Emise pevných částic z elektromobilů: Mýty a fakta

Stuttgart se řadí mezi ta německá města, která se nejvíce potýkají s kvalitou ovzduší, a tak není divu, že se zde také stále přiostřuje boj proti motoristům. Feinstaubalarm je ve Stuttgartu stále častější - zákaz vjezdu nákladních aut do města je při zhoršených emisních podmínkách rozšířen i na osobní auta. Město motivuje lidi k využívání hromadné dopravy, zákazy směřuje zejména na majitele dieselových aut, která jsou přece špinavá, a preferuje elektromobilitu.

V souvislosti s emisemi se obvykle zaměřujeme na to, co vylétá z výfuků automobilů. Veřejnost a regulační orgány se soustředí na snižování emisí CO2 z výfuků, ale škála škodlivin, které unikají z vozidel, je mnohem širší. Nedávná nezávislá studie však odhalila, že existuje mnohem vážnější zdroj znečištění, který zatím zůstal bez regulace: emise vznikající opotřebováváním pneumatik.

Elektromobily a znečištění ovzduší: Realita vs. očekávání

Hlavním problémem nejsou ani tak emise CO2, ale hlavně mnohem škodlivější prach a jemné částice. Jenže, jak ukázalo měření prachu a jemných částic, které provedla nezávislá společnost Dekra, v praxi přispějí elektromobily ke zlepšení ovzduší ve městě mnohem méně, než se od nich očekává. Nezávislé měření Dekry však ukázalo, že elektromobily nejsou ani zdaleka řešením. Jejich negativní „příspěvek“ k znečištění se v provozu blíží autům s běžným spalovacím motorem.

Jak už to ale tak bývá, je velmi složité přenést politickou „zelenou“ diskuzi do věcné roviny naměřených hodnot a faktů. A protože i u nás je pro politiky a různé zelené organizace módní vzít si do hledáčku motoristy a vymýšlet jim různá omezení a zpoplatnění, použiji aktuální stuttgartskou kauzu a interpretaci hodnot šéfem stuttgartské Dekry Clemensem Klinkem k tomu, abych alespoň trochu přispěl k rozšíření obzorů nás všech.

Zdroje pevných částic v ovzduší

Prašnost vzniká z velké části valivým odporem pneumatik, třením při brzdění a vířením pouličního prachu. Měření Dekry provedená v roce 2015 ukázala, že ve Stuttgartu je každý den uvolněno do ovzduší v průměru 475 kilogramů prachu a jemných částic. Jenže jen 77 kilogramů pochází z automobilových výfuků. Zbylých téměř 400 kg, tedy zhruba 84 procent, vzniká odvalováním pneumatik, třením brzdové soustavy a tzv. resuspenzí pouličního prachu (znovuvíření částic prachu uložených na vozovce).

Čtěte také: Vše o emisních normách

Pevné částice ve vzduchu jsou ze zdravotního hlediska nebezpečný prevít. O tom žádná. Jenže další stuttgartské měření, tentokrát z roku 2014, realizované úřadem pro životní prostředí a ochranu přírody, ukazuje, že místní emise pevných částic z výfuků tvoří jen 6 % celkového počtu škodlivého prachu. Dalších 31 % mají na svědomí právě již zmíněné odvalující se pneumatiky, tření brzdového obložení a víření pouličního prachu projíždějícími vozy. Jenže více jak polovina prachových částic ve vzduchu nevzniká v daném místě měření, ale je produkována jinde a přítomna tak jako tak. Kromě velkých znečišťovatelů za ní stojí i střední a malé spalovací zdroje, jako jsou třeba i obyčejné plynové kotle s malým hořákem.

Z technického pohledu totiž dnešní moderní turbodieselová auta vybavená nejrůznějšími systémy a hlavně filtry pevných částic produkují z hlediska pevných prachových částic menší hodnoty, než auta benzinová. Ukazuje se, že paušální zákazy vjezdu podle typu pohonu, nemají téměř žádný smysl - druh pohonu a z něj vzniklé emise, totiž kvalitu ovzduší z hlediska pevných částic víceméně neovlivňují.

Řešení problému s pevnými částicemi

Politici ve Stuttgartu, a jsem si jistý, že i u nás, volají při zhoršených emisních podmínkách po regulacích dopravy, uzavírání jízdních pruhů a podobně. Jejich řešení ale většinou vede k tvorbě kolon, což je přesně to, čeho by se měli vyvarovat. Emise pevných částic vznikají při brzdění a rozjíždění, takže naopak plynulá doprava co možná největším počtem jízdních pruhů je receptem na snížení emisí. Dalším účinným příspěvkem k lepšímu vzduchu je pravidelné a důkladné čištění povrchu silnic. Jenže to znamená plánování, práci a peníze navíc…mnohem jednodušší je omezovat řidiče, kteří mají jen málo možností se bránit. Sázka na elektromobily a regulace dopravy je chybná. Stačí pořádně čistit ulice. Co na tom, že ovzduší se tím nezlepší, ale pojmenovali jsme nepřítele - je jím motorista.

Tyto škodlivé částice, vznikající díky opotřebení pneumatik a brzd, představují závažný ekologický problém a tento problém je ještě zhoršován rostoucím trendem těžkých vozidel typu SUV a rostoucí poptávkou po elektrických vozidlech. Co je znepokojující, je, že emise z opotřebení pneumatik zatím nepodléhají regulaci. Tyto emise nejsou spojeny se skleníkovými plyny, ale s pevnými částicemi, které vážně ohrožují kvalitu vzduchu. Studie Emission Analytics ukázala, že tyto částice mohou být až tisíckrát horší než emise z výfuků. Přesněji jsou označovány jako PM10 a PM2,5, přičemž číslo označuje maximální velikost částic v mikrometrech.

Richard Lofthouse, analytik společnosti Emission Analytics, upozornil na alarmující skutečnost, že zatímco emise z výfuků byly regulovány po mnoho let, emise z opotřebení pneumatik zůstávají neregulované. Jedním z přístupů k řešení tohoto problému je snižování hmotnosti vozidel a vývoj pneumatik, které se opotřebovávají méně. Výrobci již několik let pracují na speciálních zařízeních, která zachytávají prachové částice z opotřebení brzd. Prototypy těchto zařízení byly zachyceny na vozidlech jako Volkswagen Golf. Škoda Auto, konkrétně vývojové centrum Česana v Mladé Boleslavi, pracuje na vývoji bubnových brzd pro celý koncern Volkswagen.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Studie VUT: Elektromobily a emise v zemích Visegrádské čtyřky

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“.

Kde je pravda odhaluje nedávno publikovaná studie výzkumníků z brněnského VUT FEKT. Studie publikovaná v prestižním časopise Renewable and Sustainable Energy Reviews se věnovala vlivu elektromobilů na emise v zemích Visegradské čtyřky - Česko, Slovensko, Polsko, Maďarsko. Právě geografické zasazení je podle mě velmi důležitým faktorem. Ve všech diskuzích totiž velmi často argumenty sklouznou k tomu, že náš energetický mix není ani zdaleka tak čistý, jako například v Norsku, aby přechod na EV dával skutečně bezemisní smysl.

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. Započítal výrobu elektřiny se ztrátami v síti a při nabíjení, v úvahu vzal i potenciální snížení emisí díky recyklaci dílů a materiálů.

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. Uvažováno bylo patnáctileté období s průměrným nájezdem 10 000 kilometrů za rok. Následující graf je tak poplatný přímo pro Českou Republiku a vyjadřuje celkový objem emisí za celou popisovanou životnost vozu (15let / 150 000km). Žlutá část sloupce jsou emise, jež připadnou na výrobu vozu. Pro běžného autíčkáře poměrně nepřekvapivě vycházejí všechny verze téměř stejně. Vyrobit auto je prostě (emisně) stejně nákladné, nezávisle na jeho pohonu. Oranžově jsou zvlášť znázorněny emise z výroby baterie. Takže na začátku cyklu je elektromobil skutečně v nevýhodě a není zelenější. Tenhle dluh se však poměrně rychle vyrovná, když si povšimneme šedého sloupce, představujícího emise ze spalovaného paliva.

Zajímavostí také je, že výzkum počítal s emisemi při výrobě všech paliv. Stejně jako se stejk neobjeví sám od sebe na pultu v obchodě nebo elektřina v zásuvce, ani benzín na čerpací stanici se neocitne jen tak. Dokonce zašli tak daleko a dopodrobna, že byly brány v potaz také emise při výrobě adBlue potřebné pro provoz naftové varianty. Nakonec zelená část jdoucí do mínusu jsou emise ušetřené díky předpokládané plánované recyklaci vozidla na konci jeho životnosti. Z vraků umíme znova využít přes 90% materiálu a jedná se o obrovskou úsporu, oproti zisku ze surových materiálů - především, co se kovů týče.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Celkové emise elektromobilů jsou však za uvedený cyklus oproti spalovacím verzím téměř poloviční. Takže ano, z hlediska emisí to má smysl a pohon na elektřinu si svoje (emisní) výhody dokáže obhájit. Stručný závěr hlavního autora Kamila Jaššo zní:“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 %).” Konkrétní čísla nejsou pochopitelně zcela stejná pro všechny země, což je dáno zejména energetickým mixem.

Podíly elektřiny vyrobené v České republice jsou následující: fosilní paliva - 52%, jaderná - 35%, obnovitelné zdroje - 13%. (pro rok 2019) Nejlépe, respektive nejekologičtěji pak vychází provoz elektromobilu na Slovensku, za čož vděčí především většímu zastoupení jaderných (54%) a vodních (16%) elektráren. Rozhodně se však jedná o komplexní analýzu, jejíž závěry jsou vážně zajímavé. A co víc, relevantní přímo v našem středoevropském prostředí, bez přepočtů a různých “coby-kdyby”.

Ani emisně náročnější výroba elektřiny a baterií se nevyrovná emisím z výfukových plynů vozidel se spalovacími motory. 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. Rozdíl mezi elektromobily a spalovacími vozy se ale v budoucnu zmenší díky zkrácení dopravních řetězců a většímu využití recyklovaných materiálů při výrobě baterií. 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.

Tabulka: Porovnání emisí z výroby a provozu vozidel v ČR (v tunách CO₂)

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. Většina pevných částic nepochází z motoru, ale z otěru pneumatik na silnici či brzd. Elektromobily jsou na tom tedy srovnatelně s běžnými auty.

Moderní vozy těchto pevných částic z výfuku vypustí tak málo, že 80 až 100 % jich vznikne právě jinou, mechanickou cestou, které se ani elektromobily pochopitelně nevyhnou. Elektromobily své brzdy používají méně, neboť umí částečně brzdit i přímo elektromotory, čímž vůz také trochu dobíjí baterie. Zároveň však elektroauta bývají těžší než konvenční auta, takže opotřebení pneumatik je větší.

Problém rychlonabíjecích stanic

Elektromobily jsou často označovány jako zcela bezemisní alternativa k vozům se spalovacím motorem, avšak výzkum univerzity UCLA (University of California, Los Angeles), odhalil pro mnohé jistě překvapivý problém. Nabíjení u rychlonabíjecích stanic totiž může zhoršovat kvalitu vzduchu více než tradiční benzínky. Tým vedený profesorkou Yifang Zhu z UCLA Fielding School of Public Health, který publikoval výsledky v odborném časopise Environment International (2025), změřil u padesáti rychlonabíječek v Los Angeles koncentrace jemného prachu PM₂.₅ v rozmezí 7,3 až 39 mikrogramů na metr krychlový.

„Naše zjištění naznačují, že tyto drobné částice pravděpodobně pochází ze zvíření prachu v okolí výkonových skříní rychlonabíječek. Tyto skříně převádějí elektřinu ze sítě na stejnosměrný proud potřebný k nabíjení baterií elektromobilů,“ uvedla Yuan Yao z UCLA Fielding, hlavní autorka studie. „Skříně zároveň obsahují chladicí systémy, které brání přehřívání elektroniky, a právě jejich ventilátory mohou vířit prach a částice z vnitřních povrchů. Myslíme si, že to může být jedním z důvodů zvýšené úrovně znečištění, které jsme naměřili,“ dodává.

„U každého člověka může vystavení jemným částicím přispívat ke zdravotním potížím, a u těch, kteří mají již existující onemocnění nebo zvýšenou citlivost, jsou rizika ještě větší,“ uvedl Michael Jerrett, profesor na Katedře environmentálních zdravotních věd UCLA Fielding a spoluautor studie. „Protože tyto částice jsou tak malé, mohou pronikat hluboko do plic a dokonce se dostat i do krevního oběhu - to může vést k vážným problémům, jako jsou srdeční či plicní onemocnění. Dobrou zprávou naopak je, že riziko je extrémně lokalizované - koncentrace totiž podle studie výrazně klesají už několik metrů od nabíjecí skříně a ve vzdálenosti stovek metrů už nejsou rozdíly oproti běžnému městskému prostředí vůbec patrné. A právě to, že je riziko extrémně lokalizované, prakticky stačí při nabíjení u rychlonabíječek nestát přímo u napájecí skříně. Nejjednodušší tak je odstoupit alespoň pár kroků nebo si na dobu nabíjení sednout do auta.

tags: #emise #pevných #částic #z #elektromobilů

Oblíbené příspěvky:

• Požadavky pro Ekologicky Šetrný Výrobek
• Pařížská dohoda
• Jak se zbavit odpadu efektivně
• Boj Ostravy za čistší ovzduší
• Frekvence svozu odpadu v Příboře