Czarne chmury nad autami elektrycznymi. Oto paliwo przyszłości lepsze niż... prąd

Razem z zimą wraca temat smogu, który ma być również "zasługą" zdezelowanych samochodów emitujących spaliny o nadmiernej toksyczności. Policja organizuje akcje odławiania kopcących aut. Kierowcy tracą dowody rejestracyjne, sypią się mandaty i… na drugi dzień jest po staremu. Jako receptę na kiepskie powietrze lansuje się od pewnego czasu pojazdy elektryczne. Nawet rząd ogłosił plan elektromobilności przewidujący wprowadzenie na rynek narodowego auta na baterie. Okazuje się jednak, że postawienie wszystkiego na e-auta nie musi wyjść na zdrowie…

– W dyskusji na temat ekologicznych źródeł napędów pojazdów należy uwzględnić szereg czynników, a punktem wyjścia jest przeznaczenie auta – mówi dziennik.pl prof. Marcin Ślęzak, dyrektor Instytutu Transportu Samochodowego. Zdaniem naukowca w jeździe miejskiej zarówno pojazdy hybrydowe jak i elektryczne będą spisywały się podobnie, ale z racji obecności silnika spalinowego w pierwszym przypadku samochód będzie dodatkowo zużywał paliwo, podnosząc koszty eksploatacji. Mimo to hybryda – z punktu widzenia użytkowego – ma pewną przewagę…

– Większość dostępnych na rynku pojazdów elektrycznych nie gwarantuje takiego zasięgu i funkcjonalności w jeździe pozamiejskiej jak pojazdy hybrydowe – wskazuje Ślęzak. Ekspert zauważa jednocześnie, że zużycie paliwa przez hybrydę np. podczas jazdy autostradą może być wyższe niż w przypadku konwencjonalnego samochodu, a to z racji masy układu hybrydowego.

"Brudny prąd"

Osobną kwestią jest emisja dwutlenku węgla dla obu typów napędu. W przypadku Polski, której energetyka bazuje głównie na węglu, samochód elektryczny pod względem ekologii okazuje się być "zasnuty brudną, czarną chmurą".

– Pojazdy hybrydowe emitują więcej CO₂ w miejscu eksploatacji. A samochody elektryczne "zero", co jest jednak złudzeniem, ponieważ ta emisja wliczana jest w poczet elektrowni produkującej prąd. Przypominam, że 80 proc. energii elektrycznej w Polsce pochodzi z węgla – mówi dyrektor ITS.

W ocenie eksperta ślad węglowy, czyli całkowita suma emisji gazów cieplarnianych wywołanych bezpośrednio przy produkcji pojazdu elektrycznego w stosunku do wyprodukowania i wieloletniej eksploatacji auta z silnikiem spalinowym może być porównywalna i często przemawia na niekorzyść pierwszego. – Zwłaszcza, gdy uwzględnimy dodatkową emisję związaną z pozyskaniem surowców ziem rzadkich na potrzeby produkcji baterii. Bo lit, kobalt czy neodym trzeba wydobyć i przerobić. Nie wspominając o emisji z utylizacji baterii, która jest skomplikowana i energochłonna – wyjaśnia Ślęzak.

To jak brudny jest prąd do aut elektrycznych w polskich realiach mogą obrazować wyliczenia firmy doradczej A.T. Kearney. Jej analitycy twierdzą, że wytworzenie 1 kWh energii elektrycznej z węgla skutkuje emisją 650 g CO₂. I teraz, jeśli przeciętny elektryk na przejechanie 100 km zużywa 16 kWh prądu, to na tym dystansie realnie do atmosfery "emituje" przeszło 10 kg dwutlenku węgla. Na każdy kilometr przypada ponad 100 g CO₂ – podobną emisją legitymuje się wiele aut benzynowych. Eksperci A.T. Kearney wskazują nawet, że w ekstremalnych przypadkach nowoczesne silniki spalinowe mogą okazać się bardziej ekologiczne niż auta na baterie. I jest to też wartość większa (czyt. bardziej szkodliwa dla środowiska) niż w przypadku klasycznego napędu hybrydowego.

Uciążliwa produkcja

Ale nie tylko w "śladzie węglowym" produkcji prądu do "elektryka" tkwi problem. Instytut Fraunhofera Fizyki Budowli wyliczył, że na wyprodukowanie e-auta potrzeba dwa razy więcej energii niż w przypadku samochodu konwencjonalnego. W ocenie niemieckich naukowców sam proces powstawania akumulatorów do elektrycznego BMW i3 wiąże się z emisją trzech ton CO₂. Podobną ilość na dystansie 30 tys. km produkuje przeciętny benzyniak.

Mało stacji ładowania i czas ładowania

Kolejny problem to infrastruktura ładowania. Sieć ładowarek do pojazdów elektrycznych jest cały czas rozbudowywana.

– Nie mamy jeszcze tylu stacji dla aut elektrycznych, co dla pojazdów z napędem konwencjonalnym. Poza tym czas ładowania baterii jest niewspółmierny do tankowania paliwem węglowodorowym – zauważa Ślęzak z ITS.

I tu jako eko-alternatywa pojawiają się klasyczne hybrydy z układem spalinowo-elektrycznym – te samochody nie wymagają ładowania z gniazdka. Ich akumulatory (o pojemności 1-1,5 kWh) są znacznie mniejsze niż w autach elektrycznych i ładują się dzięki rekuperacji (podczas hamowania, zwalniania czy zjeżdżania z górki). Tak odzyskana energia później wspomaga np. start spod świateł lub wykorzystywana jest przy jeździe z niską prędkością w mieście (podjeżdżanie w korku) lub manewrowaniu na parkingu.

Wodór paliwem przyszłości

Jeśli więc w ocenie naukowców samochody elektryczne nie są wcale takie ekologiczne jak je malują koncerny, a w polskich realiach hybrydy można traktować jako optymalne rozwiązanie na okres przejściowy, to co będzie niewinnym i czystym paliwem jutra?

– W dyskursie na temat rozwoju napędów pojazdów i ich przyszłości warto także zwrócić uwagę na pojazdy zasilane ogniwami paliwowymi - wodór to doskonałe źródło energii dla aut – wskazuje przedstawiciel ITS.

Dlaczego? W ocenie eksperta zasięg pojazdu wyposażonego w ogniwa paliwowe jest większy niż zasięg auta o napędzie elektrycznym zasilanym z akumulatorów. Kolejna zaleta to "czysty prąd".

Jak tłumaczy Ślęzak, wodór używany jako paliwo w ogniwach paliwowych do zamiany energii chemicznej na energię elektryczną znajduje idealne zastosowanie w samochodach, gdyż pochodną jego utleniania jest para wodna ulatująca z układu wydechowego. Tym samym auta wodorowe nie emitują żadnych szkodliwych substancji do atmosfery, a ich eksploatacja przyczyni się do zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska.

– Jeśli wodór będziemy wytwarzać za pomocą odnawialnej energii, wówczas redukujemy także ślad węglowy, będący pochodną eksploatacji pojazdu z ogniwami paliwowymi. Do tego proces pełnego tankowania samochodu osobowego nie trwa dłużej niż kilka minut, a jego koszt porównywalny jest z ceną benzyny – kwituje dyrektor Instytutu Transportu Samochodowego.