Jak moc ekologický je elektromobil
V matematice se používá pojem axiom, což je tvrzení obecně považované za správné a které se nijak nedokazuje. Na základě několika axiomů je vybudována celá matematika. V elektromobilitě Evropská komise zavedla dvě tvrzení, která povýšila na úroveň axiomů: Za prvé, že elektromobil je bezemisní a za druhé, že elektřina z tzv. obnovitelných zdrojů (OZE) je zelená a tudíž bezemisní. Od těchto dvou tvrzení se za mohutné podpory médií odvíjí celá politika směřující k povinné náhradě vozidel se spalovacími motory novými elektromobily, přičemž je to posvěceno údajnou záchranou planety před globálním oteplováním v důsledku lidmi způsobených emisí skleníkových plynů, hlavně oxidu uhličitého CO2. Bohužel ani jedno z těchto tvrzení není pravdivé.
Úvod
Snaha o snižování emisí CO2 i jakýchkoli jiných (zdraví škodlivých látek, částic, hluku atd.) je nepochybně správná a účelná. Jenom jde o to, abychom nevytloukali klín klínem, tedy aby zvolený způsob řešení nezpůsobil v širších souvislostech zhoršení situace. Elektromobil neprodukuje žádné emise za jízdy (opomineme-li například otěr z pneumatik). Jenže před tím, aby mohl jet, se musí nejdříve vyrobit, musí se pro něj vyrobit baterie a nakonec se musí pro jeho provoz vyrábět elektřina, na kterou teprve jezdí. A po skončení životnosti by měl být bezemisně zlikvidován nebo lépe recyklován. Je tedy nutné posuzovat nejen fázi jízdy, ale celý životní cyklus vozidla (cradle to grave, od kolébky do hrobu) jak elektromobilu, tak i automobilu se spalovacím motorem, tj. od těžby surovin přes výrobu, provoz, výrobu paliva nebo elektřiny, údržbu až po jeho recyklaci. V poslední době se objevuje více studií, které se zabývají posouzením celého životního cyklu LCA (life-cycle-assessment), například od Volva, ČVUT a nejnověji od Green NCAP.
Green NCAP (New Car Assessment Program) je oficiální evropská nevládní organizace, zabývající se hodnocením ekologičnosti vozidel (odnož známější Euro NCAP, která se zabývá pasivní bezpečností vozidle). Green NCAP je konsorcium veřejných a soukromých organizací, které zahrnují vládní orgány, kluby mobility a spotřebitelské organizace. Má testovací laboratoře v osmi evropských zemích a jejím cílem je přinášet nezávislé informace pro spotřebitele o reálných ekologických dopadech vozidel. Nezastupuje zájmy automobilového průmyslu, dodavatelů komponent, ropný a plynárenský průmysl nebo ekologické agentury. Základní přístup Green NCAP k hodnocení vozidel spočívá ve využití vlastních komplexních měření. Testy se provádí jak v laboratoři, kde základem je cyklus WLTC [6], tak na silnici (RDE) i za ztížených podmínek, například ve větších nadmořských výškách a v rozšířeném rozsahu teplot od -7°C do 35°C. Průměrná, nejlepší a nejhorší změřená spotřeba paliva a energie včetně předpovědí změn energetického mixu v různých zemích slouží jako vstupní data pro výpočty a hodnocení celoživotního cyklu LCA.
V letech 2019 až 2021 Green NCAP otestovala 61 v té době vyráběných vozidel všech velikostí a typů s různými pohony – konvenčních vozů se spalovacími motory na benzin a naftu, bateriových elektromobilů i vozidel s hybridním pohonem. Výsledky měření jsou zpracované metodikou vyvinutou Joanneum Research Graz a recenzované renomovaným institutem Paula Scherrera ve Švýcarsku. Pro objektivní srovnání je u všech vozidel uvažována stejná životnost 16 let a nájezd 240 000 km a u elektrických vozidel průměrný mix zdrojů elektřiny z 27 evropských zemí a Spojeného království.
V dubnu a květnu 2022 Green NCAP zveřejnila výsledky hodnocení životního cyklu vozidel LCA se zaměřením na různé typy pohonných jednotek, spotřebu primární energie, hmotnost vozidel, podmínky používání vozidel a vliv energetického mixu. Obecně jsou posuzovány emise CO2-eq, což znamená, že jsou započítány emise CO2 včetně emisí dalších skleníkových plynů (metanu apod.) s příslušnými součiniteli navýšení účinku proti oxidu uhličitému. Tyto objektivně změřené hodnoty emisí dávají příležitost porovnat je s výpočty. Tento článek se zabývá porovnáním dříve publikovaných výpočtů ČVUT pro jednotlivé třídy velikosti vozidel (přepočtených na 240 000 km) s výsledky Green NCAP. Srovnává se tedy jeden konkrétní typ měřený Green NCAP s průměrným zástupcem odpovídající třídy vozidel ve výpočtu ČVUT.
Vliv různých druhů pohonu
Green NCAP uvádí příklady celkových emisí CO2-eq, vozidel s různým druhem pohonu a s podobnou velikostí a hmotností (obr. 1): Elektromobilu VW ID.3, BMW 1 Series s benzinovým motorem, Škody Octavia Combi s 2,0 dieselem, Seatu Ibiza 1,0 s motorem na zemní plyn a plug-in hybridu Toyota Prius 1,8.
Je zřejmé, že u vozidel se spalovacími motory rozhodující část emisí vzniká při jízdě, tj. při spalování paliva a část při výrobě paliva i vozidla. U elektromobilu je provozní složka nulová, ale emise při výrobě vozidla a baterie jsou v porovnání s vozidly se spalovacími motory zhruba dvojnásobné. Rovněž emise při výrobě elektrické energie při uvažování průměrného evropského mixu jsou u elektromobilu výrazně vyšší než emise ze zajištění paliva pro spalovací motory.
Z hlediska celkových emisí CO2-eq, po ujetí 240 000 km za 16 let provozu vychází nejlépe elektromobil, s poměrně malým odstupem následován plug-in hybridem, CNG a dieselovým pohonem. Nejhůře vychází benzinový pohon. U elektrického pohonu není uvažována výměna baterie, což je při tomto nájezdu a stáří vozidla problémové, obvyklá záruka na baterii je totiž 8 let nebo 160 000 km. V případě, že by došlo k výměně baterie, byly by emise elektromobilu zcela srovnatelné s plug-in hybridem, CNG i dieselem! Proto se mediální tažení proti dieselu z hlediska emisí CO2-eq, nejeví jako logické.
Výpočet ČVUT se netýká konkrétních vozidel, ale rozlišuje mezi několika kategoriemi, z nichž byly pro porovnání s měřenými vozy vybrány kategorie SUV, nižší střední třídy a malých vozidel. Pro elektrický pohon je použit průměrný evropský emisní faktor 340 g CO2 na vyrobenou kWh, což představuje s ohledem na ztráty v elektrárnách a síti asi 0,415 CO2-eq / kWh a to pro provoz i pro výrobu baterie, Předpokládáme tedy výrobu baterie v Evropě, při výrobě baterie v Číně (kde je cca 700 CO2-eq / kWh) to nebude zdaleka odpovídat skutečnosti.
Do spotřeby energie na materiál baterie je započtena i spotřeba tepla pro metalurgii, přepočtená také na emise CO2-eq, ovšem se zvážením vyššího využití paliva pro uvolnění pouhého tepla. Ztráty při nabíjení, činící v průměru 15% podle statistik ADAC, jsou zahrnuty do spotřeby samotného vozidla, protože emisní faktor spotřebované elektrické energie se vztahuje právě na vstup do nabíječky, nikoli na samotnou energii v baterii uloženou. ČVUT vypočtené hodnoty emisí CO2-eq pro středně velká vozidla jsou blízké hodnotám Green NCAP s výjimkou elektrických vozidel, kde jsou emise změřené Green NCAP nižší, než ČVUT vypočtené emise z provozu právě vlivem na respektování výše uvedeného skutečného emisního faktoru v Evropě, případně i ze skutečného nabíjení.