Contaminació de l'automòbil elèctric

1997/07/01 De la Taille, R. Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Garraioak
• Ingurumena

Elhuyar. En la revista Zientzia eta Teknika ens hem encarregat del cotxe elèctric (vegeu en la pàgina 68, en la pàgina 60, “El cotxe elèctric, llest per a la carretera” i en la pàgina 81, en la pàgina 10, “Cotxes cada vegada més petits”). En aquesta ocasió, no obstant això, ens centrarem en la contaminació que el cotxe elèctric produeix de manera indirecta.

Avantatges del motor elèctric

Com és sabut, el cotxe elèctric càrrega unes bateries en les quals en girar el motor elèctric amb l'energia elèctrica acumulada, el vehicle avança. El motor elèctric té un estator anular i en el centre el rotor cilíndric gira sobre el seu eix.

Quan el motor elèctric està funcionant, no emet sorolls i el vianant no sent que el cotxe elèctric ve. Quant al silenci, és com la bicicleta, la màquina perfecta. Per això podem trobar-ho en qualsevol part de la nostra vida: trepants, rentadores, frigorífics, disc dur de l'ordinador, assecador de pèl, càmera de fotos, màquina d'afaitar, màquines de tallers, etc. El motor elèctric no s'ha utilitzat per a moure màquines que fins ara es desplacen de manera autònoma, com són els avions, automòbils i motocicletes.

Una altra dels avantatges de l'automòbil elèctric és que no contamina el medi ambient i aquest avanç s'ha posat de manifest en moltes ocasions. Cal dir, no obstant això, que el cotxe amb motor elèctric necessita sempre una bateria o un cable elèctric que li proveeixi energia. Els trens elèctrics o els troleibusos que circulen per diverses ciutats tenen un cable elèctric per damunt, però per als automòbils no sembla una solució adequada.

Contaminació en central

El cotxe elèctric necessita bateria, però la bateria s'ha de carregar i per a això es necessita també un cable elèctric. Per tant, des del punt de vista de la contaminació és preocupant el que ocorre en l'altre extrem del cable elèctric.

L'electricitat en si no està present en la naturalesa, excepte en els núvols en cas de tempesta (l'aprofitament d'aquesta electricitat genera grans problemes). L'electricitat és un tipus d'energia que pot ser aplicada a qualsevol mena d'energia, és a dir, no es produeix o perd energia, es transforma. Per això, per a obtenir energia elèctrica és necessari transformar un altre tipus d'energia.

Als països europeus d'obtenció d'energia elèctrica existeixen diferents tipus de centrals elèctriques: hidràuliques, nuclears i tèrmiques. La utilització d'electricitat procedent de centrals hidràuliques per a la càrrega de bateries no suposa cap mena de contaminació. En la central s'accionen les turbines amb el desnivell de l'aigua i no es generen fums ni residus.

Si el subministrador d'energia elèctrica a la bateria és una central nuclear (a França el 76% de l'energia elèctrica és nuclear), la contaminació és diferent. En lloc que els cotxes emetin gasos a les ciutats, en la central es generen residus radioactius i el tema dels residus radioactius segueix sense resoldre's en absolut. No obstant això, en algunes ciutats la contaminació provocada pels automòbils és enorme, per la qual cosa la solució de les centrals nuclears estaria satisfeta. De fet, l'únic reactor nuclear bastaria per a moure tres milions d'automòbils.

Si l'energia elèctrica per a les bateries és subministrada per una central tèrmica que crema carbó o petroli, el problema persisteix. El cotxe elèctric no elimina la contaminació. Només realitza el trasllat. Els gasos contaminants no s'emeten per carrers i carreteres sinó per la xemeneia de la central tèrmica. No obstant això, és cert que el control i neutralització dels gasos nocius que salin sols i dispersos per milers de tubs d'escapament és més difícil que tractar en una sola xemeneia gran de la central tèrmica.

Cal no oblidar que en molts països la major part de l'energia elèctrica procedeix de centrals tèrmiques: Dinamarca 90%, Gran Bretanya 71%, Alemanya 66%, els Estats Units 66%, el Japó 66%, etc.

Xifres de rendiments

Segons alguns, als països que obtenen la major part de l'energia elèctrica en les centrals tèrmiques, l'automòbil elèctric provocarà una major contaminació. Per a això utilitzen xifres de rendiments. I és que quan es passa d'una mena d'energia a un altre el rendiment mai és del 100%. Una part es perd sempre en la transformació.

Per exemple, quan fem girar la dinamo elèctrica, si l'energia que prenem de la xarxa és de 10 kWh, l'energia mecànica que es dóna en l'eix de la dinamo serà de 8 kWh quan el rendiment és del 80%. Altres 2 kW.h es perdran principalment en forma de calor per efecte Joule. En cada transformació es perd part i quan les transformacions són nombroses l'una després de l'altra, la qual cosa realment s'aprofita al final de la cadena pot ser un percentatge molt petit.

La següent figura mostra esquemàticament la trajectòria del combustible que consumeixen el cotxe elèctric i el motor dièsel. En els passos fins que l'energia elèctrica arriba al cotxe el rendiment disminueix, però la contaminació només es dóna en la central tèrmica. També es mostren els passos i rendiments del combustible de l'automòbil dièsel. En aquest recorregut els contaminants són la refineria i el propi automòbil.

En l'automòbil convencional actual, el combustible flueix directament des del dipòsit fins al motor d'explosió i el seu rendiment oscil·la entre el 25 i el 30%. En el cotxe elèctric que carrega la central tèrmica, l'energia del combustible passa dels dipòsits de la central a la turbina de vapor i de la turbina a l'alternador. De l'alternador al transformador, línia d'alta tensió, de nou va al transformador, línia de baixa tensió, bateria i finalment al motor de l'automòbil.

En la transformació de combustible a turbina el rendiment és del 40% i en l'alternador del 95%. Del 90% en el transformador i línia d'alta tensió i del 70% en la càrrega de bateries. Finalment, el rendiment en la transformació del motor elèctric del vehicle des de la bateria és del 70%. Per tant, el rendiment total durant tot el procés és de 0,4 x 0,95 x 0,90 x 0,7 x 0,7 = 0,167 o 16,7%, és a dir, inferior al dels motors d'explosió convencionals.

No obstant això, cal aclarir que el transport des de la refineria de petroli a les gasolineres gasta més energia que quan es realitza a les centrals tèrmiques. D'altra banda, caldria analitzar la quantitat d'energia que es gasta en la refineria per a obtenir el litre combustible que s'emporta a les gasolineres i el litre que s'emporta a les centrals tèrmiques.

Conclusió final

El cotxe elèctric continua tenint alguns obstacles que superar. L'important és que en les bateries lleugeres s'acumulin gran quantitat d'energia elèctrica perquè el vehicle aconsegueixi una gran autonomia i la velocitat requerida. No obstant això, els materials utilitzats en les bateries avui dia no són ecològics: plom, àcid sulfúric, sofre, sodi, níquel, cadmi, etc. Una vegada utilitzats també hauran de ser reciclats.

Fins al moment hem tingut en compte els pitjors casos de l'automòbil elèctric (que es carrega amb l'energia generada per la central tèrmica), però en general, i en comparació amb la contaminació generada pels automòbils actuals, sens dubte el cotxe elèctric és una bona solució. En teoria pot haver-hi millors camins, per descomptat, i caldrà investigar, però no es pot negar que la proliferació de cotxes elèctrics serà gràcies al medi ambient i a la nostra salut.