Kiedy samochód hybrydowy jest lepszy od elektryka. Naukowcy pokazali dowody

Międzynarodowa firma badawcza Emissions Analytics zajmuje się naukowymi pomiarami emisji szkodliwych związków do atmosfery. Jej eksperci postanowili sprawdzić, jaki rodzaj napędu stosowanego w samochodach przyczyni się do najbardziej efektywnego i najszybszego obniżenia CO₂ z transportu.

– Jednym z największych wyzwań, przed którym stoimy, jest wymiana parku samochodowego. Samochody zwykle pozostają w użyciu przez 12 lat, co oznacza, że proces ten jest bardzo powolny – wyjaśnia Nick Molden, szef Emissions Analytics. – Patrząc na niewielką liczbę zamówień samochodów elektrycznych, potrzebujemy alternatywy, której wpływ na poziom emisji będzie znacznie szybszy. Biorąc pod uwagę, że dwutlenek węgla długo utrzymuje się w atmosferze, nawet niewielka, ale szybka zmiana jest lepsza niż większa, ale w dalszej przyszłości. Musimy zoptymalizować wykorzystanie baterii, które jesteśmy w stanie wyprodukować, aby zredukować emisję CO₂ jak najszybciej – podkreślił.

Naukowcy z Emissions Analytics po testach różnych rozwiązań w warunkach drogowych mieli dojść do wniosku, że samochody hybrydowe oferują największą redukcję CO₂ w przeliczeniu na kWh ze wszystkich zelektryfikowanych aut. Średni wynik dla napędów hybrydowych wszystkich rodzajów (hybryd pełnych nazywanych też autami półelektrycznymi, miękkich i plug-in) to ograniczenie emisji CO₂ o ok. 30 proc. (w Europie - 23 proc., USA - 34 proc.).

Hybrydy kontra samochody elektryczne

Zespół Emissions Analytics obliczył także stosunek redukcji dwutlenku węgla na określonym dystansie do pojemności baterii, uwzględniając pełne hybrydy spalinowo-elektryczne, miękkie hybrydy, hybrydy ładowane z zewnętrznej sieci (plug-in) oraz auta elektryczne (na baterie). Efekty? Łagodne hybrydy z wynikiem 73,9 g/km/kWh są najskuteczniejszym sposobem redukcji CO₂. Na drugim miejscu znalazły się pełne hybrydy spalinowo-elektryczne z poziomem redukcji 50,5 g/km/kWh. Elektryki redukują CO₂ o 3,5 g/km/kWh, czyli 14 razy mniej efektywnie niż auta półelektryczne i dlatego okazały się najgorszą z dostępnych opcji – czytamy w raporcie. Obliczenia uwzględniły tylko bezpośrednią emisję CO₂ podczas jazdy w odniesieniu do pojemności baterii. Pominięto w nim emisję wynikającą z produkcji paliwa czy prądu.

Zdaniem przedstawicieli organizacji badawczej poprawa jakości powietrza w miastach to kolejny obok walki z ociepleniem klimatu ważny powód elektryfikacji samochodów. Jak wskazują największymi trucicielami są stare samochody spalinowe, które nie spełniają aktualnie obowiązujących norm czystości spalin. W ocenie ekspertów tu pomocna może okazać się wymiana tych aut na hybrydy (przy ruszaniu i niższych prędkościach korzystają z jednostki elektrycznej), co pozwoli obniżyć emisję CO₂ o 23 proc., zaś przejście na miękkie hybrydy przełoży się na redukcję o 11 proc. (takie auta nie są w stanie poruszać się wyłącznie w trybie elektrycznym).

A jak często hybryda korzysta z silnika elektrycznego? Sprawdzili to naukowcy z Politechniki Krakowskiej. Przeprowadzili oni test hybrydowej Toyoty C-HR w rzeczywistym ruchu drogowym. Autem podróżowali po ulicach Krakowa, a badanie odzwierciedlało zasady nowego cyklu pomiarowego emisji spalin WLTP (Word Harmonized Light Vehicles Test Procedure; oficjalna procedura badawcza, która zastąpiła dotychczasowy cykl NEDC). Okazało się, że samochód przy prędkościach miejskich (do 56 km/h) przez ponad połowę czasu i dystansu jazdy korzystał z silnika elektrycznego, odpowiednio było to 59 proc. i 55 proc. Jeszcze większe wrażenie mogą robić wyniki pomiarów w warunkach pozamiejskich przy prędkości do 76 km/h – tu w doświadczeniu krakowskich naukowców hybryda z wykorzystaniem silnika elektrycznego poruszała się przez 67 proc. czasu i pokonała przeszło 60 proc. drogi. Ciekawostką są również dane zebrane z jazdy autostradą i z prędkością do 131 km/h – nawet tu silnik elektryczny miał ok. 30 proc. udział w pracy napędu hybrydowego.

Radykalna elektryfikacja

Unia Europejska wyznaczyła sobie cel obniżenia emisji CO₂ samochodów osobowych o 37,5 proc. do 2030 roku. W ocenie fachowców z Emissions Analytics przeprowadzone przez nich testy pokazują, że nawet obecna technologia hybrydyzacji parku samochodów w Europie pozwoli osiągnąć ponad 75 proc. tego celu. Jeśli weźmiemy przy tym pod uwagę dalsze innowacje poprawiające wydajność, które zostaną wprowadzone na rynek w następnej dekadzie, masowa sprzedaż hybryd może nawet wystarczyć do osiągnięcia celów UE na 2030 rok. Aby jednak ograniczać emisję pochodzącą z aut powyżej tych 37,5 proc., konieczna będzie bardziej radykalna elektryfikacja.

Jego zdaniem do 2030 roku UE i USA będą miały kolejną dekadę na opracowanie nowej generacji samochodów elektrycznych o większym zasięgu oraz przestawienie systemu energetycznego na czystsze rozwiązania, aby obniżyć wpływ samochodów elektrycznych na środowisko w całym cyklu ich życia.

– Jest też możliwe, że do 2030 roku dostępność i cena energii odnawialnej spadną do poziomu, który sprawi, że samochody na wodorowe ogniwa paliwowe staną się atrakcyjne pod względem kosztów. To rozwiązanie pozwala uniknąć problemów środowiskowych i geopolitycznych, które wiążą się z wielkoskalową produkcją baterii, a jednocześnie daje szansę na osiągnięcie jeszcze niższej emisji w całym cyklu życia samochodu w porównaniu do innych technologii. Najważniejsze jednak, aby rządy i producenci brali pod uwagę dane o emisji w rzeczywistych warunkach przed podjęciem decyzji o promowaniu technologii, mających efektywnie ograniczyć emisję CO₂ w atmosferze – skwitował szef organizacji badawczej.