Samochód elektryczny versus spalinowy – który w całym cyklu wypada bardziej eko?
W dyskusji na temat elektromobilności jak bumerang wraca pytanie o to, czy samochody elektryczne rzeczywiście są bardziej ekologiczne niż ich spalinowe odpowiedniki. Sprawa wydaje się oczywista dla entuzjastów bezemisyjnej motoryzacji. Okazuje się jednak, że dla ludzi spoza tego grona, już niekoniecznie. Sieć jest bowiem pełna opinii i hipotez, które stoją w sprzeczności z podstawowym celem jaki stoi przed elektromobilnością: ograniczeniu negatywnego wpływu działalności człowieka na środowisko.
Podstawowy zarzut stawiany autom elektrycznym dotyczy tego, że może i owszem, są zeroemisyjne w trakcie jazdy, ale ich produkcja pochłania znacznie więcej energii i generuje więcej emisji niż w przypadku aut spalinowych.
Zarzut ten jest… prawdziwy. Produkcja baterii litowo-jonowych wymaga większych nakładów energii w porównaniu z autem spalinowym (oraz surowców, ale tym poświęcimy w przyszłości inny artykuł). Jednak mimo to, auto elektryczne jest bardziej eko od spalinowego. Jak to możliwe?
Zacznijmy od początku. Skąd bierze się energia do produkcji baterii?
W przypadku największych producentów baterii na świecie – Chin i Polski – w przeważającym stopniu z węgla, bo ten dominuje w miksach energetycznych gospodarek obu państw.
I właśnie dlatego, emisje CO2 towarzyszące produkcji EV są wyższe od tych związanych z produkcją aut z silnikiem spalinowym.
Powyższe wcale nie oznacza, że auto elektryczne nie jest bardziej ekologiczne od samochodu spalinowego. Liczby mówią same za siebie:
W 2022 roku Europejska Federacja Transportu i Środowiska wyliczyła, że nawet w najczarniejszym scenariuszu, gdzie bateria samochodu została wyprodukowana w Chinach lub w Polsce (czyli tam, gdzie do produkcji energii używa się głównie węgla), a samo auto jeździ i ładuje się w Polsce, w całym cyklu życia będzie ono nasze środowisko „kosztowało” 37% mniej CO2 niż auto spalinowe. Gdyby zaś bateria została wyprodukowana w Szwecji, a auto byłoby eksploatowane na tamtejszych drogach, emisje CO2 byłyby mniejsze nawet o 83%!
Według danych Federacji, uwzględniając emisję CO2 z całego cyklu życia auta elektrycznego (czyli razem z wydobyciem surowców i produkcją), samochody elektryczne w Europie emitują średnio ponad trzy razy mniej CO2 niż ich benzynowe odpowiedniki.
Jak to możliwe?
Aby to zrozumieć, warto zapoznać się z pojęciem tzw. długu węglowego.
Dług węglowy to nic innego jak ilość dwutlenku węgla wyemitowanego podczas produkcji samochodu (lub innego produktu), zanim zacznie on być użytkowany. Jak już wspomnieliśmy, dla samochodów elektrycznych dług ten może być wyższy niż w przypadku samochodów spalinowych ze względu na energochłonny proces produkcji baterii.
Ale „życie” samochodu nie kończy się przecież na zjechaniu z linii produkcyjnej. Tak naprawdę zaczyna się ono wraz z przejechaniem pierwszych kilometrów. W przypadku auta spalinowego będą one oznaczały kolejne emisje dodawane do tych, które nastąpiły przy jego produkcji. W przypadku elektryka zaś – rozpoczęcie spłaty długu węglowego.
Bo po przejechaniu określonej liczby kilometrów, sumaryczne emisje CO2 samochodu elektrycznego stają się niższe niż emisje samochodu spalinowego. Wtedy właśnie można powiedzieć, że samochód elektryczny „spłacił” swój dług węglowy i zaczyna przynosić korzyści dla klimatu.
Ile trwa spłata długu?
To zależy. Ma tu znaczenie model auta, pojemność baterii, sposób i miejsce jej produkcji, a później to (z jakich źródeł) auto się ładuje. Jedno jest pewne: krążące po sieci sugestie o rzekomych setkach tysięcy kilometrów, które musi przejechać EV, żeby spłacić dług węglowy, to gruba przesada.
Co mówią dane?
Zacznijmy od Carbon Brief, brytyjskiego portalu specjalizującego się w tematyce naukowej i polityce dotyczącej zmiany klimatu. Niech wiarygodność tego źródła podkreśli fakt, że jest często cytowane przez media, takie jak The Guardian, The New York Times, MIT Technology Review oraz YALE Climate Communications.
Według wyliczeń ekspertów Carbon Brief: Tesla Model Y spłaciłaby swój dług węglowy po przejechaniu 16 tys. mil (25,75 tys km) emitując przez 12 lat o 68% mniej CO2 niż przeciętne auto spalinowe.
Tony CO2 w całym cyklu życia (oś y) na tysiąc mil przejechanych w Wielkiej Brytanii (oś x) dla nowej Tesli Model Y (czerwony) w porównaniu z nowym samochodem benzynowym z przeciętną europejską efektywnością paliwową (szary). Źródło: analiza Carbon Brief. Wykres wykonany przez Carbon Brief przy użyciu Datawrapper.
Przykład zza oceanu: badacze z Argonne National Laboratory oszacowali emisje CO2 dla całego cyklu życia samochodu benzynowego i samochodu elektrycznego (z zasięgiem 300 mil na jednym ładowaniu). Widać wyraźnie, że choć emisje gazów cieplarnianych związane z produkcją i zakończeniem eksploatacji samochodu elektrycznego są wyższe (pokazano to na pomarańczowo poniżej), całkowite emisje CO2 dla EV są wyraźnie niższe niż dla samochodu benzynowego.
Szacunki dotyczą rocznika 2020. Emisje będą się różnić w zależności od założeń dotyczących porównywanych pojazdów, wielkości i typu baterii samochodu elektrycznego, okresu eksploatacji pojazdów oraz sieci energetycznej używanej do ładowania samochodu elektrycznego, a także innych czynników.
Parę słów o Argonne National Laboratory: to jedna z najstarszych (założona w 1943 roku) i największych placówek badawczo-rozwojowych prowadzonych przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych. Położone niedaleko Fermilab, laboratorium posiada zaawansowane źródło promieniowania synchrotronowego (Advanced Photon Source) oraz superkomputer IBM Mira. Powstało w ramach projektu Manhattan, a jego pierwszym dyrektorem był Enrico Fermi.
Niedawno za podobne kalkulacje zabrał się Bloomberg NEF (badawcze ramię agencji prasowej Bloomberg). W marcu tego roku opublikowany został raport na temat emisji CO2 przez auta elektryczne w całym cyklu ich życia. Według publikacji w Stanach Zjednoczonych i Europie spłata długu węglowego przeciętnego elektryka zajmuje od dwóch do pięciu lat użytkowania (po przejechaniu 40-48 tys. km). W Azji proces ten trwa dłużej: prawie sześć lat w Japonii i prawie 10 lat w Chinach.
Ale już w drugiej połowie obecnej dekady, wraz z wprowadzeniem czystszej energii elektrycznej do sieci, emisje związane z produkcją i użytkowaniem BEV zostaną znacząco zredukowane. Mniej emisyjna mieszanka energetyczna sprawi, że osiągnięcie punktu równowagi emisji między EV produkowanymi w 2030 roku, a pojazdami spalinowymi zajmie mniej czasu lub będzie wymagało krótszego przebiegu rzędu 20 tys. km.
