Оцінка екологічного впливу електромобілів: аналіз викидів парникових газів, ресурсів для виробництва батарей та впливу на якість повітря та шумове забруднення в містах

Abstract

Андросюк А.М., Венгер Л.О. (керівник). Оцінка екологічного впливу електромобілів: аналіз викидів парникових газів, ресурсів для виробництва батарей та впливу на якість повітря та шумове забруднення в містах. Бакалаврська кваліфікаційна робота – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2025.

Розширена анотація. У світлі загострення проблеми зміни клімату та необхідності переходу до сталих моделей мобільності електромобілі (ЕМ) дедалі частіше розглядаються як перспективна альтернатива традиційним транспортним засобам з двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ). Проте їхній екологічний вплив залишається складним та багатогранним питанням, що потребує комплексної оцінки. Дана робота присвячена аналізу екологічного профілю електромобілів за трьома ключовими напрямами: скорочення викидів парникових газів, використання ресурсів для виробництва літій-іонних батарей та вплив на якість довкілля в міському середовищі — зокрема на рівень забруднення повітря та шум. Перший розділ роботи охоплює аналіз життєвого циклу електромобіля з акцентом на порівняння викидів CO? на кожному етапі - від видобутку сировини до експлуатації та утилізації. Особлива увага приділяється впливу енергетичного міксу країни на загальні викиди: в регіонах з "чистою" енергетикою електромобілі демонструють значно нижчі викиди в порівнянні з ДВЗ, тоді як у країнах з високою часткою вугільної генерації ця перевага зменшується. Другий розділ аналізує ресурсоємність і вплив на довкілля процесів, пов’язаних із видобутком і переробкою ключових матеріалів для акумуляторів, зокрема літію, кобальту та нікелю. Розглянуто екологічні ризики, пов’язані з деградацією екосистем, водним дефіцитом та соціальними аспектами у регіонах видобутку. У третьому розділі оцінюється вплив електромобілів на міське середовище: за рахунок відсутності вихлопних газів вони істотно знижують концентрацію забруднювальних речовин у повітрі, що сприяє покращенню громадського здоров’я. Крім того, зниження шумового забруднення, особливо в умовах високої щільності трафіку, є важливою перевагою для якості життя мешканців міст. Узагальнюючи результати, робота демонструє, що впровадження електромобілів може істотно зменшити негативний вплив транспорту на довкілля, проте ця трансформація повинна супроводжуватися переходом до відновлюваних джерел енергії, розвитком замкнених циклів використання ресурсів та підвищенням екологічної прозорості ланцюгів постачання. Отримані висновки мають практичну цінність для формування сталих транспортних стратегій на державному та муніципальному рівнях. Об’єкт дослідження - система міського транспорту в контексті переходу від транспортних засобів із двигунами внутрішнього згоряння до електромобілів. Предмет дослідження - Екологічні аспекти функціонування електромобілів, зокрема викиди парникових газів на всіх етапах життєвого циклу, використання природних ресурсів для виробництва акумуляторних батарей, а також вплив електромобілів на якість повітря та шумове навантаження в міському середовищі. Мета дослідження. Метою даної роботи є оцінка впливу електромобілів на довкілля шляхом аналізу парникових викидів, ресурсної інтенсивності виробництва батарей та змін екологічного стану міського середовища, з акцентом на якість повітря і рівень шумового забруднення. Результати дослідження. У результаті дослідження встановлено, що електромобілі мають значний потенціал для зниження загальних викидів парникових газів за умови використання низьковуглецевого або відновлюваного джерела електроенергії. Виявлено, що виробництво літій-іонних батарей є ресурсоємним процесом з помітним екологічним слідом, особливо на етапі видобутку критичних металів. Водночас експлуатація електромобілів у міському середовищі дозволяє значно покращити якість повітря та зменшити шумове навантаження, що позитивно впливає на стан здоров’я населення. Запропоновано рекомендації щодо зниження екологічного навантаження в усьому життєвому циклі електромобіля.Androsyuk A.M., Wenger L.O. (supervisor). Assessment of the environmental impact of electric vehicles: analysis of greenhouse gas emissions, resources for battery production and impact on air quality and noise disturbance in cities. Bachelor's qualification work – Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2025. Extended abstract. In light of the growing concern about climate change and the need to transition to sustainable mobility models, electric vehicles (EVs) are increasingly being considered as a promising alternative to traditional vehicles with internal combustion engines (ICEs). However, their environmental impact remains a complex and multifaceted issue that requires a comprehensive assessment. This work is devoted to analyzing the environmental profile of electric vehicles in three key areas: reduction of greenhouse gas emissions, use of resources for the production of lithium-ion batteries, and impact on environmental quality in the urban environment — in particular, on the level of air pollution and noise. The first section of the paper covers an analysis of the life cycle of an electric vehicle with an emphasis on comparing CO? emissions at each stage - from raw material extraction to operation and disposal. Particular attention is paid to the impact of a country's energy mix on overall emissions: in regions with "clean" energy, electric vehicles demonstrate significantly lower emissions compared to internal combustion engines, while in countries with a high share of coal generation this advantage decreases. The second section analyzes the resource intensity and environmental impact of the processes associated with the extraction and processing of key battery materials, including lithium, cobalt, and nickel. It examines environmental risks related to ecosystem degradation, water scarcity, and social aspects in mining regions. The third section assesses the impact of electric vehicles on the urban environment: due to the absence of exhaust gases, they significantly reduce the concentration of pollutants in the air, which contributes to improving public health. In addition, the reduction of noise pollution, especially in conditions of high traffic density, is an important advantage for the quality of life of city dwellers. Summarizing the results, the work demonstrates that the introduction of electric vehicles can significantly reduce the negative impact of transport on the environment, but this transformation must be accompanied by a transition to renewable energy sources, the development of closed resource use cycles, and increased environmental transparency of supply chains. The findings have practical value for the formation of sustainable transport strategies at the state and municipal levels. The object of the study is the urban transport system in the context of the transition from vehicles with internal combustion engines to electric vehicles. Subject of research - environmental aspects of the operation of electric vehicles, in particular greenhouse gas emissions at all stages of the life cycle, the use of natural resources for the production of batteries, as well as the impact of electric vehicles on air quality and noise pollution in the urban environment. Research objective. The aim of this work is to assess the impact of electric vehicles on the environment by analyzing greenhouse emissions, resource intensity of battery production, and changes in the ecological state of the urban environment, with an emphasis on air quality and noise pollution levels. Research Results. The study found that electric vehicles have significant potential to reduce overall greenhouse gas emissions when powered by low-carbon or renewable electricity. The production of lithium-ion batteries was found to be a resource-intensive process with a significant environmental footprint, especially during the extraction of critical metals. At the same time, the operation of electric vehicles in an urban environment allows for significant improvements in air quality and reductions in noise pollution, which has a positive impact on public health. Recommendations are proposed to reduce the environmental impact throughout the life cycle of an electric vehicle.