W miarę jak samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne, niektórzy zadają sobie pytanie, czy są one tak przyjazne dla środowiska, jak się je reklamuje – niektórzy twierdzą, że należy wziąć pod uwagę emisję gazów cieplarnianych podczas procesu produkcji i ładowania akumulatorów.

Międzynarodowa Agencja Energii przewiduje, że do 2030 roku po drogach będzie jeździć 145 milionów samochodów elektrycznych, autobusów, vanów i ciężkich ciężarówek.

Eksperci są zgodni co do tego, że pojazdy elektryczne emitują mniej dwutlenku węgla w ciągu całego okresu eksploatacji niż samochody osobowe i ciężarowe z tradycyjnymi silnikami spalinowymi.

Liczba pojazdów elektrycznych na światowych drogach rośnie, osiągając w ubiegłym roku rekordową wartość.

Wydawałoby się, że to dobra wiadomość, ponieważ świat próbuje odejść od paliw kopalnych, które wpływają na globalne ocieplenie. Jednak w miarę jak samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne, niektórzy mają wątpliwości, czy są one przyjazne dla środowiska.

Przykładowo – akumulatory w pojazdach elektrycznych są ładowane energią pochodzącą bezpośrednio z sieci elektrycznej, która często jest zasilana paliwami kopalnymi. Pojawiają się też pytania o to, jak energochłonne jest zbudowanie pojazdu elektrycznego lub akumulatora do niego, w porównaniu z budową porównywalnego pojazdu tradycyjnego. Kolejne pytanie, to co się dzieje z akumulatorami? I jak wydobycie przykładowo litu wpływa na środowisko naturalne?

Czy pojazdy elektryczne są bardziej ekologiczne?

Krótka odpowiedź brzmi: tak, ale ich pełny potencjał ekologiczny jest jeszcze odległy o wiele lat.

Eksperci są zgodni co do tego, że pojazdy elektryczne emitują mniej dwutlenku węgla w ciągu całego okresu eksploatacji niż samochody osobowe i ciężarowe z tradycyjnymi silnikami spalinowymi.

W ubiegłym roku naukowcy z uniwersytetów w Cambridge, Exeter i Nijmegen w Holandii stwierdzili, że w 95 proc. krajów świata jazda samochodem elektrycznym jest korzystniejsza dla środowiska niż samochodem benzynowym.

Sieci energetyczne w większości krajów świata są nadal zasilane paliwami kopalnymi, takimi jak węgiel czy ropa naftowa, a ładowanie pojazdów elektrycznych zależy od tej energii. Również produkcja akumulatorów do pojazdów elektrycznych jest procesem energochłonnym.

Produkcja pojazdów elektrycznych powoduje znacznie więcej emisji niż produkcja samochodów benzynowych... co wynika głównie z produkcji akumulatorów.

Badanie przeprowadzone przez Massachusetts Institute of Technology Energy Initiative wykazało, że produkcja akumulatorów i paliwa do pojazdów elektrycznych generuje wyższe emisje niż produkcja samochodów. Te wyższe koszty środowiskowe są jednak niwelowane przez wyższą efektywność energetyczną pojazdów elektrycznych w miarę upływu czasu.

Krótko mówiąc, całkowita emisja w przeliczeniu na kilometr w przypadku samochodów zasilanych z akumulatorów jest niższa niż w przypadku porównywalnych samochodów z silnikami spalinowymi.

–  Jeśli przyjrzymy się obecnej sytuacji, to w niektórych krajach pojazdy elektryczne są lepsze nawet przy obecnej sieci energetycznej – powiedział w rozmowie z CNBC Sergey Paltsev, starszy pracownik naukowy w MIT Energy Initiative i jeden z autorów badania.

Paltsev wyjaśnił, że pełne korzyści z pojazdów elektrycznych zostaną osiągnięte dopiero wtedy, gdy źródła energii elektrycznej staną się odnawialne, a to może zająć kilka dziesięcioleci.

– Obecnie pojazd elektryczny w Stanach Zjednoczonych emituje średnio około 200 gramów CO2 na milę –  powiedział.

–  Przewidujemy, że dzięki uporządkowaniu sieci możemy zmniejszyć emisję z pojazdów elektrycznych o 75 proc. z obecnych 200 gramów do około 50 gramów CO2 na milę w 2050 roku – dodał autor badania.

Podobnie, Paltsev powiedział, że badania MIT wykazały, że samochody hybrydowe niepodłączone do sieci z silnikami spalinowymi emitują obecnie około 275 gramów CO2 na milę. W roku 2050 ich przewidywana emisja ma wynosić od 160 do 205 gramów CO2 na milę –  zakres ten jest szerszy niż w przypadku pojazdów elektrycznych, ponieważ normy paliwowe różnią się w zależności od miejsca.

Dekarbonizacja to proces ograniczania emisji gazów cieplarnianych powstających w wyniku spalania paliw kopalnych. Oczekuje się, że wysiłki zmierzające do ograniczenia zanieczyszczeń w różnych gałęziach przemysłu z czasem jeszcze bardziej ograniczą wpływ produkcji i ładowania pojazdów elektrycznych na środowisko.

–  Kiedy spojrzymy w przyszłość do końca dekady, kiedy będziemy świadkami ogromnej dekarbonizacji w energetyce i ogromnej dekarbonizacji w sektorze przemysłowym, pojazdy elektryczne skorzystają na całej tej dekarbonizacji – powiedział Eric Hannon, partner w firmie McKinsey & Company z siedzibą we Frankfurcie.

Akumulatory emitują najwięcej zanieczyszczeń

Do zasilania pojazdów elektrycznych wykorzystuje się akumulatory litowo-jonowe, które można ponownie ładować. Jak twierdzą eksperci, proces wytwarzania takich baterii – od wykorzystania surowców kopalnianych, takich jak kobalt i lit, po produkcję w gigafabrykach i transport – jest energochłonny i stanowi jedno z największych źródeł emisji dwutlenku węgla w dzisiejszych pojazdach elektrycznych.

– Produkcja pojazdów elektrycznych prowadzi do znacznie większych emisji niż produkcja samochodów benzynowych. W zależności od kraju, w którym odbywa się produkcja, jest to od 30 proc. do 40 proc. więcej emisji, które pochodzą głównie z produkcji akumulatorów – powiedział Florian Knobloch, pracownik Cambridge Centre for Environment, Energy and Natural Resource Governance.

Te wyższe wartości emisji produkcyjnych są postrzegane jako "inwestycja początkowa, która zwraca się dość szybko ze względu na zmniejszenie emisji w całym okresie eksploatacji".

Jak podał w tym roku dziennik Washington Post, Chiny dominują obecnie w produkcji akumulatorów - w 93 gigafabrykach produkuje się ogniwa litowo-jonowe, podczas gdy w USA są tylko cztery.

– Myślę, że bateria jest najbardziej skomplikowanym elementem pojazdu elektrycznego i ma najbardziej złożony łańcuch dostaw –  powiedział w wywiadzie dla CNBC George Crabtree, dyrektor Wspólnego Centrum Badań nad Magazynowaniem Energii Departamentu Energii USA, dodając, że źródło energii wykorzystywane do produkcji baterii ma ogromny wpływ na emisję dwutlenku węgla przez pojazdy elektryczne.

Baterie produkowane w starszych gigafabrykach w Chinach są zazwyczaj zasilane paliwami kopalnymi, ponieważ taki był trend jeszcze 5-10 lat temu. Dlatego pojazdy elektryczne zbudowane z akumulatorów pochodzących z istniejących fabryk będą miały duży ślad węglowy.

Ale to się zmienia, ponieważ "ludzie zdali sobie sprawę, że to ogromny ślad węglowy".

Eksperci zwrócili również uwagę na inne kwestie związane z produkcją baterii.

Należą do nich nieetyczne i niezrównoważone pod względem środowiskowym praktyki górnicze, a także skomplikowany geopolityczny charakter łańcucha dostaw, w którym poszczególne kraje nie chcą polegać na innych krajach w zakresie surowców, takich jak kobalt i lit, czy też na gotowych akumulatorach.

Zdaniem Crabtree wydobycie surowców potrzebnych do produkcji akumulatorów będzie prawdopodobnie ostatnim, które ulegnie dekarbonizacji.

Recykling to podstawa

Obecnie bardzo niewiele zużytych ogniw akumulatorowych poddawanych jest recyklingowi.

Eksperci twierdzą, że z czasem może się to zmienić, ponieważ zasoby surowców potrzebnych do produkcji baterii są ograniczone, co sprawia, że firmy nie mają innego wyboru, jak tylko poddawać je recyklingowi.

Hannon z firmy McKinsey przedstawił inne powody, dla których firmy powinny zintensyfikować swoje działania w zakresie recyklingu. Należą do nich przepisy prawne, zgodnie z którymi producenci będą musieli zajmować się zużytymi bateriami, a ich utylizacja może być droższa.

– Ludzie, którzy wskazują na brak infrastruktury recyklingowej jako problem, nie zdają sobie sprawy, że nie potrzebujemy jeszcze rozbudowanej infrastruktury recyklingowej, ponieważ samochody są tak nowe, że nie potrzebujemy ich zbyt wiele – powiedział ekspert.

Nie jest to najdoskonalsze narzędzie w walce z ociepleniem klimatu. Najlepiej byłoby, gdybyśmy starali się także znacznie ograniczyć liczbę samochodów i promowali takie rozwiązania, jak transport publiczny.

Knobloch z Uniwersytetu Cambridge powiedział, że prowadzi się wiele badań nad udoskonaleniem technologii akumulatorów, tak aby były one bardziej przyjazne dla środowiska i mniej zależne od ograniczonych surowców. Dodał, że konieczne są również większe wysiłki w zakresie dekarbonizacji sieci elektrycznej.

– Bardzo ważne jest, aby każdego roku w sieci pojawiało się więcej mocy produkcyjnych energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych niż z węgla – powiedział Knobloch.

– W dzisiejszych czasach o wiele łatwiej jest budować duże elektrownie słoneczne lub morskie elektrownie wiatrowe niż nowe elektrownie na paliwa kopalne. Widzimy, że na całym świecie do sieci trafia coraz więcej energii elektrycznej pochodzącej z OZE – dodał Knobloch.

Zaznaczył jednak, że wytwarzanie energii elektrycznej z wykorzystaniem źródeł odnawialnych nadal będzie powodować emisję gazów cieplarnianych, ponieważ emisje powstają podczas produkcji paneli słonecznych i turbin wiatrowych.

– Zastanawiamy się, jak długo potrwa, zanim sieć energetyczna zostanie wystarczająco zdekarbonizowana, aby można było dostrzec duże korzyści z pojazdów elektrycznych – podsumował  Knobloch.

Czy świat pojedzie na rowerze?

Eksperci są zgodni, że przejście z samochodów benzynowych na pojazdy elektryczne nie jest panaceum na globalną walkę ze zmianami klimatu.

Musi ono iść w parze ze zmianami społecznymi, które promują częstsze korzystanie z transportu publicznego i alternatywnych sposobów podróżowania, w tym rowerów i pieszych.

Ograniczenie korzystania z prywatnych pojazdów wymaga dużych nakładów finansowych i wielopoziomowego planowania polityki na różnych szczeblach.

Paltsev z MIT, który jest także wicedyrektorem uniwersyteckiego programu w zakresie nauki i polityki zmian globalnych, wyjaśnił, że obecnie po drogach na całym świecie jeździ około 1,2 miliarda samochodów napędzanych paliwem – przewiduje się, że liczba ta wzrośnie do 1,8-2 miliardów.

Dla porównania, pojazdów elektrycznych jest obecnie tylko około 10 milionów.

– Społeczeństwo nie zdaje sobie sprawy z tego, ile nowych samochodów trzeba będzie wyprodukować i ile materiałów będzie potrzebnych do produkcji tych pojazdów elektrycznych – powiedział Paltsev.

Międzynarodowa Agencja Energii przewiduje, że do 2030 roku liczba samochodów elektrycznych, autobusów, vanów i ciężkich ciężarówek na drogach osiągnie 145 milionów.

Według Knoblocha nawet gdyby wszyscy jeździli samochodami elektrycznymi zamiast benzynowymi, to i tak emisje z pojazdów z wtyczkami byłyby ogromne ze względu na samą ich liczbę.

Nie jest to zatem panaceum na łagodzenie zmian klimatycznych.

– Najlepszym rozwiązaniem byłoby, gdybyśmy starali się także znacznie ograniczyć liczbę samochodów i promowali takie rozwiązania jak transport publiczny. Odciągnięcie ludzi od indywidualnego transportu samochodowego jest równie ważne – powiedział.

Źródło:  IEA; mckinsey.com; cam.ac.uk; exeter.ac.uk; MIT