Niedawno w sieci ukazały się artykuły przedstawiające najnowszy raport NCAP, wg którego samochody z silnikami Diesla są lepsze od samochodów elektrycznych[1]. Badania zostały oparte o analizę pełnego cyklu życia samochodów LCA , tj. od kołyski aż po grób (ang. cradle-to-grave). Niestety – kiedy do tematu podchodzi do tematu ktoś, kto nie ma styczności z oceną środowiskową, to można wyciągnąć błędne wnioski.
Gdzie tkwi haczyk?
W przypadku analiz LCA przeogromne znaczenie mają założenia. Im lepiej odzwierciedlają one rzeczywistość, tym lepsze uzyskamy wyniki. Niestety, im bardziej skomplikowany temat, tym często ciężej jest dobrać odpowiednie założenia. Poniżej przedstawię założenia do raportu NCAP wraz z komentarzem.
Założenia raportu NCAP
Tutaj można znaleźć najważniejsze założenia raportu – pełny dokument można znaleźć pod niniejszym linkiem:
- badania przeprowadzono dla 61 samochodów
- wykorzystano tylko 2 wskaźniki środowiskowe: ślad węglowy oraz zapotrzebowanie na energię, nie uwzględniono takich aspektów jak chociażby zakwaszenie, dziura ozonowa, toksyczność dla ludzi, zanieczyszczenie wody, gleby oraz powietrza
- w przypadku samochodów elektrycznych i hybrydowych założono ślad węglowy dla miksu EU28 oraz jego zmiany do 2050 roku. W 2020 roku za 39% energii elektrycznej odpowiadają paliwa kopalne (gł. węgiel kamienny i gaz ziemny, marginalnie ropa naftowa), do tego założono 22,6% udział w 2030 r. oraz 12% udział w 2050 r.
- zbadano 3 gazy cieplarniane: CO2, CH4 oraz N2O
- faza produkcji zakładała produkcję samochodu oraz baterii, faza eksploatacji zakładała przejazd samochodem, ładowanie, infrastrukturę ładowania, sieci elektrycznej, produkcję energii elektrycznej, części zamienne, napraww oraz ekstrakcję energii pierwotnej ze środowiska. Faza końca życia uwzględniałą demontaż, sortowanie materiałów do ponownego wykorzystania, recyklingu i produkcji energii.
- utrzymanie samochodu obliczono dla okresu 16 lat
- we wspomnianym okresie samochód pokonał 240 tys. km
- emisje bezpośrednie obejmują spalanie paliw, straty metanu podczas ekstrakcji gazu oraz podtlenku azotu z nawozów (biokomponenty paliwa). Emisje pośrednie obejmują emisje dostawców energii, materiałów, procesów produkcyjnych oraz instalacji końca życia.
- recykling skutkuje ujemnym śladem węglowym oraz ujemnym zapotrzebowaniem na energię podczas fazy końca życia.
- założono, że 75% baterii jest produkowanych w Azji (gorszy miks energetyczny.
- założono następujące emisje dla 1 kWh energii pochodzącej z paliw ciekłych:
- założono następujące emisje dla 1 kWh energii pochodzącej z sieci:
Co mówi raport?
Poniżej przedstawię podstawowe wykresy zawarte w podsumowaniu badania:
Porównanie samochodów tego samego typu
Jak przedstawiono powyżej – dla wybranych samochodów ślad węglowy samochodów elektrycznych oraz hybdry jest o kilka-kilkanaście procent mniejszy zakładając średni miks EU28.
Porównanie samochodów o zbliżonej masie
W przypadku porównania zbliżonej masy samochodów – samochody elektryczne są o kilkadziesiąt procent mniej emisyjne niż samochody spalinowe.
Porównanie samochodów w różnych warunkach jazdy
Samochody elektryczne i spalinowe zachowują się w podobny sposób w odniesieniu do najlepszych/najgorszych warunków jazdy – różnice między sposobami jazdy wynoszą kilkadziesiąt procent. Co ciekawe, największe różnice widać w przypadku hybrydy Plug-In (co też pokazywałem na infografice nr 28) – w przypadku optymalnych warunków jazdy cechuje się ona najlepszym wynikiem, a przy niekorzystnych warunkach najgorszym.
Porównanie samochodów pod kątem zapotrzebowania na energię pierwotną
Zapotrzebowanie na energię pierwotną jest bardzo podobnym miernikiem jak ślad węglowy – różni się tylko tym, że to zapotrzebowanie na energię jest parametrem niezależnym od miksu energetycznego, podczas gdy ślad węglowy już tak.
W przypadku zapotrzebowania na energię pierwotną okazuje się, że dużo zależy od masy samochodu. Dla samochodów o zbliżonej masie najgorzej wypadają samochody benzynowe oraz hybdrydowe, z kolei samochód z silnikiem Diesla jest nieznacznie lepszy od samochodu elektrycznego. Jeżeli z kolei porównamy samochody elektryczne o różnej masie, to widać tutaj bardzo różnicę rzędu kilkudziesięciu procent.
To zestawienie autorów jest trochę nietrafione, ale nie chciałem wyrzucać jednego z wykresów z raportu. Autorzy powinni albo dać tę informację obok śladu węglowego i opisać oś Y z prawej strony, albo dać te same zestawienia z tą jednostką.
Wpływ miksu energetycznego na ślad węglowy samochodu elektrycznego
To jest w zasadzie najważniejszy wykres z całego raportu. Pokazuje on, jak duże znaczenie odgrywa ślad węglowy energii elektrycznej (rozpiskę dla wszystkich Państw UE, Chin oraz USA przedstawiłem na infografice nr 38).
Komentarz do raportu
Na podstawie przedstawionych danych wy skupiłbym się na następujących aspektach:
- Wyniki porównania samochodów elektrycznych i spalinowych bardzo silnie zależą od miksu energetycznego. W przypadku krajów o brudnej energii typu Polska samochody elektryczne nie będą miały zbyt dużego sensu (przy aktualnym miksie), z kolei w przypadku krajów o czystej energii (Norwegia, Szwecja, Francja) już jak najbardziej. Nie można więc generalizować, że diesle będą lepsze od elektryków. Ciekawe w tym badaniu jest to, że autorzy uwzględnili prognozy zmiany miksu energetycznego UE do 2050 roku. Problem jednak z tym miksem jest taki, że zakłada się wykorzystanie gazu ziemnego w 12%, podczas gdy w 2050 roku powinniśmy osiągnąć neutralność klimatyczną. W związku z powyższym wraz z upływem lat, im mniej emisyjny będzie nasz miks energetyczny, tym samochody elektryczne będą bardziej ekologiczne, aż w pewnym momencie nie będzie to pozostawiać żadnych wątpliwości.
- Samochody elektryczne cechują się wyraźnie większym początkowym śladem węglowym – wydłużenie czasu eksploatacji (w tym długości życia baterii) może bardzo korzystnie wpłynąć na wynik śladu węglowego samochodów elektrycznych.
- Przeniesienie produkcji komponentów do krajów o mniejszym śladzie węglowym może korzystnie wpłynąć na ślad węglowy samochodów w ogóle.
- Na ten moment faza produkcji (z wyjątkiem samochodów elektrycznych) stanowi kilkanaście procent. Jest to ważna informacja,, ponieważ w rozmowach często pada stwierdzenie “czy w danych obliczeniach został uwzględniony ślad węglowy pojazdu” – w ten sposób widać, że nieuwzględnienie śladu węglowego produkcji nie wpłynie znacząco na średni wynik, jeżeli samochód planowo pokona te ok. 250-300 tys. km.
Co mi się nie zgadza?
Na zakończenie chciałem przeprowadzić pewną kalkulację. Patrząc na wyniki spalania – samochody w 2022 roku są w stanie spalać średnio 4,5-6 l/100km[2], co przy 5 l/100 km benzyny daje 115g CO2/km i 135g CO2/km przy 5 l/100 km oleju napędowego (nie uwzględniam pozostałych emisji przy wydobyciu itd.)[3,4]. Z drugiej strony mamy informacje, że samochód elektryczy zużywa ok. 0,2 kWh/km[5], co przy śladzie węglowym energii elektrycznej EU28 z 2020 r. daje jakieś 87,8 g/km.
Niezależnie więc od tego, czy mamy rok 2020 czy 2050 – eksploatacja samochodów spalinowych jest zdecydowanie bardziej emisyjna niż samochodów elektrycznych. Jeżeli uwzględnimy do tego pozostałe aspekty środowiskowe, takie jak np. smog, toksyczność dla ludzi (elektrownie mają filtry, pyły emitowane przez samochody nie mają za bardzo jak opuścić miast ze względu na gęstość zabudowy) to bezapelacyjnie samochody elektryczne w dłuższej perspektywie czasowej (wg mnie już teraz w wielu krajach UE) będą bardziej ekologiczne od samochodów spalinowych.
Jeszcze trochę ciekawych informacji
W maju 2022 roku zostało opublikowane bardzo przekrojowe badanie dla 791 różnych modeli samochodów, w którym zbadano wielkość śladu węglowego w całym cyklu życia[6]. Zachęcam do zapoznania się z założeniami badania, ja tylko pokażę 2 wykresy, prezentujące zależności między względym śladem węglowym w całym cyklu życia a masą samochodu i mocą silnika.
Jak widać na powyższych wykresach – samochody elektryczne ewidentnie wygrywają z samochodami spalinowymi.
Literatura
- [1] https://www.greenncap.com/press-releases/lca-how-sustainable-is-your-car/
- [2] https://www.wyborkierowcow.pl/60-najoszczedniejszych-aut-uzywanych-srednio-spalaja-mniej-niz-6-l-100-km/
- [3] https://www.nrcan.gc.ca/sites/nrcan/files/oee/pdf/transportation/fuel-efficient-technologies/autosmart_factsheet_9_e.pdf
- [4] https://www.nrcan.gc.ca/sites/www.nrcan.gc.ca/files/oee/pdf/transportation/fuel-efficient-technologies/autosmart_factsheet_6_e.pdf
- [5] https://moto.pl/MotoPL/7,176355,27246708,zuzycie-energii-w-samochodzie-elektrycznym-ile-to-w-benzynie.html
- [6] Johannes Buberger, Anton Kersten, Manuel Kuder, Richard Eckerle, Thomas Weyh, Torbjörn Thiringer, Total CO2-equivalent life-cycle emissions from commercially available passenger cars, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 159, 2022
