Osobne som nikdy neveril tomu, že by elektromobily na baterie predstavovaly zázračné riešenie pre životné prostredie. Už dlho se ví, že ekologická stopa elektromobilů závisí především na tom, jakou cestou se vyrábí elektřina, kterou jezdí. Přehlížení ekologické zátěže spojené s těžbou lithia a zároveň ignorování faktu, že v mnoha zemích stále dominuje uhlí nebo plyn v energetickém mixu, mi vždy připadalo jako pokrytectví. Nyní však máme v ruce čísla, která tuto skepsi potvrzují.
Často se říká, že provoz elektromobilu je bezemisní - jenže tento obraz značně zkresluje realitu. Pokud totiž elektřinu vyrábíme v elektrárnách spalujících uhlí, pak je samotný provoz sice „čistý“, ale zdroj energie nikoliv. Brněnská studie je navíc jedinečná tím, že srovnává celkovou produkci CO₂ v rámci České republiky u různých druhů pohonu - nejen během samotného provozu vozidla, ale i při jeho výrobě, výrobě pohonných hmot nebo elektřiny. Zohledňuje se tedy celý životní cyklus auta.
Autoři výzkumu proto zohlednili všechny relevantní faktory: výrobu samotného auta, baterie, produkci paliva i elektřiny, jejich přepravu, ztráty v rozvodné síti, ztráty při nabíjení i možnosti recyklace. A aby to celé mělo vypovídací hodnotu, použili model, který je dostupný ve všech hlavních variantách pohonu - spalovací benzinový a naftový motor, hybrid i elektromobil.
Z výzkumu vyplynulo, že s novými elektromobily roste kapacita baterií - a tedy i dojezd, který často přesahuje 400 km. Krátký dojezd byl totiž jedním z hlavních argumentů proti elektromobilitě. Jenže s větší baterií přichází i větší ekologická zátěž při její výrobě.
V českých podmínkách výroba elektromobilu s baterií o kapacitě 64 kWh generuje o 40 až 70 % více emisí než výroba srovnatelného benzinového vozu. Tento „uhlíkový dluh“ se elektromobilu podaří smazat až po určitém nájezdu - konkrétně po 32 184 km u verze se 64kWh baterií a po 17 801 km u modelu s menší, 39kWh baterií. U nás, stejně jako třeba v Německu nebo právě v Polsku, je uhlíková náročnost výroby elektřiny pro elektromobily stále vyšší než u rafinace a výroby klasických paliv. Naproti tomu v zemích, jako je Maďarsko nebo Slovensko, kde má silné zastoupení jaderná energetika, vycházejí emise příznivěji.
Čtěte také: Co nabízí Ekologická poradna Dr. Landy?
Diskuse o budoucnosti aut se často smrskne na černobílý slogan: spalovací motor škodí, bateriové auto zachraňuje planetu. Jenže výzkumníci z Centra vozidel udržitelné mobility ČVUT v Praze (Jan Macek a Josef Morkus) ve své detailní práci ukazují, že podobně jednoduchá rovnice nefunguje. Tvrdí, že řada hojně citovaných srovnání stojí na příliš optimistických vstupních datech a přehlíží několik zásadních proměnných.
Pokud se do výpočtů doplní, celková uhlíková stopa elektromobilu se v řadě scénářů výrazně zhorší a někdy může být i nepříjemně blízko tomu, co vychází u moderních spalovacích aut. Smyslem studie přitom není popírat, že elektromobilita má své jasné výhody (typicky v městském provozu, lokálně bez výfukových emisí, s tichým chodem). Autoři spíš míří na automatický předpoklad, že bateriové auto je „vždy a všude“ ekologicky lepší.
Největší technologický rozdíl mezi elektromobilem a autem se spalovacím motorem není motor, ale trakční baterie. A právě ona do bilance přináší výrazný startovní handicap: výroba baterie je energeticky náročná a vzniká při ní velký balík emisí, který si vůz veze „z fabriky“. Teprve následným provozem se tento dluh postupně umazává - a až po jeho splacení dává smysl mluvit o ekologické převaze.
V mnoha analýzách se podle ČVUT sleduje hlavně elektřina spotřebovaná při výrobě článků. Jenže autoři zdůrazňují, že vedle elektřiny hraje obrovskou roli i procesní (technologické) teplo. Metalurgické a chemické kroky spojené s těžbou a úpravou surovin - lithium, nikl, kobalt, hliník a další - vyžadují masivní dodávky tepla, které se dnes často vyrábí spalováním uhlí nebo zemního plynu. Do hry navíc vstupuje místo výroby. Velká část materiálů i samotných bateriových článků vzniká v Číně (řádově desítky procent, v praxi se často mluví o převaze), kde je energetika stále výrazně opřená o uhlí. To znamená vyšší emisní faktor elektřiny než v EU.
Optimistické výpočty někdy pracují s hodnotami okolo 50 kg CO2 na 1 kWh kapacity baterie, ale realističtější odhady pro výrobu v zemích s uhlíkově náročnou elektřinou (typicky Čína, případně některé evropské lokality s vysokým podílem uhlí) se pohybují spíše kolem 150 kg CO2/kWh - a v extrémnějších případech mohou vystoupat až ke 300 kg CO2/kWh. Co z toho plyne pro běžné auto? Baterie o kapacitě 64 kWh (typická například pro testovaný Hyundai Kona) může znamenat emisní zátěž blížící se 10 tunám CO2 ještě před tím, než se auto vůbec rozjede. To je víc, než kolik se často uvádí jako emisní náklady spojené s výrobou celého konvenčního vozu (řádově 7-8 tun CO2).
Čtěte také: Postupy likvidace nebezpečného odpadu
Druhé velké zkreslení podle autorů přichází ve chvíli, kdy se jako hlavní vstup použijí laboratorní čísla z homologace - typicky WLTC. Tento cyklus vznikal primárně pro měření emisí a spotřeby u spalovacích aut a pro jejich srovnání funguje relativně použitelně. Hlavní problém je přeceňovaná rekuperace. V části cyklu, která simuluje jízdu mimo město, se často zpomaluje a brzdí, a elektromobil tak opakovaně „sbírá“ energii zpět do baterie. Jenže v reálném světě - například při dlouhé plynulé jízdě po dálnici - je situace jiná: konstantní rychlost znamená minimální brzdění, tedy i minimální rekuperaci. Výsledkem je vyšší spotřeba, než napovídají papírové hodnoty.
Další zásadní rána přichází v zimě. Spalovací auto má k dispozici odpadní teplo motoru, které využije k vytápění kabiny. Elektromobil naproti tomu topí elektřinou z baterie, a to se do spotřeby propíše velmi výrazně. Studie (s odkazem na měření, včetně dat typu GreenNCAP a vlastních pozorování autorů) uvádí, že průměrná reálná spotřeba elektromobilů bývá proti WLTC vyšší zhruba o 30 až 50 %. V případě testované Kony vyšlo navýšení dokonce okolo 48 %. Zajímavé je srovnání se spalovacími auty: u nich se podobně velké rozdíly často neobjevují a reálná spotřeba může být klidně blízko deklarovaným hodnotám - někdy i lehce pod nimi, podle typu provozu a stylu jízdy. U elektromobilu tak papírová čísla častěji malují lepší obrázek než silnice.
Když spojíte vysoké emise z výroby baterie se skutečností, že reálná spotřeba elektřiny bývá vyšší než v homologaci, vyjde vám, že se posouvá i tzv. bod zlomu (kritický nájezd). Autoři přepočítali srovnání na různých variantách Hyundai Kona a použili realističtější vstupy. Při průměrném evropském emisním faktoru elektřiny (autoři zmiňují očekávání pro rok 2028) vychází Kona Electric s větší 64kWh baterií po 150 000 km emisně velmi blízko hybridní verzi a vůči modernímu dieselu má náskok jen zhruba o 11 %.
V zemích s uhlíkově náročnou elektřinou, typicky tam, kde dominuje uhlí (autoři uvádějí Polsko s emisním faktorem více než dvojnásobným oproti průměru EU), vychází bilance pro elektromobil překvapivě špatně: po 150 000 km mohou mít posuzované elektromobily o 30 %, respektive o 45 % vyšší emise než dieselová varianta. V takovém prostředí se prakticky nemusí dostat do bodu, kdy by byly „čistší“. Naopak v zemích s nízkouhlíkovou elektřinou (příklad Slovenska díky vysokému podílu jádra) se elektromobil do výhody dostane mnohem dřív.
Hlavní sdělení je tedy jednoduché: neexistuje univerzální verdikt „elektromobil je vždy lepší“. Rozhoduje nejen model auta, ale i původ baterie a hlavně to, z jakých zdrojů se vyrábí elektřina v místě provozu.
Čtěte také: Strojírenství a ekologické předpisy
V debatě se často objevuje věta, že baterie vydrží celou životnost auta. Studie ale upozorňuje na aspekt, který se ve zkratkách rád ztrácí: baterie nestárne jen cyklováním (nabíjení/vybíjení), ale také časem. Jinými slovy: kapacita se zhoršuje i tehdy, když auto zrovna nenajíždí velké porce kilometrů. To je klíčové zejména pro domácnosti, kde elektromobil slouží jako druhé auto s nízkým ročním nájezdem - třeba okolo 10 000 km. V takové situaci se může stát, že po 8 až 10 letech (typicky uváděná životnost) baterie degraduje natolik, že auto nedojede dost kilometrů na to, aby vůbec stihlo vyrovnat emisní handicap z výroby.
Autoři nekončí jen u kritiky. Navrhují několik směrů, které podle nich dávají z hlediska emisí smysl a mohou zlepšit bilanci elektromobility v praxi.
Pokud tedy chceme dosáhnout klimatické neutrality v horizontu roku 2050, nestačí pouze prosazovat elektromobily. Klíčovým krokem bude výrazná proměna energetiky. Nabízí se tak otázka: není nakonec klíčem ke klimaticky odpovědné Evropě spíš důraz na čistou výrobu elektřiny než na bezhlavé vnucování elektromobilů? Logika by tomu nasvědčovala. Jen škoda, že v Bruselu se tento pohled zatím příliš nenosí.
Organizace Green NCAP zveřejnila celkové hodnocení ekologičnosti aut za rok 2023. Po sečtení všech bodů se na absolutní vrchol žebříčku dostala elektrická Dacia Spring. Kompaktní městský crossover si díky lehké konstrukci a čistě elektrickému pohonu připsal plný počet bodů ve třech ze čtyř testů.
Pět hvězd si vysloužily i další elektromobily, například Audi Q4 e-tron, BMW i4, Nio eT7, Škoda Enyaq, Renault Mégane E-Tech, Cupra Born, Nissan Ariya nebo VW ID.5. U dodávky Renault Kangoo E-Tech, zatím jediné testované elektrické užitkové verze, překvapila odborníky nízká účinnost nabíjení - pouze 84 %.
Skutečným vítězem mezi auty se spalovacím motorem se stal Opel Mokka 1.5 Blue DCTi s naftovým čtyřválcem bez jakékoli elektrifikace. Mokka byla dokonce ekologičtější než nejčistší čistě benzínový vůz - Toyota Aygo X. Překvapivě špatně si vedla i některá naftová SUV, jako Range Rover D350 nebo Hyundai Staria.
Vítězství Dacie Spring má ovšem vysokou cenu - vůz získal pouze jednu hvězdičku v crash testech Euro NCAP, a patří tak mezi nejméně bezpečné sériové automobily na světě.
Průměrné emise CO2 nových automobilů v roce 2023 v Česku klesly pouze o jeden gram na 137 g/km. V zemích Evropské unie měly hodnotu 110 g/km (pozn. podle nejnovějších dat z roku 2022), nejnižších dosáhlo Švédsko (66,6 g CO2/km), Finsko (85,3) a Dánsko (86,3). V zemích V4 pak: Maďarsko (131,6), Polsko (136,8), Česká republika (138,1) a Slovensko (138,5).
Web Čistá doprava přináší každoroční srovnání 20 nejvíce registrovaných značek osobních vozidel v České republice, které představují 93,7 % celkového tržního podílu v uplynulém roce, zdrojová data pro toto srovnání pocházejí ze Svazu dovozců automobilů.
„V roce 2023 klesly meziročně průměrné emise CO2 u nových osobních vozidel o jeden gram na 137 g/km, jedenáct značek se dostalo pod tuto hranici. Lídrem mezi nejregistrovanějšími značkami v České republice v oblasti průměrných emisí CO2 byl v uplynulém roce Citroën se 119 g/km, následoval Peugeot 122 g/km a Opel 123 g/km. Renault, který meziročně zvýšil průměrné emise CO2 o 4 gramy na 127 g/km se posunul z prvního na pátou příčku.
Z dvaceti uvedených značek jich dvanáct emise CO2 meziročně snížilo, nejvíce Opel o 8,2 %. Škoda, která v Česku zaregistrovala nejvíce vozidel, zvýšila emise o jeden gram na 131 g/km. Vliv na emise má bezesporu také obliba segmentu SUV a terénních vozidel, který vloni dosáhl dalšího historického maxima: 45% podílu, naopak podíl malých vozidel opět klesl na 10,3 %. V neposlední řadě lze uvést i vliv popularity naftových motorizací, které byly vloni u nás co do podílu registrací nejvyšší v zemích Evropské unie, v loňském roce nová naftová osobní vozidla v Česku dosáhla průměrných emisí 156 g CO2/km, meziročně o gram více.“ uvádí Lukáš Kadula z Centra dopravního výzkumu.
Tři z dvaceti vloni nejregistrovanějších značek osobních vozidel v Česku nezaregistrovaly ani jedno lokálně bezemisní vozidlo (BEV - bateriové elektrické, FCEV - s vodíkovým palivovým článkem) - Seat, Ssangyong a Suzuki. Značky s nejvyšším podílem bezemisních vozidel: BMW (6,53 %), Mercedes-Benz (5,22 %), Citroën (4,57 %), Peugeot (4,20 %) a Volvo (3,71 %)
Výrobci osobních automobilů se snaží snížit emise CO2 ze svých vozidel a díky tomu nabídka a prodej elektromobilů rychle roste. Nejnovější výpočty ukazují, že průměrný elektromobil v Evropské unii je z hlediska dopadu na klima již dnes téměř třikrát lepší než ekvivalentní konvenční automobil. Je důležité poznamenat, že elektromobily budou v příštích několika letech s dekarbonizací energetiky výrazně čistší.
Elektromobily překonávají naftové a benzinové motory ve všech scénářích, a to i v těch zemích, kde má výroba elektřiny velkou uhlíkovou stopu. Tedy i v Polsku, kde elektřina pochází z velké části z uhelných elektráren (a které je v rámci EU nejhorší), jsou elektromobily přibližně o 30 % lepší než konvenční automobily. V České republice jsou elektromobily ekologičtější přibližně o 50 %, na Slovensku o 70 %, či např. ve Švédsku je díky vysokému podílu elektřiny z obnovitelných zdrojů tato úspora 79 %.
V nejlepším případě (elektromobil jezdící na čistou elektřinu s baterií vyrobenou za pomocí elektřiny pocházejí výhradně z obnovitelných zdrojů) jsou elektromobily již nyní zhruba o pětkrát čistší než konvenční ekvivalenty. Zásadní je, že elektromobily - poháněné průměrnou elektřinou - splácí svůj „uhlíkový dluh“ z výroby baterie jen o něco déle než rok a za dobu své životnosti ušetří více než 30 tun CO2 ekv. ve srovnání s konvenčním automobilem.
Z automobilů prodávaných v roce 2020 v Evropě vypustí průměrný elektromobil střední velikosti za dobu své životnosti přibližně 90 g CO2 ekv./km, zatímco naftový protějšek vypouští 234 g CO2 ekv./km a benzínový automobil 253 g/km, včetně započtení emisí z výroby. Jinými slovy, v průměru v Evropě vypustí elektromobil z roku 2020 přibližně 2,7krát méně CO2 než konvenční automobil (2,6krát méně než naftový a 2,8krát méně než benzínový).
Nejnovější výpočty aktualizované studie společnosti IVL Sweden ukazují, že uhlíkový dopad výroby baterií pohybuje v rozmezí 61 až 106 kg CO2 ekv. na jednu kWh kapacity baterie (s horní hranicí maximálně 77 kg CO2 ekv. /kWh při optimalizaci zdroje vytápění v továrně).
Emise elektromobilů v rámci LCA se jistě více sníží ve srovnání se současnými odhady, protože se objevují nové důkazy o delší životnosti baterií díky inovacím a recyklaci baterií a rostoucímu podílu obnovitelných zdrojů energie ve výrobě i při nabíjení vozidel.
Potenciál elektromobilů snížit emise skleníkových plynů je naprosto jasný a EU by měla urychlit přechod na elektromobilitu a v souladu se svými klimatickými ambicemi v rámci Zelené dohody vytěsnit z provozu automobily se spalovacími motory.
Studie porovnává kompletní ekologickou zátěž dostupného a oblíbeného modelu auta, vyráběného v Česku, s různými druhy pohonu, a to od prvotní těžby surovin až po celý životní cyklus. Jako model byl vybrán Hyundai Kona z roku 2019, vyráběný v českých Nošovicích a nabízený s celkem čtyřmi druhy pohonu; benzinovým, naftovým, hybridním a elektrickým. A jeho pomyslné životní podmínky byly stanoveny tak, aby se podobaly českým reáliím - předpokládaná životnost 15 let a předpokládaný roční nájezd 10 000 km.
Pracovalo se s faktem, že při výrobě elektromobilu vzniká pomyslný emisní dluh kvůli ekologicky náročné výrobě baterie. A studie sledovala, za jak dlouho se tento dluh vůči jiným pohonům vyrovná a jak daleko bod, kde se křivky jednotlivých pohonů protnou. A pozitivním zjištěním bylo, že k vyrovnání onoho dluhu dochází poměrně rychle. U elektromobilu s baterií 64 kWh po ujetí 32,2 tisíc kilometrů, s menší baterií 39 kWh dokonce již po 17,5 tisících kilometrech. Dokonce i při započítání mnohem méně ekologického polského energetického mixu, by se dluh vyrovnal do ujetí 50 tisíc kilometrů.
Díky své mnohem vyšší účinnosti elektromobily během provozu nepřímo vypouštějí mnohem méně CO2 ekvivalentu oproti všem verzím se spalovacím motorem, včetně hybridu. Konkrétně v tomto modelovém příkladu vypustila během 150 000 km benzinová verze celkem 38 tun ekvivalentu CO2, naftová 34 tun, hybridní 30 tun. Elektromobil s větší baterií 64 kWh vyprodukuje na stejnou vzdálenost 21 tun, výrazně lehčí verze s baterií 39 kWh pak 18 tun.
Jedním z výsledků výzkumu je zjištění významného potenciálu ke snižování škodlivých emisí v zemích Visegrádské čtyřky (V4). Ty se od sebe svým energetickým mixem vzájemně výrazně liší, přičemž zdaleka nejlépe je na tom Slovensko s vysokým podílem vodní a jaderné energie, Maďarsko se mu pak přibližuje. S náskokem nejhůře je na tom Polsko s dosud značným podílem špinavých tepelných elektráren a Česko se blíží spíše Polsku, než zbývajícím dvěma zemím. Oproti benzinovým autům tak může elektromobil snížit emise o 29-69 % (v Česku o 46 %), proti dieselům pak o 19-60 % (v Česku o 39 %)
| Typ vozidla | Emise CO2 ekv. (g/km) |
|---|---|
| Elektromobil (průměr v EU, 2020) | 90 |
| Naftový automobil (2020) | 234 |
| Benzínový automobil (2020) | 253 |
tags: #ekologická #zátěž #výroba #elektroauta #srovnání