Emise při výrobě elektroaut: Studie a fakta

V zájmu snížení emisí skleníkových plynů se státy zaměřily na automobilovou dopravu. Existují však různé druhy pohonu automobilů a každý z nich produkuje v různých částech svého životního cyklu jiné množství emisí, které se navíc v jednotlivých státech liší. Znalost přesných a srovnatelných hodnot je nezbytná pro rozhodování o tom, jak tyto emise co nejefektivněji a nejekonomičtěji snížit.

Brněnští vědci si v novém výzkumu detailně posvítili na emise elektrických vozidel. Důvod byl prostý, a to zvyšující se zájem o auta poháněná elektřinou, s čímž se váže i neustále rostoucí velikost baterií. Elektroauta zažívají v poslední dekádě ohromný nárůst zájmu, který jde ruku v ruce s tím, jak se pohon dostává do různých typů vozidel. Aktuálně najdeme elektrický pohon už v podstatě ve všech typech vozů od malých městských aut přes sporťáky až po SUV.

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. 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.

Moderní vozidla najedou na jedno nabití více než 400 km, se zvětšujícími se bateriemi však přichází také zprávy o nárůstu emisí skleníkových plynů. Právě ty jsou totiž v případě výroby baterií klíčovou položkou a brněnští vědci se rozhodli ukázat, jakou emisní zátěž elektroauta vykazují během celého svého života. Ačkoli samotný provoz elektroaut je víceméně bezemisní, pro samotnou výrobu to rozhodně neplatí. Brněnští vědci si za zkoumaný objekt zvolili Hyundai Kona z roku 2019, a to z prostého důvodu. Nalezneme ho ve všech myslitelných variantách pohonu. Tj. s benzinovým, dieselovým, hybridním a elektrickým. Následné výpočty vycházejí z 15 let provozu s nájezdem 10 000 km ročně.

Vědecká studie ukazuje, že emise při výrobě vozidla jsou závislé na třech faktorech: hmotnosti vyráběného vozidla, velikosti jeho baterie a emisních faktorech z jejich výroby. Výroba v České republice při výrobě akumulátoru produkuje o 40-70 % více emisí (dle velikosti baterie) v porovnání s benzinovým vozem. Vědci rovněž vypočetli, kdy se tento energetický dluh smaže. Vyrobený vůz musí v případě 64 kWh baterie ujet 32 184 km. U 39 kWh BEV postačí 17 801 km. V tomto případě jsou výsledky v Česku mnohem lepší než v Polsku, které je silně závislé na uhelné energii.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Vědci podtrhují, že největším problémem emisí při výrobě baterií je samotná těžba surovin a jejich přeprava, což je však podle nich faktorem, který půjde v následujících letech snížit. Dle výzkumníků rovněž nejsou relevantní obavy ze zvyšování emisí elektroaut z důvodu výměny baterií. Ty totiž mají větší životnost než samotná vozidla.

Ačkoli Česko patří v rámci Visegrádské čtyřky k zemím s poměrně vysokými emisemi při výrobě elektroaut (oproti Maďarsku a Slovensku), vykazuje také vysoký potenciál na jejich snížení oproti benzinovým a dieselovým vozům. Brněnští pracovníci nicméně ve svých statistických výsledcích došli k zajímavým propočtům celkových emisí napříč jednotlivými typy vozidel. Jak můžete vidět na přiloženém grafu, hybridní vozy sice vykazují zlepšení oproti benzinovým či dieselovým vozům, není ale doopravdy zásadní. Naopak v rámci celkové životnosti vozu se elektroauta ukazují jako vozy s extrémně vysokým potenciálem snížení emisí. Vědci však doplňují, že k dosažení klimatické neutrality do roku 2050 a snížení emisí z dopravy nestačí jen přechod na elektromobily jako takové. Dle nich je nutné zlepšit samotný energetických mix zemí v rámci EU.

Osobně jsem nikdy nevěřil tomu, že by elektromobily na baterie představovaly zázračné řešení pro životní prostředí. 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. 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.

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.

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.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Odborníci z Centra vozidel udržitelné mobility na ČVUT v Praze, Jan Macek a Josef Morkus, však ve své podrobné studii přinášejí střízlivější pohled. Jejich analýza ukazuje, že přehnaná očekávání od plošného nasazení bateriových vozidel jsou postavena na zkreslených datech a ignorování klíčových faktorů. Cílem studie není zpochybnit výhody elektromobility, například v městském provozu, ale uvést na pravou míru univerzální narativ o jejich bezvýhradné ekologické převaze.

Největším rozdílem mezi elektromobilem a vozem se spalovacím motorem je trakční baterie. Analýzy se často soustředí pouze na spotřebu elektřiny při výrobě baterií. Studie ČVUT však zdůrazňuje, že se zapomíná na ještě většího viníka: technologické teplo. Metalurgické a chemické procesy při těžbě a zpracování materiálů jako lithium, nikl, kobalt či hliník vyžadují obrovské množství tepla, které se dnes vyrábí převážně spalováním zemního plynu nebo uhlí. Dalším kritickým faktorem je geografie. Přibližně 80 % materiálů a bateriových článků se dnes vyrábí v Číně, jejíž energetický mix je stále z velké části závislý na uhlí. Emisní faktor čínské elektřiny je proto několikanásobně vyšší než evropský průměr. Co to znamená v praxi? Baterie s kapacitou 64 kWh, jakou má například testovaný model Hyundai Kona, si s sebou nese z továrny emisní dluh téměř 10 tun CO₂.

Druhým zásadním zkreslením je spoléhání na oficiální testovací cykly, jako je WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Cycle). Tento cyklus byl původně navržen pro měření škodlivin u spalovacích motorů a pro odhad jejich spotřeby funguje poměrně spolehlivě. Důvodem je nadhodnocená role rekuperace. V krátkých fázích testu, které simulují jízdu mimo město, se často brzdí a zpomaluje, což umožňuje elektromobilu efektivně dobíjet baterii. Další rozdíl přichází v zimě. Zatímco spalovací motor topí odpadním teplem, elektromobil musí topit energií z baterie, což dramaticky zvyšuje spotřebu. Studie GreenNCAP a vlastní měření autorů ukazují, že reálná průměrná spotřeba elektromobilů je o 30 až 50 % vyšší než deklarované hodnoty z WLTC. Například u testovaného vozu Hyundai Kona byla reálná spotřeba vyšší dokonce o 48 %.

Kombinace vysokého emisního dluhu z výroby baterie a vyšší reálné spotřeby energie zásadně posouvá tzv. Autoři studie přepočítali srovnání pro různé verze vozu Hyundai Kona s použitím realistických dat. Při provozu v zemi se „špinavou“ elektřinou, jako je Polsko (kde je emisní faktor více než dvojnásobný oproti průměru EU), je situace ještě horší. Po 150 000 km mají oba testované elektromobily emise o 30 %, resp. o 45 % vyšší než dieselová verze. Studie jednoznačně ukazuje, že neexistuje jedna univerzální odpověď.

Častým argumentem je, že baterie přežije životnost vozidla. Autoři studie však upozorňují na klíčový, avšak často opomíjený faktor: časovou degradaci. Pro mnoho domácností je elektromobil druhým autem v rodině s menším ročním nájezdem (např. 10 000 km). V takovém případě je velmi pravděpodobné, že baterie dosáhne konce své životnosti (typicky 8-10 let) dříve, než stihne najet dostatek kilometrů k tomu, aby splatila svůj emisní dluh.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Menší baterie: Trend výroby elektromobilů s obřími bateriemi a dojezdem přes 500 km je z ekologického hlediska kontraproduktivní. Emisní dluh je příliš velký. Čistá elektřina: Skutečný přínos elektromobilů se odemkne až s přechodem na stabilní, nízkouhlíkové zdroje elektřiny. Technologická neutralita: Nátlak na jedinou „správnou“ cestu je podle autorů chybný. Studie z ČVUT je důležitým hlasem v emotivní debatě. Připomíná, že bezemisní mobilita neexistuje a že každá technologie má svou environmentální cenu. Plošné a na dotacích závislé protlačování elektromobilů bez zohlednění celého jejich životního cyklu - od těžby surovin v Číně po výrobu elektřiny v Polsku - nepřinese očekávané klimatické benefity.

Studie se zaměřila na porovnání emisí elektromobilů a vozidel se spalovacími motory po celý jejich životní cyklus. I přes vyšší emise spojené s výrobou baterií, mají elektromobily potenciál výrazně snížit celkové emise skleníkových plynů, zejména při provozu na elektřinu z obnovitelných zdrojů. Na základě rozsáhlého výzkumu bylo vypočteno, že elektromobily mají potenciál snížit emise o 29-69 % (v České republice o 46 %) ve srovnání s benzinovými ekvivalenty a o 19-60 % ve srovnání s dieselovými ekvivalenty (v České republice o 39 %).

Od emisí CO₂ při výrobě a spotřeby energie během provozu až po recyklaci a druhé použití baterií - elektromobily jsou již nyní udržitelnější než vozidla se spalovacími motory, pokud vezmeme v úvahu celý jejich životní cyklus. I přes vyšší spotřebu energie při výrobě, zejména u baterií, tuto nevýhodu rychle kompenzují svou efektivitou při provozu a výrazně nižšími emisemi. Po ujetí přibližně 50 000 kilometrů překonávají z hlediska šetrnosti k životnímu prostředí konvenční spalovací motory.

Tabulka: Srovnání emisí CO2 během životního cyklu vozidla v ČR

Porovnání emisí z výroby a provozu různých vozů v České republice ukazuje, že 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.

tags: #emise #pri #vyrobe #elektroaut #studie

Oblíbené příspěvky:

• Pohádka učí děti o ekologii a třídění odpadu
• Ekologická stopa: Vysvětlení a význam
• Vodní ekosystém a jeho potravní řetězec
• Česká republika: podpora obětem
• Postup recyklace chladiva