Czy pojazdy elektryczne to rzeczywiście niższe emisje? Coś za coś
Ile dwutlenku węgla emituje tradycyjny samochód? Według aktualizowanych obliczeń, pochodzących z serwisu shrinkthatfootprint.com, „emisje ze spalania paliwa można obliczyć na podstawie rzeczywistego zużycia paliwa, ponieważ wiemy, że około 8,8 kg ekwiwalentu emitowanego CO2 jest wytwarzane z każdego galona (3,78 litra) paliwa w USA”. Oznacza to w przeliczeniu ok. 220 g CO2 na kilometr jazdy i 5280 kg dwutlenku węgla na rok dla auta o przeciętnym przebiegu. To jednak nie wszystko. Benzyna spalana w samochodzie spalinowym ma dodatkowy koszt węglowy, gdyż jest rafinowana z ropy naftowej do benzyny, co wymaga energii. To kolejne 295 gramów CO2 na litr benzyny i 28 gramów na kilometr, co powiększa roczną emisję pojazdu spalinowego do 5947,2 kg ekwiwalentu dwutlenku węgla.
Nie ma rury wydechowej - są kominy elektrowni
Ślad węglowy równoważnego pojazdu elektrycznego, przy założonym rocznym przebiegu 24 tysiące kilometrów oblicza się inaczej, choćby z tego względu, że nie ma w jego przypadku emisji z rury wydechowej, zamiast tego można liczyć jego udział w emisji z kominów elektrowni spalających węgiel lub gaz ziemny. Byłoby to nie takie trudne do oszacowania, gdyby nie różnice w śladzie węglowym pomiędzy źródłami energii.
Miks energetyczny krajów rozwiniętych jest współcześnie skomplikowany, gdyż do bilansu wchodzą zarówno tzw. czyste źródła odnawialne, elektrownie wodne, turbiny wiatrowe, fotowoltaika, jak też elektrownie atomowe oraz zakłady spalające kopaliny. Każde ze źródeł, także OZE, mają jakiś ślad węglowy, gdyż tak turbiny jak panele słoneczne trzeba wyprodukować, zamontować, serwisować, utylizować itd. Różnią się od siebie znacząco tymi współczynnikami, co komplikuje rachunek.
Bilans emisyjny auta elektrycznego możemy zacząć od przyjęcia, ile kWh energii elektrycznej potrzeba do przejechania jednego kilometra. W niektórych źródłach, korzystających z modeli i danych z lat 2020–2022, podaje się średnią na poziomie 0,216 kWh na kilometr. To jednak mglisty współczynnik, gdyż w innych oszacowaniach podaje się od 50% mniej niż średnia, do nawet 150% więcej. Duży wpływ na emisję CO2 z pojazdu ma rodzaj pojazdu, ponieważ ilość energii elektrycznej potrzebnej do uruchomienia pojazdu jest różna dla różnych odmian elektryków. Przyjmijmy jednak dla tego obliczenia założoną średnią 0,216 kWh na kilometr.
Strona internetowa reneweconomy.com.au wyjaśnia, że intensywność emisji dwutlenku węgla wynosi dla spalania węgla około 1000 g CO2/kWh, dla spalania ropy naftowej 800 g CO2/kWh, dla gazu ziemnego około 500 g CO2/kWh. Dla energii jądrowej, wodnej, wiatrowej i słonecznej poziomy emisji są niższe niż 50 g CO2/kWh.
Realnie rzadko zdarza się, by energia elektryczna w danym miejscu pochodziła w stu procentach z OZE czy ze spalania węgla. Jeśli energia elektryczna pochodzi z sieci energetycznej, najprawdopodobniej jest to mieszanka. W Polsce z paliw kopalnych, węgla kamiennego, brunatnego i gazu pochodzi ponad 80%produkowanej energii. W innych krajach udział czystszych źródeł jest większy. W USA w 2022 r. 60% produkcji energii elektrycznej pochodziło z paliw kopalnych - węgla, gazu ziemnego, ropy naftowej i innych gazów, około 18% - z energii jądrowej, a około 22% z odnawialnych źródeł energii. W niektórych krajach europejskich udział czystszych OZE jest znacznie wyższy. Np. w Danii paliwa kopalne odpowiadają za mniej niż 20% produkcji energii.
Z wcześniej przyjętych założeń wynika, że pojazd elektryczny potrzebuje 5250 kWh energii elektrycznej w roku na przejechanie owych średnich 24 tys. km. Gdyby przyjąć amerykański miks energetyczny, to jeśli chodzi paliwa kopalne, mamy 40% energii ze spalania węgla i 20% - z gazu ziemnego i 40% łącznie z OZE i z energii jądrowej, to możemy przypisać każdemu źródłu określony poziom emisji dwutlenku węgla. Skracając procedurę - z wyliczenia dla amerykańskiego środowiska energe-tycznego wychodzi 2,1 tony CO2 z węgla, 525 kg z gazu ziemnego i 105 kg z OZE, co daje 2730 kg dwutlenku węgla rocznie. Różnica z podanym wcześniej poziomem emisji dla auta spalinowego wynosi 3217,2 kg CO2, czyli jeżdżący autem elektrycznym emituje o 54% mniej.
Ten optymistyczny dla elektryków obraz zakłócony jest jednak przez fakt, o którym wcześniej wspominaliśmy. Przyjęliśmy określony średni poziom zużycia energii. Jednak realnie wśród dostępnych na rynku samochodów tego typu występują dość duże różnice. Wydajność pojazdów elektrycznych może być niska, sięgając zużycia powyżej pół kiwolatogodziny na kilometr. Już przy niższym zużyciu energii, 0,47 kWh/km znika zysk emisyjny z korzystania z elektryka (przy amerykańskim miksie - w Polsce ten zysk znika na niższym poziomie wydajności auta). Pojazd elektryczny i spalinowy na tym poziomie zasadniczo emitują tyle samo CO2.
Ślad węglowy każdej części auta
Krytycy powyższej metody porównywania emisji zawsze zwracają uwagę, że są to tylko części bilansu emisyjnego i by dotrzeć do rzeczywistego śladu węglowego, należy przyjrzeć się produkcji, konstrukcji, materiałom, czyli wszystkiemu temu, co jest potrzebne do powstania pojazdu. I w tym miejscu zaczynają się prawdziwe schody.
W przypadku pojazdów spalinowych należy wziąć pod uwagę jeszcze więcej elementów. Trudno ukryć, że jest sporo pozostałych emisji (poza rafinacją przy produkcji benzyny) związanych z poszukiwaniem i odkrywaniem złóż ropy naftowej, produkcją (pompowaniem), wysyłką, a następnie dystrybucją do klientów. Emituje fabryka, która montuje samochody, emisje powstają przy produkcji stali, części, tworzywa sztucznego, szkła itp. Wszystkie te elementy mają wpływ na ślad węglowy, a jego rzeczywisty poziom zależy od wydajności dostawcy i tego, czy korzysta on z czystej energii i/lub ogranicza emisję dwutlenku węgla. Jeśli pomyśleć o bilansie dla każdej części samochodu, to może zakręcić się w głowie.
W przypadku pojazdów elektrycznych nie jest inaczej. Ogrom części, elementów i każdy ma za sobą jakąś „emisyjną historię”. Zamiast rafinacji i dystrybucji ropy naftowej obliczanie śladu węglowego pojazdów elektrycznych musi obejmować proces produkcji akumulatorów, pozyskiwanie i rafinację materiałów takich jak kobalt i lit itp. Eksperci skłaniają się do opinii, że po stronie procesów produkcji emisja dla aut elektrycznych jest wyższa niż dla spalinowych, głównie ze względu na obciążenie produkcją akumulatorów (2), jednak uważa się, że podanie dokładnych liczb jest niemożliwe. W teorii elektryki nadrabiają to w fazie operacyjnej, jeśli, jak wyżej, są odpowiednio wydajne i korzystają z prądu, w którego produkcji nie dominują paliwa kopalne.
Mirosław Usidus
