Po co nam auta elektryczne na węgiel?

Samochody elektryczne miały być jednym ze sposobów ograniczenia emisji dwutlenku węgla. Okazuje się jednak, iż sama ich produkcja generuje choćby dwukrotnie więcej CO2 niż wytworzenie samochodu spalinowego.

No dobrze, pomyśli prawdopodobnie część z Was, ale elektryk nie emituje później spalin podczas użytkowania, więc bilans musi wyjść pozytywny. Czy na pewno? Sprawdził to jeden z najlepszych uniwersytetów na świecie.

Elektryki nie emitują spalin… w mieście

To, iż samochód elektryczny nie emituje spalin w mieście, ma oczywiście sporo zalet dla długości naszego życia i zdrowia, bo spaliny z przetworzonej ropy to nie tylko woda i CO2, ale cała litania substancji takich jak tlenki siarki, azotu, ołowiu, aldehydy, czad i sadza. Oddychanie spalinami samochodowymi w najlepszym razie podrażnia drogi oddechowe i prowadzi do częstszych infekcji czy astmy. W najgorszym razie prowadzi do chorób serca, miażdżycy, udaru i raka. A do tego trzeba jeszcze doliczyć 100 tys. ton zużytych olejów silnikowych, które co roku nielegalnie spalamy w Polsce, emitując dodatkowe ilości rakotwórczego kadmu, ołowiu, arsenu czy chromu. Rzadko o tym myślimy odpalając silnik w aucie.

Elektryki na prąd z węgla

Co więcej, sądząc po internetowych komentarzach, Polaków bardziej zajmują zmiany klimatu niż własne zdrowie. I tutaj elektryki użytkowane w Polsce niosą ze sobą jeszcze jedną złą wiadomość – prąd w naszym kraju pochodzi w ponad 70% z węgla. Na każdą kilowatogodzinę energii generujemy o połowę więcej CO2 niż Chińczycy. Na świecie równać może się z nami zaledwie kilka państw rozwijających się, takich jak Indie czy Kosowo.

Produkcja elektryka dużo bardziej emisyjna

Jak więc wypada bilans klimatyczny w całym cyklu życia auta elektrycznego ładowanego w Polsce? Możemy to bardzo dokładnie sprawdzić dla blisko 1000 konkretnych modeli samochodów dzięki naukowcom z jednego z najlepszych uniwersytetów na świecie (z setką noblistów na koncie) – Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Stworzyli oni narzędzie analityczne, w którym możemy ustawić emisyjność produkcji energii tak, aby dostosować ją do konkretnego kraju (amerykanie uwzględniają choćby emisje z budowy elektrowni i rozbudowy sieci energetycznych). Co z nich wynika?

Dane MIT pokazują, iż wyprodukowanie popularnego kompaktu na prąd − Nissana Leaf z baterią 40 kWh – emituje więcej (10 ton CO2) niż produkcja ogromnego pick-upa RAM 1500 z trzylitrowym silnikiem Diesla (9 ton CO2). Wszystko przez baterię, której produkcja generuje ok. 1 tony CO2 na każde 10 kWh pojemności. o ile porównamy podobnej wielkości auta, elektryki będą zwykle dwukrotnie bardziej emisyjne na etapie produkcji.

To samo pokazuje także Volkswagen. Niemiecki koncern wylicza w swoim raporcie, iż produkcja elektrycznego Volkswagena ID.4 z baterią o pojemności 82 kWh prowadzi do emisji 16 ton CO2, podczas gdy spalinowe wersje Volkswagena Tiguana odpowiadają za emisję 8 ton CO2 zanim jeszcze wyjadą na ulice.

Emisje z paliwa i prądu – co gorsze?

Jednak emisje na etapie produkcji samochodu to tylko początek. Każdy spalony litr benzyny to 2,3 kg CO2 (w przypadku oleju napędowego to 2,7 kg CO2). Do tego, w zależności od miejsca wydobycia ropy, jej rafinacji i szlaków transportu, paliwo generuje dodatkowe 20-40% emisji z każdego litra (Volkswagen szacuje je dość optymistycznie na 23%). Auto pokonujące rocznie 20 tys. km i spalające 7 l/100 km, w dwanaście miesięcy przepali zatem aż 1400 litrów paliwa, odpowiadając za emisję do atmosfery aż 4 ton CO2. Co roku samochód spalinowy wypluwa do atmosfery dwukrotnie więcej dwutlenku węgla niż sam waży!

Kiedy bateria spłaci ślad klimatyczny?

Także produkcja i dystrybucja energii elektrycznej wraz z ładowaniem generują emisje i straty. Jednak, w przypadku elektryka ładowanego wyłącznie z polskiej sieci elektroenergetycznej w latach 2023-2033, energia (wraz ze stratami na przesyle i ładowaniu) wygeneruje średnio zaledwie 2 tony CO2 rocznie. Przypomnijmy, iż emisje z produkcji dużej baterii (80 kWh) generują 8 ton CO2. W takim aucie bilans CO2 zacznie być dodatni po 4 latach użytkowania (80 tys. km). o ile do porównania weźmiemy natomiast auto z mniejszą baterią (40 kWh), jaką mamy w popularnym Nissanie Leaf, elektryk „spłaci się” w ciągu 2 lat.

A gdy trzeba będzie wymienić baterię?

Przyjmijmy jeszcze gorszy scenariusz − wymianę całego akumulatora (a nie pojedynczego modułu) w momencie końca gwarancji (czyli po 160 tys. km). Wsadzamy nową baterię i elektryk jeździ dalej, a spalinówka w ogóle się nie psuje. Po 20 latach i pokonaniu ok. 400 tys. km elektryk będzie odpowiedzialny za emisje 57 ton CO2, podczas gdy auto benzynowe wyemituje 90 ton CO2.

A w tym bilansie nie uwzględniamy w ogóle, iż przecież wymieniana „zużyta” bateria będzie mieć jeszcze 70% fabrycznej pojemności i przez kolejnych 10-15 lat będzie mogła służyć jako stacjonarny magazyn energii. Natomiast jej recykling na koniec życia znacząco ograniczy emisje z wydobycia kobaltu czy manganu dla nowej baterii (taki recykling jest dziś już dobrze opanowaną technologią, stosowaną także w Polsce).

Elektryk na prąd z fotowoltaiki + domowy magazyn energii

Tak wyglądają najgorsze możliwe scenariusze. Jednak w rzeczywistości ogromna część aut elektrycznych w Polsce jeździ na prąd ze słońca. Aż 46% właścicieli elektryków w Polsce ma panele PV w domu, a 41% może ładować auto w pracy w ciągu dnia (gdy w kraju produkujemy dużo energii ze słońca) – wynika z badania EV Klubu Polska sprzed półtora roku. Z kolei aż 61% kupujących elektryczne auta z gamy ID. miało panele słoneczne w swoim domu – wynika z badania przeprowadzonego na swoich klientach przez Volkswagen Polska.

Z kolei fotowoltaika to najmniej emisyjna technologia produkcji energii elektrycznej. Pokonanie 20 tys. km rocznie elektrykiem ładowanym tylko z fotowoltaiki oznaczać będzie emisję zaledwie 0,2 ton CO2. W porządku, ale przecież nie zawsze będziemy ładować auto tylko gdy świeci. Dodajmy zatem do równania domowy lub firmowy magazyn energii pracujący na potrzeby ładowania elektryka. Emisja wzrośnie do 0,4 tony CO2 rocznie. Zatem przez 10 lat taki całkowicie autonomiczny system ładowania elektryka wyemituje mniej CO2 niż auto spalinowe przez rok.

Droga do zeroemisyjnej gospodarki

Jak pokazują zaawansowane modele emisji w całym cyklu życia pojazdów, choćby w najgorszym możliwym scenariuszu elektryki użytkowane w Polsce w najbliższych dekadach będą mniej emisyjne do aut spalinowych, a z każdym rokiem różnica ta będzie się tylko pogłębiać na korzyść aut na baterie. Natomiast ładując auto głównie z fotowoltaiki, choćby z dedykowanym magazynem energii, już dziś redukujemy emisje w całym cyklu życia auta elektrycznego aż o 60-70%.

Produkcja energii elektrycznej w Polsce zmieni się w tej dekadzie bardzo szybko. Coraz częściej będziemy mieć do czynienia z nadmiarem "zielonej" energii. W Europie Zachodniej w takich godzinach właściciele aut elektrycznych mogą zarabiać na ładowaniu aut. W Polsce na razie administracyjnie ograniczamy generację OZE w takich sytuacjach.