Elektryk kontra benzyna. Prawdziwy rachunek sumienia po 24 miesiącach
Z jednej strony słyszymy o zerowych emisjach podczas jazdy, a z drugiej o ogromnym śladzie węglowym pozostawianym przez elektryczne samochody na etapie produkcji m.in. akumulatorów. Naukowcy z Duke University postanowili wreszcie rozstrzygnąć tę kwestię, analizując pełny cykl życia pojazdów – od momentu opuszczenia fabryki aż do zezłomowania. Zebrane wyniki zostały opublikowane w recenzowanym czasopiśmie PLOS Climate i przynoszą długo wyczekiwaną odpowiedź na to, czy dla środowiska lepsze są elektryczne, czy spalinowe samochody.
Okazuje się, że po około dwóch latach regularnego użytkowania samochód elektryczny zaczyna realnie zmniejszać swój całkowity ślad węglowy w porównaniu z odpowiednikiem wyposażonym w silnik spalinowy. Stanowi to moment, w którym wyższe emisje związane z produkcją zostają zrównoważone przez brak emitowania spalin podczas codziennej eksploatacji.
Aby dojść do takich wniosków, zespół wykorzystał model Global Change Analysis Model (GCAM) do oceny emisji w czterech scenariuszach rozwoju elektromobilności w USA do 2050 roku. Analizie poddano emisje z produkcji paliwa, wytwarzania akumulatorów, montażu pojazdów oraz ich codziennej eksploatacji. Z kolei w scenariuszu referencyjnym przewidziano, że do 2050 roku pojemność akumulatorów w nowych lekkich pojazdach osiągnie sumarycznie 770 GWh, co oznacza stukrotny wzrost w porównaniu z zaledwie 8 GWh odnotowanymi w 2020 roku.
Produkcja elektryków generuje wyższe emisje. Różnica wynosi około 30 procent
Montaż pojazdu elektrycznego rzeczywiście pozostawia większy ślad węglowy niż produkcja samochodu spalinowego. Różnica szacowana jest na około 30 procent więcej CO2, co wynika głównie z procesów wydobycia litu i wytwarzania akumulatora. Dla typowego magazynu energii o chemii litowo-jonowej NMC111 produkowanego w Stanach Zjednoczonych oznacza to około 75 kg ekwiwalentu dwutlenku węgla na każdy kWh pojemności. Jednak punkt zwrotny następuje stosunkowo szybko, bo po dwóch latach eksploatacji pojazd elektryczny wyrównuje początkową różnicę emisyjną. Od tego momentu każdy przejechany kilometr stopniowo zwiększa jego przewagę środowiskową nad samochodem spalinowym.
Czytaj też: 500 watogodzin na kilogram to dopiero początek. Nowa metoda produkcji akumulatorów wstrząśnie branżą
Badacze wyliczyli, że każdy dodatkowy kWh pojemności akumulatora przełoży się na redukcję około 220 kg CO2 w 2030 roku, a wartość ta spadnie do 127 kg do 2050 roku. Wynika to z przewidywanego “oczyszczenia” sektora energetycznego, bo kierowania się w stronę OZE.
Koszty środowiskowe samochodów spalinowych są znacznie wyższe
Badanie wykracza po samo liczenie emisji dwutlenku węgla. Naukowcy oszacowali również ekonomiczny koszt szkód środowiskowych przez cały 18-letni cykl życia pojazdu – od produkcji po kasację. Wyniki są jednoznaczne: wartość szkód dla samochodów spalinowych jest od 2 do 3,5 raza wyższa niż dla ich elektrycznych odpowiedników. Konkretne liczby wyraźnie pokazują skalę tej różnicy, bo samochód spalinowy z 2020 roku generuje szkody wyceniane na około 1605 dolarów rocznie (około 7255 złotych). Pojazd elektryczny z tego samego roku to koszt 626 dolarów rocznie (około 2830 złotych). W tych kwotach mieszczą się nie tylko skutki zmian klimatycznych, ale również społeczne koszty opieki zdrowotnej dla osób cierpiących na schorzenia wywołane zanieczyszczonym powietrzem.
Prognozy na najbliższe lata są jeszcze korzystniejsze dla elektryków. W 2030 roku pojazdy elektryczne przyniosą redukcję tlenku węgla o 2732 gramy na kWh i 223 kg dwutlenku węgla na kWh. Co prawda w krótkim terminie może wystąpić niewielki wzrost emisji dwutlenku siarki i tlenków azotu jako efekt przejściowego zwiększenia wykorzystania węgla w energetyce, ale do 2050 roku, wraz z dekarbonizacją sektora energetycznego, elektryki zaczną redukować również te zanieczyszczenia.
Metodologia badania i jej ograniczenia
Badanie Duke University opiera się na zaawansowanym modelowaniu komputerowym. To z jednej strony mocna strona analizy, ponieważ pozwala przewidzieć długoterminowe trendy, ale z drugiej stanowi jej istotne ograniczenie. Naukowcy nie uwzględnili bowiem emisji związanych z utylizacją i recyklingiem komponentów pojazdów. Pominęli również emisje z budowy infrastruktury ładowania dla pojazdów elektrycznych, a to dość istotne luki, ponieważ w pełnej ocenie środowiskowej te elementy również mają znaczenie. Z drugiej strony, rozwój technologii recyklingu akumulatorów może w przyszłości jeszcze bardziej poprawić bilans ekologiczny elektryków, więc nie jest to jednoznaczna odpowiedź na to, “co będzie w przyszłości”.
Czytaj też: Polscy badacze chcą dokonać przełomu. Co rodzi się w Gdyni?
Wyniki wyraźnie wskazują jednak na kierunek transformacji transportu. Im czystszy będzie sektor energetyczny, tym większą przewagę zyskają pojazdy elektryczne nad spalinowymi. To argument nie tylko ekologiczny, ale również ekonomiczny, bo koszty zdrowotne i klimatyczne samochodów spalinowych będą rosły wraz z zaostrzaniem norm i wyceny szkód środowiskowych.