Ekologický dopad hybridních aut: Studie a fakta

V automobilovém světě občas zazní silné prohlášení, které jde proti proudu všeobecného nadšení pro elektromobilitu. Každopádně prohlášení mimo trendy je vždycky událost, která rozvíří debatu nejen mezi odborníky, ale i mezi běžnými řidiči.

A přesně to se stalo, když Akio Toyoda, člověk, jehož slovo má v automobilovém průmyslu obrovskou váhu, prohlásil, že elektromobily jsou až třikrát špinavější než hybridy. Narazil jsem na různé články, kde byla vize šéfa Toyoty reprodukována a prezentována.

Akio Toyoda je bývalý prezident a nynější předseda představenstva. V minulosti se opakovaně vyjadřoval v tom smyslu, že čistě bateriové elektromobily nejsou automaticky ekologičtější než hybridy nebo jiné alternativy. Jeho argumentace se často opírá o tzv. „well-to-wheel“ analýzu, tedy o celkovou uhlíkovou stopu včetně výroby elektřiny, výroby baterií a likvidace vozidel.

Takříkajíc od zdroje ke kolu. Toyoda tuším v prosinci 2022 na setkání s novináři v Thajsku prohlásil, že „většina světa sdílí názor, že elektromobily jsou čistší, ale realita je složitější“. Upozorňoval na to, že v mnoha zemích se elektřina stále vyrábí z uhlí nebo jiných fosilních paliv.

Proto může být provoz elektromobilu v některých regionech z hlediska emisí CO2 srovnatelný nebo dokonce horší než u hybridních vozů. Podobné výroky zazněly i v roce 2023. Tehdy Toyoda opakovaně zdůrazňoval, že „hybridy jsou v některých případech efektivnější cestou ke snižování emisí než čisté elektromobily, zvlášť tam, kde není čistá elektřina“.

Čtěte také: Život s úsměvem a ohledem na přírodu

Toyota dlouhodobě prosazuje tzv. „multi-pathway“ strategii, tedy rozvoj více technologií najednou - hybridy, plug-in hybridy, vodíkové vozy i elektromobily. Akio Toyoda často varoval před „dogmatickým“ přístupem. Nechce sázet jen na jednu technologii bez ohledu na místní podmínky a energetický mix.

V době, kdy se většina automobilek předhání v tom, kdo dřív a rychleji přejde na čistě elektrický pohon, působí opačné tvrzení jako ledová sprcha. Jenže Toyoda není žádný populista, který by střílel od boku. Jeho slova mají základ v číslech, analýzách a zkušenostech, které Toyota za poslední dekády nasbírala. A právě proto stojí za to se na celou věc podívat podrobněji a bez předsudků.

Když Toyoda mluví o tom, že elektromobily jsou třikrát špinavější než hybridy, nemá na mysli jen to, co vychází z výfuku. Upozorňuje na to, že skutečná ekologická stopa auta se nepočítá jen podle toho, co vyjede z výfuku, ale podle celého životního cyklu vozu.

To znamená od těžby surovin přes výrobu, provoz až po likvidaci. A tady se podle něj ukazuje, že elektromobily, které jsou dnes často prezentovány jako bezemisní zázrak, mají ve skutečnosti mnohem větší ekologickou zátěž, než se na první pohled zdá.

Problémy s bateriemi elektromobilů

Hlavním problémem jsou baterie. Výroba akumulátorů pro elektromobily je energeticky velmi náročná a vyžaduje těžbu vzácných kovů, jako je lithium, kobalt nebo nikl. Těžba těchto surovin je spojena nejen s vysokou spotřebou energie, ale i s negativními dopady na životní prostředí v místech, kde se těží.

Čtěte také: Eko prací prášky: Jak vybrat ten správný?

Toyoda argumentuje tím, že pokud vezmeme v úvahu celkovou uhlíkovou stopu, tedy emise CO2 vzniklé při výrobě baterií, samotné produkci vozu a následném provozu, vychází elektromobil v globálním průměru až třikrát hůř než hybrid. A to je číslo, které rozhodně stojí za zamyšlení.

Dalším důležitým faktorem je zdroj elektřiny, kterou elektromobil spotřebovává. V zemích, kde se elektřina vyrábí převážně z uhlí nebo jiných fosilních paliv, je provoz elektromobilu z hlediska emisí CO₂ často srovnatelný, nebo dokonce horší než u moderního hybridu.

Podobné názory zaznívají i od dalších odborníků a analytiků, kteří varují před tím, že bezhlavý přechod na elektromobilitu může vést k novým ekologickým a ekonomickým problémům. Například studie německého ADAC ukazuje, že elektromobil se stává skutečně ekologičtějším než hybrid nebo moderní benzinový vůz až po ujetí zhruba 100 000 kilometrů.

A to pouze v případě, že je nabíjen elektřinou z obnovitelných zdrojů. Pokud jezdí na elektřinu z uhlí, jeho ekologická stopa je vyšší po celou dobu životnosti. V praxi to znamená, že elektromobilita není univerzálním řešením pro všechny a všude.

Elektromobily mohou být „špinavější“ než hybridy, pokud se vezme v úvahu celý životní cyklus vozu a zdroj elektřiny.

Čtěte také: Citrusová kůra jako zdroj ekologického plastu

Studie VUT FEKT o dopadu elektromobilů

Nová vědecká studie výzkumníků v čele s Kamilem Jaššem z Ústavu elektrotechnologie Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT (FEKT) přináší zásadní zjištění v diskuzi o environmentálním dopadu elektromobilů. Výzkum vyvrací rozšířené tvrzení, že elektromobily mají během svého životního cyklu vyšší emise než vozidla se spalovacími motory.

Analýza zahrnula komplexní pohled na celý životní cyklus vozidel od výroby přes provoz až po recyklaci. Kamila Jašša k vypracování studie přiměly diskuze probíhající na sociálních sítích ohledně zvýšené ekologické zátěže elektromobilů.

Pro studii byl vybrán modelový vůz Hyundai Kona z roku 2019, dostupný v několika variantách pohonu (benzinový, naftový, hybridní a elektrický). Výzkum předpokládal životnost 15 let a roční nájezd 10 tisíc kilometrů.

Výroba elektrického vozidla v České republice vyprodukuje o 40-70 % více emisí než srovnatelný benzinový vůz. Rozdíl souvisí především s baterií a její kapacitou. Zatímco u samotného automobilu je emisní náročnost 4 kg CO₂eq/kg vozu, u baterií je to 80 kg CO₂eq/kg.

Nicméně i tak elektrické auto u nás vyrovná své výrobní emise s benzínem po ujetí 32 tisíc kilometrů (u varianty s baterií 64 kWh) nebo 18 tisíc kilometrů (u baterie 39 kWh). I v Polsku s vysokým emisním faktorem zaviněným specifickým energetickým mixem se tento dluh vyrovná do 50 tisíc najetých kilometrů.

Za vyššími emisemi u elektromobilů tedy stojí zejména výroba baterie, především těžba a doprava primárních surovin.

Srovnání emisí různých typů vozidel po ujetí 150 000 km

Z grafu je patrné, že po projetí 150 tisíc kilometrů vyprodukuje benzínová verze vozidla 38 tun CO₂ ekvivalentu a naftová verze 34 tun, hybridní technologie dosahuje 30 tun. Elektromobily jsou výrazně šetrnější - verze s 64kWh baterií vypustí 21 tun CO₂ ekvivalentu, model s 39 kWh baterií jen 18 tun.

Obavy z vyšších emisí a nákladů kvůli nutnosti vyměnit degradovanou baterii nejsou opodstatněné. Životnost i menší baterie s kapacitou 39 kWh několikanásobně překročí průměrný nájezd vozidel. K výměně baterie dochází u elektromobilů jen výjimečně, třeba při vadné výrobní sérii nebo špatném zacházení.

Výzkum prokázal významný potenciál elektromobilů ve snižování emisí v zemích Visegrádské čtyřky (V4). Ve srovnání s benzinovými motory mohou elektromobily snížit emise o 29-69 % (v ČR o 46 %), u naftových motorů je redukce 19-60 % (v ČR o 39 %).

Pro mladého výzkumníka bylo překvapující, jaké jsou rozdíly mezi jednotlivými zeměmi V4 jen kvůli odlišnému energetickému mixu. Všechny zdroje emisí jsou pro státy V4 stejné nebo dosti podobné s výjimkou emisí z výroby elektřiny. V tomto ohledu se od sebe země V4 liší poměrně dost.

Slovensko má díky jaderným a vodním elektrárnám poměrně čistý energetický mix a elektromobil je zde možné provozovat téměř bez emisí, a Maďarsko se mu přibližuje. „Provozování elektromobilu v Polsku má kvůli tamní struktuře výroby elektřiny značný dopad na množství vypouštěných skleníkových plynů. Co se týče energetického mixu, Česká republika se nachází blíže polskému modelu než tomu slovenskému.

Do budoucna se očekává další zlepšování environmentální bilance elektromobilů. Zatímco u výroby paliv dochází ke snižování emisí jen výjimečně, u elektřiny se předpokládá každoroční 2% pokles ve všech zemích V4. Studie však upozorňuje, že k dosažení klimatické neutrality do roku 2050 samotný přechod na elektromobily nestačí. Klíčové bude také zlepšení energetického mixu jednotlivých zemí EU.

Současná geopolitická situace, včetně konfliktu na Ukrajině, může dočasně zvýšit emise z výroby elektřiny.

Závěry studie, publikované v prestižním časopise Renewable and Sustainable Energy Reviews, tak poskytují komplexní pohled na environmentální dopad různých typů pohonů. Výzkum jednoznačně potvrzuje, že i při započtení všech fází životního cyklu (výroba vozu, baterií, paliv/elektřiny, provoz a recyklace) jsou elektromobily environmentálně výrazně příznivější než vozidla se spalovacími motory.

Výsledky studie mohou naznačovat další vývoj v automobilovém průmyslu. Postupné zlepšování energetického mixu a pokrok ve výrobě baterií by měly přispět k rostoucímu významu elektromobility.

„Díky našemu výzkumu jsme získali řadu přesvědčivých a ověřitelných poznatků, které nabízejí hlubší vhled do této problematiky. Věříme, že předložená zjištění mohou pomoci veřejnosti vytvořit si ucelenější obraz o dané situaci.

S rozšiřováním elektromobilů se občas objevují zprávy o jejich vyšších emisích během životního cyklu ve srovnání s vozy se spalovacím motorem. Elektroauta sice při jízdě nevypouštějí emise, ty ale vznikají při výrobě elektřiny v elektrárnách a při výrobě baterie. A prý jich může být víc než u spalováků, které jen „nemají výfuk v elektrárně“.

Studie, kterou podpořilo VUT v Brně, ale ukazuje, že je to jinak. Výzkum detailně porovnával emise při výrobě a provozu jednotlivých typů automobilů. Zaměřil se na hlavní zdroje emisí během životního cyklu elektromobilu a srovnal je s auty se spalovacím motorem.

Výzkum českých autorů a jednoho Brita spočítal emise skleníkových plynů ve všech fázích výroby a provozu. Výpočet celkových emisí skleníkových plynů zahrnul všechny zdroje: výrobu vozidla, baterie a paliva i samotný provoz.

Studie zkoumala emisní náklady vozidel pro Českou republiku a další tři země V4: Slovensko, Maďarsko a Polsko. Výhodou vozu Hyudai Kona, který studie použila pro srovnání, je, že nabízí všechny typy pohonů: benzinový motor, naftový motor, hybridní pohon i čistě elektrický pohon.

Emise během provozu nejvíc ovlivňuje výroba paliva. Spalovací a hybridní vozy k tomu navíc vypouštějí emise ze svého výfuku. Výpočty předpokládají stejnou hodnotu těchto emisí po celou dobu provozu auta a vycházejí z technických specifikací výrobce.

Realita zde ale může být odlišná, protože záleží na způsobu jízdy a stavu vozidla. Tyto individuální proměnné se ale do výpočtů obtížně zahrnují.

Česko a Polsko produkují při výrobě elektřiny pro elektromobily výrazně více emisí než při výrobě paliv pro spalovací vozy. Maďarsko a zvláště Slovensko naopak vyrábí elektřinu s nižšími emisemi než paliva. I tak ale elektromobily v Polsku sníží celkové emise skleníkových plynů skoro o 29 procent proti benzinovým autům. Důvodem jsou nižší emise z výroby elektřiny oproti součtu emisí z výroby paliv a jejich spalování.

Porovnání emisí z výroby a provozu různých vozů v České republice

Benzinový vůz vyprodukuje za svoji životnost nejvíce emisí skleníkových plynů, 38 tun CO₂. Následuje naftový vůz s 34 t, hybridní vůz s 30 t, elektromobil s baterií 64 kWh s 21 t a elektromobil s baterií 39 kWh s 18 t. Elektromobil s menší baterií se oproti benzínu a naftě začíná vyplácet už po 20 tisících kilometrech.

Emise z výroby paliv se v průběhu let snižují jen výjimečně, hlavně při přechodu na paliva s vyšším podílem biosložek. To sice vede ke snížení emisí skleníkových plynů, významně ale roste dopad na využití půdy, potravinovou bezpečnost a ekologii.

U výroby elektřiny studie očekává významný pokles emisí kvůli přechodu na obnovitelné a nízkoemisní zdroje v Evropské unii. Tento pokles nejvíce ovlivní celkovou ekologickou udržitelnost elektromobilů, protože jejich celkové emise závisejí především na čistotě elektřiny k jejich pohonu.

Pro všechny země V4 studie počítá s ročním poklesem emisí z výroby elektřiny o 2 %. Především v České republice a Polsku se ale dá očekávat výraznější pokles, což ještě více elektromobily zvýhodní.

Ke snížení emisí z dopravy ale jen přechod na elektromobily nestačí. Zásadní je zlepšení energetického mixu v jednotlivých členských státech EU. Nepříznivá geopolitická situace, jako je konflikt na Ukrajině, může dočasně zvýšit emise z výroby elektřiny a snížit ekologické výhody elektromobilů.

Výpočty u spalovacích motorů pominuly řadu emisních příspěvků kvůli jejich zanedbatelným hodnotám nebo nedostatku dat. Jde například o ztráty paliva, lokální emise dalších výfukových plynů a podobně.

Výzkumy naznačují, že celkové ztráty z distribuce a zpracování paliv dosahují desetin procenta. Přesná data ale chybí, protože ztracené palivo nepředstavuje z pohledu emisí hlavní ekologický problém. Významnější jsou další výfukové plyny kromě CO₂.

Přestože se o lokálních městských emisích spalovacích motorů hodně diskutuje a některá evropská města postupně zakazují naftové vozy kvůli emisím NOx a pevných částic, studie tyto emise nezahrnuje kvůli nedostatku relevantních dat.

Studie také nezahrnuje emise z údržby vozidel. Auta vyžadují údržbu, která nepřímo přispívá k emisím během jejich životnosti. Nedostatečná údržba navíc narušuje běžný provoz a vede k vyšším výfukovým emisím. Většina studií ale tyto emise zanedbává kvůli nedostatku vstupních dat.

Poslední část studie sledovala emise z likvidace vozidel na konci životnosti. Hierarchie nakládání s odpady upřednostňuje opětovné využití před recyklací.

Norská studie: Elektromobily znečišťují ovzduší víc než spalovací motory

Elektromobily znečišťují ovzduší víc než spalovací motory: to vyplývá z nedávno zveřejněné analýzy. Norská Vědecká a technologická univerzita provedla analýzu dopadu produkce elektromobilů na životní prostředí a došla k závěru, že auta na elektrický pohon znečišťují ovzduší víc než vozidla se spalovacími motory.

Vědci nebrali v úvahu jen samotný provoz automobilů, ale míru zátěže, kterou způsobují po celý svůj životní cyklus od výroby přes používání až po likvidaci. Zpráva, kterou odborníci uveřejnili v časopise Journal of Industrial Energy, také uvádí, že při výrobě elektromobilů vzniká víc toxického odpadu než v případě tradičních benzínových a dieselových aut.

Expertní tým srovnával životní cyklus tradičních a elektrických automobilů. „Výrobní fáze elektromobilů se ukázala jako podstatně náročnější z hlediska životního prostředí,“ řekl profesor Anders Hammer Stromman, jenž se na studii podílel. „Je tam zhruba dvakrát větší potenciál vlivu na změnu klimatu než u tradičních aut,“ dodal.

tags: #ekologicky #dopad #hybridnich #aut #studie

Oblíbené příspěvky:

• Královéhradecký kraj: Tipy na výlety do přírody
• Emisní normy pro automobily
• Ekologické názory Václava Klause
• Polystyren a polyuretan: Možnosti recyklace
• Měření emisí Jihočeský Kraj