Hybridní Auta a Jejich Dopad na Ekologii: Nová Studie Přináší Zásadní Zjištění

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. Rozdíl mezi elektromobily a spalovacími vozy se ale v budoucnu zmenší díky zkrácení dopravních řetězců a většímu využití recyklovaných materiálů při výrobě baterií.

Čtěte také: Podmínky ekologické daně pro stará auta

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. Avšak i v těchto dvou zemích je možné jezdit elektromobilem téměř bez emisí - klíčem je nabíjet vůz elektřinou vyrobenou z obnovitelných zdrojů,” dodává Kamil Jaššo.

Čtěte také: Získejte dotaci na auto s nízkými emisemi

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

Čtěte také: Auto vs. Autobus vs. Vlak vs. Letadlo

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.

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.

Výroba elektromotorů a akumulátorů navíc vyžaduje použití spousty toxických minerálů jako nikl, měď či hliník, které způsobují okyselování atmosféry. „Přesto, že elektromotory mají nulové přímé emise zplodin za provozu, jejich výroba je škodlivější nebo přinejmenším stejně škodlivá jako výroba moderních vozů se spalovacími motory. To se týká například jevů jako kyselý déšť, smog, drancování fosilních a minerálních zásob i toxických vlivů na člověka a na ekosystém,“ prohlásil profesor Stromman.

Za dobu, po kterou se elektromobily vyrábějí, už podle Norů stačily napáchat v atmosféře značné škody. Pokud by elektřina do jejich akumulátorů byla získávána výhradně ze zdrojů nezatěžujících ovzduší emisemi CO2, mohla by auta na elektrický pohon v průběhu následujících let znamenat výraznou redukci skleníkových plynů. „Je kontraproduktivní propagovat elektromobily v místech, kde je hlavním zdrojem elektřiny spalování uhlí nebo nafty,“ upozorňuje vědec.

V Evropě, kde se elektřina produkuje mnoha různými způsoby, mají podle expertů elektromobily potenciál být ekologicky výhodnější než benzínová a naftová auta. „Současný mix výroby elektřiny v Evropě zaručuje, že takto nabíjené elektromobily mohou znamenat 10 % až 24 % snížení vlivu na globální změnu klimatu oproti tradičním vozům,“ tvrdí Stromman.

Plug-in hybridy znečišťují životní prostředí ve skutečnosti téměř stejně jako benzinové automobily. Reálně je to skoro pětkrát více, než uvádějí laboratorní testy. Vozy, které mohou být poháněny jak elektrickými bateriemi, tak spalovacími motory, evropští výrobci automobilů propagují jako způsob, jak ujet dlouhé vzdálenosti na jedno nabití a na rozdíl od plně elektrických automobilů zároveň snížit emise.

Data ale ukazují, že plug-in hybridy vypouštějí pouze o 19 procent oxidu uhličitého méně než benzinové a naftové automobily, zjistila analýza. V laboratorních testech přitom vycházelo, že jsou hybridy k životnímu prostředí o 75 procent šetrnější. Zjistili, že skutečné emise oxidu uhličitého z plug-in hybridů v roce 2023 dosáhly asi 4,9 násobku emisí ze standardizovaných laboratorních testů. V roce 2021 to byl 3,5 násobek.

„Emise v reálném provozu stoupají, zatímco oficiální emise klesají,“ uvádí výzkumnice v organizaci Transport and Environment a spoluautorka zprávy Sofía Navasová Gohlkeová. „Rozdíl se zhoršuje a představuje skutečný problém. V důsledku toho jsou plug-iny téměř stejně znečišťující jako benzinová auta,“ dodává analytička.

Podle vědců rozdíl vzniká z chybného odhadu poměru ujetých kilometrů v elektrickém režimu k celkovému počtu ujetých kilometrů. Zjistili, že v elektrickém režimu jely vozy 27 procent jízdy, i když oficiální odhady předpokládaly, že to bude 84 procent. Analýza navíc zjistila, že i když byly automobily provozovány v elektrickém režimu, úrovně znečištění byly výrazně vyšší než oficiální odhady.

Vášnivá debata o budoucnosti dopravy se často zužuje na jednoduchou rovnici: spalovací motory jsou zlo, elektromobily spása. 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.

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.

tags: #hybridní #auta #a #ekologie #dopad

Oblíbené příspěvky:

• Stavební odpad s azbestem
• Recyklace rostlinných olejů
• Význam ekologické výchovy
• Likvidace Aut Kadaň a Okolí
• Komunální odpad v ČR