho các thành phần của Pin Liion chiếm ít hơn 2.3% (chỉ thị sinh vật 99). Các gánh nặng môi trường chính gây ra bởi Pin là nguồn cung cấp đồng và nhôm để làm cực âm và cực dương và các dây cáp trong hệ thống Pin. Nghiên cứu này cung cấp một nền tảng vững chắc để đánh giá chi tiết hơn tác động môi trường của Pin điện. TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA PIN LI-ION & XE ĐIỆN I TỔNG QUAN Tóm tắc Xe điện chạy pin (BEVs) đóng vai trò quan trọng giao thông tương lai Tuy nhiên, nhận thức tác động mơi trường có việc sản suất, sử dụng thải bỏ pin lithium ion ( Li-ion) hạn chế Ta khó so sánh tác động môi trường BEVs với xe động đốt (ICEVs) Do đó, việc kiểm kê chi tiết vòng đời sản phẩm Pin Li-ion LCA thô BEV thực Nghiên cứu cho thấy vấn đề môi trường gây giao thông chủ yếu phụ thuộc giai đoạn vận hành xe xe động đốt ICEV hay xe điện (được khuyến khích sử dụng Châu Âu) Theo nghiên cứu cho thấy có khoảng 15% tác động mơi trường xe điện Pin (sử dụng thang đo thị sinh vật 99) Tác động gây việc khai thác nguyên liệu cho thành phần Pin Li-ion chiếm 2.3% (chỉ thị sinh vật 99) Các gánh nặng mơi trường gây Pin nguồn cung cấp đồng nhôm để làm cực âm cực dương dây cáp hệ thống Pin Nghiên cứu cung cấp tảng vững để đánh giá chi tiết tác động môi trường Pin điện Giới thiệu Giao thông cá nhân tạo nhiều vấn đề môi trường: sử dụng nguyên liệu hóa thạch, việc phát thải chất ô nhiễm (NOx), lưu huỳnh (SO2) bụi Vấn đề nhiễm giảm phần nhờ chuyển đổi xúc tác lọc, ký vọng cao cách thay động đốt xe chạy điện Thuật ngữ “xe điện” sử dụng rộng rãi, bao gồm nhiều loại đề xuất thử nghiệm với dòng xe ơtơ chở khách dòng xe lai (dòng xe range extender) Hầu hết nhà sản suất xe lớn công bố xe pin điện sớm thành dòng sản phẩm họ Trong khứ, pin lượng dùng tàu thường có thành phần axit chì, nickel-metal hydride (NiMH), natri-niken-clorua (ZEBRA) Dòng xe điện thường sử dụng pin lithium (Li-ion) Do đặc tính thuận lợi lithium: nguyên liệu nhẹ kim loại, có khả cung cấp điện lớn, lượng điện mật độ điện điện cao Ngoài ra, nhiều thành tựu đạt ngành công nghiệp Thông tin Truyền thông (ICT) tạo sản phẩm an toàn, bền giá phải Pin Li-ion yêu cầu bảo dưỡng ít, lợi hầu hết loại pin hóa học khác - khơng thể bảo dưỡng Khơng có nhớ hiệu dụng, tự xả, khơng có chu trình cần thiết để kéo dài tuổi thọ pin Pin Li-ion phát triển mạnh cải tiến: ví dụ: Coban thường sử dụng đắt tiền, Co dần thay cách sử dụng phosphate sắt mangan Phát triển khác gia tăng nồng độ vật liệu hoạt động, ví dụ, sử dụng lưỡng điện cực Pin Li-ion thương mại sử dụng với nhiều loại vật liệu cực âm khác nhau, số lithium mangan oxit (LiMn2O4) Tinh thể LiMn2O4 phù hợp cho BEVs nhiều khía cạnh, chẳng hạn chi phí thấp, trình sản xuất dễ dàng (3) cuối không phần quan trọng an toàn nhiệt (6) Ngoài ra, mangan dồi tự nhiên (7) thiết lập ngành công nghiệp pin (8) Vấn đề lại liệu việc tăng cường sử dụng pin có đem lại lợi ích, hiệu tiềm BEVs có thực cao so với ICEVs Nghiên cứu trình bày báo nhằm mục đích thiết lập tảng vững để trả lời câu hỏi dựa quan điểm đánh giá môi trường Lịch sử BEV  1832-1839: Robert Anderson – nhà phát minh người Scotland, phát minh xe điện thô chạy Pin sạc  1881: Gaston Plante – nhà vật lý người pháp, phát minh pin lưu trữ axit chì sạc lại sau dùng xe điện  1901: Thomas Edison chế tạo Pin Nickel – metal cải thiện khả trữ điện, chi phí đắt nên ko đc áp dụng nhiều  1967: Pin Lithium phát minh  1990s: xe điện bắt đầu quan tâm phát triển mạnh trở lại II PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỊNH NGHĨA a LCA Phương pháp LCA phương pháp thiết lập phát triển chủ yếu để kiểm tốn đánh giá tác động mơi trường tiềm tàng sản phẩm từ quy trình sản xuất đến tình sử dụng thải bỏ sản phẩm LCA nhằm định lượng, đánh giá lượng, dòng vật chất sử dụng tất giai đoạn vòng đời sản phẩm chất thải có liên quan LCA dựa quan điểm gọi đơn vị chức Điều đặc biệt quan trọng sản phẩm cạnh tranh phân tích đánh giá so sánh Nghiên cứu phân tích việc sử dụng pin lithium-ion xe điện lựa chọn khả thi môi trường đánh giá xem liệu gánh nặng mơi trường liên quan đến pin có khả bù đắp lợi ích liên quan đến hệ thống truyền động điện Muốn cần thiết phải có mẫu xe điện bao gồm trình sản xuất xe, sử dụng thải bỏ đồng thời tập trung pin Li-ion mạng lưới đường Châu Âu Dòng xe tham chiếu sử dụng tương ứng số km Nghiên cứu bao gồm hệ thống vòng đời khơng giới hạn trước Vật liệu quy trình bỏ qua tác động môi trường xem không đáng kể dựa tổng khối lượng, nhu cầu lượng gánh nặng môi trường dự kiến đơn vị khối lượng, đơn vị lượng, Dữ liệu LCI để sản xuất pin cho việc sản suất xe điện biên soạn đặc biệt cho nghiên cứu (Hình 1) Trong LCI liệu cho vật liệu trình hệ thống lấy từ sở liệu ecoinvent(ecoinvent sở liệu LCA tiếng sử dụng khoảng 4.500 người sử dụng 40 quốc gia, toàn giới Cơ sở liệu chứa quốc tế Cơ sở liệu có chứa sống liệu quốc tế công nghiệp chu kỳ kiểm kê cung cấp lượng, khai thác tài nguyên, nguyên liệu, hóa chất, kim loại, nông nghiệp, dịch vụ quản lý chất thải dịch vụ giao thơng vận tải nhập dễ dàng mở LCA.) phiên 2.01 Hình 1: Cấu trúc mơ hình xe điện.(tổng lượng cc cho QT SX pin=4.756MJ) Nghiên cứu xem xét tất q trình có liên quan để cung cấp cho việc thực quãng đường km xe điện tập trung vào vật liệu thành phần hộp màu xám(phương pháp nhận dạng hộp, sử dụng để mơ hình hóa q trình cơng nghiệp) b Pin Chúng tơi chọn để mơ hình pin LiMn2O4 hợp lý để giả định mangan tương lai gần dùng để thay hồn tồn cho niken coban thường dùng nhiều loại pin nay, giá thấp nhiều mangan dễ kiếm Tính tốn thực loại vật liệu cực âm khác có chứa niken, coban sắt phosphate để kiểm tra độ nhạy kết Thông tin chi tiết sản xuất pin thành phần đưa đoạn Mơ tả Đơn vị quy trình (Description of Unit Processes) c Xe điện Xe chọn nghiên cứu Volkswagen Golf, có tầm hoạt động khoảng 200 km lần sạc (trọng lượng pin: 300 kg, dung lượng pin: 0.114 kWh/kg pin) hoạt động 150 000 km Những giả thiết thử nghiệm phân tích 240 000 km Trong trường hợp BEVs đòi hỏi thay pin Năng lượng tiêu thụ hoạt động xe điện ước tính dựa phương tiện có mang tính lý thuyết (xem chi tiết thơng tin hỗ trợ); 14,1 kWh điện lượng cần thiết cho 100 km để đẩy xe Volkswagen Golf với hiệu suất tổng thể 80% (kể hao phí tăng hồi phục) chu kỳ lái xe tiêu chuẩn (Chu kỳ lái xe Châu Âu, NEDC) Sưởi ấm, làm mát, thiết bị điện tử tiêu thụ 2,9 kWh/100 km (xem chi tiết Thơng tin hỗ trợ) Các BEV u cầu tổng cộng 17 kWh/100 km Gánh nặng môi trường việc tiêu thụ điện kiểm tra lượng khác với sai số ± 20% Sự pha trộn sản lượng điện trung bình (UCTE) châu Âu (11) lựa chọn cho hoạt động BEVs cam kết với tiêu chí sử dụng phần lại nghiên cứu sở liệu ecoinvent Gánh nặng môi trường cho hoạt động BEV phụ thuộc chủ yếu vào lựa chọn nguồn sản xuất điện Điều thử nghiệm cách thay UCTE trộn điện từ than đá thủy điện Điều quan trọng xe lẫn Pin điều không dùng để đại diện cho sản phẩm cụ thể mà hợp lý mặt kỹ thuật tùy chọn d Xe tham chiếu Loại xe xử dụng xăng hiệu (Euro 5) chọn để so sánh Xe động đốt tiêu thụ 5.2L nguyên liệu cho 100 km theo tiêu chuẩn đường châu Âu Dẫn đến mức phát thải 0.12 kg CO2 cho km Các xe lựa chọn đại diện cho phương tiện sử dụng Châu Âu, xe bán Châu Âu năm 2009: 51,4% bao gồm xe nhiên liệu diesel với nhiên liệu trung bình tiêu thụ 5,7 L/100 km diesel 6.6 L/100 km xăng (tính từ báo cáo phát thải CO2) Tuy nhiên, ICEVs lựa chọn để đại diện cho trình độ cơng nghệ tương tự cho BEVs e Phân bổ giới hạn Lựa chọn đầu vào, đầu cho sản phẩm khác vấn đề quan trọng nghiên cứu LCA lựa chọn ngun tắc lựa chọn định trước kết LCA Vì vậy, quan trọng quy trình lựa chọn phù hợp với mục tiêu nghiên cứu (15) Nghiên cứu nhằm mục đích xác định tiềm góp phần pin vào tổng thể gánh nặng mơi trường phương tiện giao thông gây Lựa chọn hệ thống đầu vào lựa chọn theo cách dẫn đến mức cao vấn đề môi trường cho pin Do đó, tất chi phí cho việc khai thác muối lithium phân bổ cho muối lithium, nước muối mặn mang lại khác sản phẩm tốt Phù hợp với nguyên tắc này, sản phẩm cuối vòng đời (EOL) mà tái chế không lựa chọn chi phí từ sản xuất chúng Do đó, tất gánh nặng từ vật liệu sản xuất lựa chọn cho vòng đời sản phẩm chí dù sản phẩm tái sử dụng (ví dụ, sau năm, xe pin sử dụng ứng dụng văn phòng) f Đánh giá tác động mơi trường Các vấn đề môi trường thể tiềm nóng lên trồn cầu (GWP) áp dụng khung thời gian 100 năm, yêu cầu tích lũy lượng (CED) để tái tao lại nguyên liệu (nguyên liệu hóa thạch hạt nhân) trình bày thị sinh vật 99 sử dụng góc nhìn thứ bậc tỉ trọng trung bình (EI99 H/A) Cạn kiệt tài nguyên xem khả tái tạo (ADP), tác động phương pháp CML Tất tác động sử dụng dựa sở liệu ecoinvent phiên 2.01 Hai số lựa chọn để chấp nhận rộng rãi cho nghiên cứu phù hợp việc đưa định Các EI99 H/A lựa chọn kể từ số khác gần hướng đến lượng loại từ ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người hệ sinh thái, suy giảm tài nguyên thiên (ADP) đánh giá bao gồm việc sử dụng nguồn nguyên liệu đặc biệt kim loại Ngoài kết đánh giá tác động, chúng tơi xét mặt tích lỹ bụi (PM10), SO2, NOx kể từ số sử dụng rộng rãi hội thảo vấn đề giao thông g Mô tả quy trình đơn vị Hình mơ tả bước sản xuất pin Li-ion, từ việc khai thác lithium sản xuất điện cực đến việc đóng thành pin, thành phần xe điện chuyển động Các đường nét đứt thể cho đơn vị chức chọn để nghiên cứu Tất bước có lượng nhiệt điện cần thiết tương ứng để sản xuất kg pin Liion Việc tính tốn thực pin Kokam catot làm từ LiMn2O4 Bảng chi tiết input-output cho tất ô xám giả thiết khoảng cách vận chuyển, sở hạ tầng trộn lẫn nguồn điện cung cấp Thông tin Hỗ trợ Quá trình sản xuất muối lithium đậm đặc bao gồm việc đặc lithium có nước biển lượng mặt trời sa mạc Atamaca Cần có nhiên liệu diesel để bơm nước muối từ nguồn đến sa mạc Tiếp theo, Muối lithium đậm đặc xử lí tiếp chất phụ gia nhằm loại bỏ Bo, sau lọc hỗn hợp Cuối cùng, thêm soda (Na2CO3) để tạo kết tủa lithium cacbonat (Li2CO3).Lọc kết tủa, rửa phơi khô ta độ tinh khiết 99% Mn2O3 sản xuất từ magan cacbonat thông qua hai bước nung: nung nhiệt độ thấp nito (N) sau nung nhiệt độ cao oxi Kết LiMn2O4 tạo từ Mn2O3 Li2CO3 Trong trình nung, khơng khí lò chuyển từ điều kiện trơ (N2) sang oxi hóa (O2) Bột oxit sau tách nước biện pháp sấy phun Nguyên liệu cho dung dịch điện phân dung môi hữu cơ, thường hỗn hợp etylen cacbonat muối điện phân (thường LiPF6) Để sản xuất LiPF6, ta sản xuất LiF phản ứng Li 2CO3 HF nhiệt độ phòng Lọc dung dịch thu được, sau chuẩn độ NH3 (pH 7.5), rửa với nước sấy khô Tiếp theo, kết hợp photpho pentaclorua (PCL5) LiF lò hấp hạ nhiệt độ xuống -78C Cuối cùng, thêm HF vào để hồn tất q trình trao đổi Cl-F Phản ứng xảy mơi trường khí trơ (N2) Sản xuất catot anot yêu cầu trộn lẫn vài thành phần (chất kết dính dung mơi, than đen, LiMn2O4, graphit(than chì) tương ứng), sau bọc kim loại (tương ứng Al Cu) Các chất kết dính trộn với nước sử dụng mà không cần đến dung môi hữu Để sản xuất lớp phân cách, sử dụng phim nhựa xốp phủ hỗn hợp copolymer, dibutyl phthalate silicat hòa tan axeton Trong trình sản xuất anot, catot lớp phân cách, nhiệt sử dụng để làm nóng hỗn hợp lên 130o C, làm bay dung môi hút ẩm điện cực (hàm lượng nước < 20ppm) Catot, lớp phân cách, anot xếp, cắt, cuộn lại đóng thành viên pin đơn lớp bọc nhựa Trong mơi trường khí trơ, dung dịch điện môi thêm vào khối trên.Cuối cùng, lắp ráp pin, quản lý dây cáp vào hộp thép Chiếc xe điện sử dụng cho nghiên cứu lấy từ chiết xe Golf có Các thành phần khác (khung, phụ tùng xe, bánh xe, thiết bị an tồn ) khơng thay đổi, hệ thống truyền động thay hệ thống điện (bao gồm điều khiển, động điện truyền dẫn) pin Li-ion Việc sử dụng xe xem xét phương diện điện tiêu thụ tất sở hạ tầng cần thiết (xe, đường bộ, mạng lưới điện) bao gồm xử lý EOL (end of life) Các liệu xe khách dùng xăng sử dụng công nghệ tiết kiệm nhiên liệu lấy từ sở liệu Ecoinvent h Khí thải tác động Pin Li-ion góp phần nhỏ tác động đến mơi trường xe điện ko phụ thuộc vào phương pháp nghiên cứu Dịch vụ vận tải sử dụng ICEV tác động môi trường cao BEV (ADP cao 37,47% tương ứng 261 kg antimon, GWP cao 55,3% tương đương với 37700 kg CO2, CED cao 23,5% tương ứng 583000 MJ, EI99 H/A cao 61.6% tương ứng 2530 điểm) Tác động môi trường xe điện pin chiếm 7% (đối với CED) 15% (EI99) Phân tích với EI99 H/A cho thấy mức độ tác động xe điện pin cao gấp đôi so với việc phân tích phương pháp khác, chủ yếu chi phí trình vận hành Khơng có khác biệt lớn ICEV BEV tác động môi trường sử dụng đường (cơ sở hạ tầng, bảo trì ) thiết bị xe Sự khác biệt nhỏ chủ yếu hệ thống truyền lực, bảo trì lý xe Sự khác biệt chủ yếu phản ánh trình vận hành, mà tác động pin tăng lên Quá trình vận hành chi phối đến kết LCA BEV ICEV, ICEV bị tác động nhiều PM10, NOx SO xe điện tạo (PM10 100%, 16.2 kg; NOx 100%, 49.5 kg; SO2 100%, 83.7 kg) cao so với ICEV (PM10 79.0%, 12.8 kg; NO x 87.9%, 43.5 kg; SO2 74.7%, 62.5 kg) Các khí thải chủ yếu xuất phát từ trình hoạt động độc lập loại xe Sản xuất pin, thiết bị hệ thống truyền động tạo lượng đáng kể loại khí thải Sản xuất pin Lithium chủ yếu trình sản xuất catot, anot gói pin Pin đơn, lớp phân cách, muối lithium chất điện mơi đóng vai trò nhỏ Ngồi pin đơn, khối pin Liion bao gồm hộp thép, dây nối bảng in dây Các thành phần chiểm tỷ lệ tương đối cao (hơn 20% tác động) tất phương pháp đánh giá tác động Với EI99 H/A trình sản xuất anot tác động lớn nhất, với CED, GWP, ADP sản xuất catot Việc sử dụng đồng anot chiếm 43% tác động môi trường pin Li-ion (theo EI99 h/A) Ngoài đồng sử dụng thiết bị khác (như dây cáp ) Than chì thành phần khác chiếm phần nhỏ Kết đánh giá anot lại khác đánh giá với ADP, CED GWP Theo đó, anot chiếm lượng nhỏ tổng tác động pin Và anot, than chì lại tác động môi trường nhiều đồng Tác động Catot tới GWP, CED ADP cao anot Trong thu nhơm chiếm phần lớn tất phương pháp đánh giá tác động Các thành phần khác (chất kết dích, than đen, lượng ) tác động môi trường nhỏ trình sản xuất catot Tác động mơi trường gây hai thành phần chứa lithium LiMn2O4 LiPF6 10% (EI99) 20% (GWP), LiMn2O4 (EI99 H/A 5,6%; GWP 13,8%) cao so với LiPF6 (EI99 3,79% GWP 6,47%) Bên cạnh đồng nhơm, vật liệu than chì LiMn 2O4 bảng in dây, nhiệt trình nito đóng góp vào tác động mơi trường pin Li-ion Theo EI99 H/A, sản xuất pin Li-ion chủ yếu tác động đến sức khỏe người (44%) chất lượng tài nguyên (39%), hệ sinh thái bị ảnh hưởng (17%) Lượng khí thải vơ ảnh hưởng đến hô hấp PM10, SO2, NOx gây tác động lớn nhất, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch khống sản Thử nghiệm độ nhạy tác động môi trường theo EI99 H/a LiMn 2O4 với Li(MnNiCo) O2 tăng 12,8%, sử dụng LiFeO4 giảm 1,9% Kết tính tốn độ nhạy cho vòng đời xe, tương ứng 240 000 km (BEV cần pin Li-ion) cho thấy giảm xuống tổng tác động môi trường cho km theo EI99 H/A 7,5% (BEV) 7,1% (ICEV) Tác động (EI99 H/A) BEV tăng 13,4% sử dụng điện từ than đá (UCTE), giảm 40,2% sử dụng thủy điện Do sử dụng nguồn điện từ thủy điện làm giảm đáng kể tổng tác động môi trường BEV (lên tới 9,6%) Thảo luận Kết nghiên cứu cho thấy tác động pin Li-ion sử dụng BEVs (xe điện chạy Pin) cho dịch vụ vận tải tương đối nhỏ Tuy nhiên, giai đoạn hoạt động gánh nặng môi trường chủ yếu dịch vụ vận tải (khi điện cho BEV sản xuất thủy điện) Phát phù hợp với nghiên cứu trước cho thấy tác động trình hoạt động phương tiện chiếm ưu tác động MT gây từ dịch vụ vận tải Nghiên cứu rằng: sở hạ tầng, bảo trì dịch vụ khác góp phần vào tác động mơi trường dịch vụ giao thông Chúng nhận thấy tác động tương tự gánh nặng môi trường loại hình vận chuyển khác xe sử dụng động đốt (Hình 2) Một giải thích khác cho tác động nhỏ pin việc đánh giá tổng thể tác động dịch vụ vận tải phần % tác động MT thành phần lithium gây cho gánh nặng môi trường so với tổng tác động pin Li-ion tương đối nhỏ Điều giải thích trước hết thực tế có 0.007 kg lithium/1kg pin Li-ion Thành phần lithium pin bao gồm vật liệu hoạt động (LiMn2O4) lithium chất điện phân Ngoài ra, q trình sử dụng để trích xuất lithium từ nước mặn đơn giản có mức nhu cầu lượng thấp Mặc dù lithium có nồng độ trung bình thấp 0,01% khối lượng vỏ trái đất coi kim loại đánh giá khía cạnh ADP (khả cạn kiệt tài nguyên không tái sinh) cho thấy thành phần lithium có tác động khơng lớn Li2CO3 đóng vai trò cực âm pin, nguồn nguyên liệu muối lithium có tác động 1,9% So với thành phần khác Ví dụ, Mn2O3 (4,4%), đồng (5,3%) nhơm (15,1%), cạn kiệt tài nguyên không tái sinh lithium dường không đáng kể Tuy nhiên, kết có giá trị Li2CO3 sản xuất từ nguồn nước mặn Nếu thành phần lithium dựa Spodumene (khống silicat nhơm-liti), q trình trích xuất lithium từ khống vật đòi hỏi lượng lớn lượng.Đóng góp cho gánh nặng mơi trường q trình sản xuất pin (khơng phụ thuộc vào tác động phương pháp đánh giá sử dụng) nguồn cung cấp kim loại (hình 3) vàquá trình lượng Kim loại có mặt tất trình sản xuất: cực dương (điện cực đồng), cực âm (điện cực nhơm) pin Pin cần có cáp (đồng), thép hộp pin hệ thống quản lý pin, có kim loại khác nhau.Ví dụ: đồng, vàng, thiếc Một nhu cầu lượng lớn trongsản xuất nhôm , sản xuất tấmcho hệ thống quản lý pin, sản xuất than chì, trình làm khô cacbonat manganMn2O3 Li2CO3 Mn2O3 để sản xuất LiMn2O4 việc sử dụng nhiệt để làm khô điện cực.Than chì có tác động CED (nhu cầu lượng tích lũy) cao nhiều so với GWP (tiềm năng, nguy nóng lên tồn cầu) Than cốc chuyển đổi thành than chì, loại than chứa nhiều lượng góp phần vào CED, gần khơng ảnh hưởng tới GWP Carbon sản phẩm(than chì) có phần nhỏ lượng khí CO tạo q trình này.Tác động lớn vào môi trường pin Li-ion mặt GWP trình sản xuất LiMn 2O4, công đoạn làm khô Mn2O3 sử dụng lượng nhiên liệu đốt lớn Giá trị cao GWP bắt nguồn từ thực tế việc chuyển đổi mangancacbonat (MnCO 3)thành Mn2O3 phản ứng Li 2CO3 vàMn2O3tạo thành LiMn2O4 phát thải lượng đáng kể khí CO2 Kết phân tích LCA BEVs chủ yếu phụ thuộc vàothông tin môi trường Pha điện xem xét, khói xe xe chuyển sang đơn vị điện Xe điện di động gây cao nhấtcó thể lên đến EI99 H/A , CED , GWP ADP điện sử dụng có chứa tỷ lệ cao hóa thạchnhiên liệu pha trộn điện UCTE ( phần nhiên liệu hóa thạch> 50 %) Tuy nhiên, hoạt động ICEVgây ảnh hưởng tương đối cao ( CED , 92%; GWP, 125% (Hình 2), ICEV cần phải tiêu thụ 3,9 L/100km đểCED gây tổng tác động mơi trườngthấp so với BEV 2,6 L/100km đểgây điểm số EI99 H/Athấp Tiêu thụ phạm vi nàyđược thực số ICEVs động diesel nhỏ hiệu Ví dụ, từ Ford Volks wagen Dịch vụ vận tải ảnh hưởng đến mơi trường chủ yếu dogóp phần nhiễm khơng khí tồn cầu: PM10, SO2, NOx vàkhí thải giao thơng góp phần đáng kể mơi trườngcác vấn đề q trình axit hóa tượng phú dưỡng (SO 2và NOx), nhiễm khơng khí quang (NOx) hay có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người, ví dụ, độc tính tế bào, gây hại cho vật liệu di truyền qua q trình oxy hóa khả gây dị ứng (PM10, SO NOx) Đối với kết LCI cho vấn đề ô nhiễm PM10, SO 2, NOx cho thấy vận tải BEV dẫn đến gánh nặng môi trường cao so với vận chuyển ICEV Tuy nhiên, lượng khí thải sản xuất xe, đặc biệt pin Li-ion, đặt khu công nghiệp nơi mật độ dân số nhỏ Trong phát thải động đốt phổ biến khu đô thị với mật độ dân số cao Lượng khí NO x phát thải từ ICEV có nguồn gốc từ q trình hoạt động, gây tiềm gây hại cao sức khỏe người Mối quan hệ hoạt động so với trình sản xuất pin khác đánh giá với EI99 H/A, so sánh với phương pháp đánh giá tác động khác trình vận tải BEV hay ICEV giống cách thức sử dụng EI99H/A cho thấy Cu đóng góp lớn vào gánh nặng mơi trường,trong đánh giá với phương pháp khác lại cho phần nhỏ Ngược lại, Al LiMn 2O4 vấn đề cần cân nhắc đánh giá CED, GWPhoặc ADP, chiếm phần nhỏ đánh giá với EI99H/A Điều đánh giá xuất phát từ giả thuyết khác nhau, GWP,CED ADP đánh giá dựa việc sử dụng khoáng sản lượng , EI99H/A lại đánh gía dựa độc tính người hệ sinh thái Các loại thiệt hại sức khỏe người EI99 H/A chiếm 43% môi trườnggánh nặng gây việc sản xuất pin Li-ion (xemHình S2 hỗ trợ Thơng tin) Khi phân tích Cu với EI99 H/A, thiệt hại cho sức khỏe người (40%) chất lượng hệ sinh thái (27%) gây gánh nặng môi trường lớn so với khai thác khoáng sản (30%), tiêu thụ lượng (3%) Tính bất định độ nhạy Thơng tin đánh giá trình bàycho pin Li-ion, BEV ICEV khôngdựa liệu hiệu suất đại diện cho sản phẩm cụ thể, đó, khơng chắn tn thủ LCI Lựa chọnthủ tục phân bổ lựa chọn mơ hình khác gợi rachênh lệch ảnh hưởng đến kết nghiên cứu Do điểm quan trọng thảo luận phần sau: Hóa học lựa chọn cho pin Li-ion điều tratrong nghiên cứu dựa mangan Ngày nay, nhiềucác vật liệu khác sử dụng pin tơ, ví dụ: niken, coban sắt Phân tích độ nhạy vật liệu cathode khác cho thấy tác động thay đổi nhỏ.Do mơi trường đối vớimột đánh giá chung hợp lý để bỏ quasự đa dạng nhiều loại vật liệu hoạt động khác để giảmphức tạp pin hóa học Phân tích độ nhạy tiêu thụ điện chocác BEV phân tích độ nhạy cho tuổi thọ pin cho thấy chênh lệch nhỏ liên quan đến gánh nặng môi trường hai, vận chuyển với ICEV BEV Tuy nhiên,sự lựa chọn nguồn cung cấp điện cho BEV dẫn đến biến đổi đáng kể Nạp điện BEV với điệntừ nhà máy điện sử dụng than đá dẫn đến tăng13,4%gánh nặng môi trường Mặt khác, sử dụngđiện từ nhà máy thủy điện trung bình giảmgánh nặng mơi trường đến 40,2% Điều dẫn đến giảm tác động cho hoạt động từ 41,8% (UCTE pha trộn) xuống 9,6 % khisạc pin với điện từthủy điện Mơ hình áp dụng để đánh giá EOL cho xebao gồm pin Li-ion dẫn đến trường hợp kịch bảnxấu nhất, không tính đến lợi ích bắt nguồn từ vật liệu hữu ích pin Pin tái chếmộttỷ lệ cao, quy định EU 85 % năm 2006 đạt 95% vào năm 2015 Đối với xe thơng thường, điểm EI99 H/A sẽđược giảm xuống 88,8% phương pháp tiếp cận mơ hình bao gồmnhững lợi ích củaviệc tái sinh vật liệu thay vật liệu khác chưa khai phá Việc giảm tác động dự kiến cao xe điện Cho thấy chuyển từkhai thác tài nguyên sang cung cấp tài nguyên để tái chế âm cựcpin Li-ion tiết kiệm khoảng 51% tài nguyên thiên nhiên sử dụng Do đó,phương pháp tiếp cận mơ hình EOL áp dụng nghiên cứu nhấn mạnh lợi sinh thái di chuyển bằngBEV so với ICEV Dựa tất sở lí luận kết LCA, cácphân tích độ nhạy khác nhau, mơ hình áp dụng cho EOL,giả thiết cho pha trộn điện sử dụng,… Đều cho thấy E- di động có lợi cho mơi trường so với phương tiện di chuyển thông thường khác Sự sử dụng pin Li-ion đóng vai trò quan trọng việc đánh giá gánh nặng mơi trường E -Mobility Do đó, pin Li-ion BEV không dẫn đến ảnh hưởng xấu lợi ích tiềm tàng củaBEVhiệu so với ICEV III LIÊN HỆ Ở VIỆT NAM Hiện Việt Nam Pin Li-ion chủ yếu sử dụng trong: thiết bị điện thoại, laptop, số dòng xe đạp điện mới, số thiết bị điện khác Tuy nhiên chưa xử lý sau thải bỏ, thải bỏ chất thải nguy hại thu gom theo yêu cầu nhà sản suất, phân phối ... thủy điện Do sử dụng nguồn điện từ thủy điện làm giảm đáng kể tổng tác động môi trường BEV (lên tới 9,6%) Thảo luận Kết nghiên cứu cho thấy tác động pin Li-ion sử dụng BEVs (xe điện chạy Pin) ... vào tác động môi trường dịch vụ giao thông Chúng nhận thấy tác động tương tự gánh nặng mơi trường loại hình vận chuyển khác xe sử dụng động đốt (Hình 2) Một giải thích khác cho tác động nhỏ pin. .. H/A cao 61.6% tương ứng 2530 điểm) Tác động môi trường xe điện pin chiếm 7% (đối với CED) 15% (EI99) Phân tích với EI99 H/A cho thấy mức độ tác động xe điện pin cao gấp đôi so với việc phân tích
- Xem thêm -

Xem thêm: TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA PIN LIION XE ĐIỆN, TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA PIN LIION XE ĐIỆN

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay