Czy samochody elektryczne są ekologiczne i przyjazne środowisku?

Spis treści:

Samochody napędzane silnikami spalinowymi mają jedną ważną cechę, która jest symbolem ich negatywnego wpływu na środowisko naturalne. To emisja spalin. Tylko przez to, że praca silników elektrycznych nie wiąże się ze spalaniem i jego produktami w postaci spalin, samochody elektryczne mogą stanowić ważny element walki o zdrowsze powietrze i lepszą ochronę środowiska.

Liczba samochodów elektrycznych i hybrydowych plug-in, pod koniec 2023 roku, wyniosła w Polsce prawie 100 tysięcy. Nieco ponad połowę stanowiły auta czysto elektryczne (BEV, czyli Battery Electric Vehicles), a trochę mniej było aut hybrydowych typu PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicles). Te ostatnie też mogą poruszać się w trybie czysto elektrycznym, stąd są uwzględniane w statystykach elektryków.

Jak wynika z danych Europejskiej Agencji Środowiska, transport to główny sektor odpowiedzialny w Unii Europejskiej za emisje gazów cieplarnianych.To jednocześnie jedyny sektor, w którym te emisje wzrosły w ciągu ostatnich trzech dekad. W latach 1990-2019 to wzrost o 33,5%. W 2019 roku w całym transporcie, auta osobowe odpowiadały za 60% emisji gazów cieplarnianych.

Przeciwnicy samochodów elektrycznych słusznie dodają, że nie tylko podróżowanie samochodem wpływa na jego ekologiczność. Ich szkodliwość wynika choćby z produkcji aut i akumulatorów do nich. Badania wykazują jednak, że patrząc na cały obraz życia samochodu elektrycznego, trudno zakwestionować to, że jest on przyjazny środowisku bardziej niż auto spalinowe.

Na emisję dwutlenku węgla do atmosfery, czyli tak zwany ślad węglowy, przelicza się wszystko to, co trafia do atmosfery. Stąd właśnie te dane pozwalają zestawić ze sobą oba typy aut.

W 2020 roku opublikowano brytyjski raport Lifecycle Analysis of UK Road Vehicles, który porównywał ślad węglowy samochodów elektrycznych i konwencjonalnych. Już wtedy wyliczono, że auta elektryczne pozwalają na ograniczenie do 65% emisji gazów cieplarnianych. A jeśli więcej energii do napędzania aut produkowane będzie ze źródeł odnawialnych, to te oszczędności mogą przekroczyć nawet 80%.

Podobnych wyliczeń dla Polski brak. A w Wielkiej Brytanii w pierwszym kwartale 2023 roku świętowano produkcję aż 32% energii elektrycznej z turbin wiatrowych. W Polsce z produkcją energii ze źródeł odnawialnych nie jest tak dobrze, ale będą miały coraz większy wpływ na wytwarzanie prądu.

Samochód elektryczny jest bezemisyjny. Tymczasem pojazdy z silnikiem spalinowym, po to by się poruszać, wytwarzają w wyniku spalania sporo gazów.

Z rur wydechowych aut spalinowych wydostają się tlenki węgla, węglowodory i tlenki azotu. W przypadku silników wysokoprężnych, ta lista jest dłuższa i groźniejsza. To również tlenki azotu, węgla i węglowodory, ale także cząstki stałe, czyli sadza i popiół z osadzonymi na nich metalami ciężkimi, które są elementem tworzenia smogu. Te emisje spalin mocno ograniczają coraz to nowsze technologie i normy, ale to nadal zatruwanie atmosfery, mające wpływ na jakość powietrza.

To w jaki sposób ładowane są auta elektryczne też wpływa na ich ekologiczność. Tankowanie aut spalinowych wymaga także transportu paliw i budowy stacji benzynowych. Elektryczne auta można ładować nawet bez budowy specjalnych miejsc. A same, nawet duże stacje ładowania, nie mają tak złego wpływu na środowisko, jak paliwowe zaplecze dla aut z silnikami spalinowymi.

Warto jednak dodać, że w niektórych miejscach problemem może być brak odpowiedniej infrastruktury elektroenergetycznej, ale na szczęście rozproszona baza ładowarek nie obciąża aż tak sieci elektrycznej. Stąd, jak podkreślają eksperci, nie grozi nam globalne przeciążenie z powodu ładowania aut elektrycznych.

Jak podaje Polskie Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych, elektromobilność rozwija się w Polsce tak, że pod koniec 2023 roku było u nas prawie 6 tysięcy punktów ładowania aut elektrycznych.

Wszędzie na świecie licznik elektromobilności bije rekordy. To wzmaga badania pokazujące wpływ aut z napędem elektrycznym na naszą planetę. Określa się znaczenie produkcji akumulatorów i to jak ich produkcja może zostać polepszona.

Źródła energii elektrycznej

Ekologiczne samochody elektryczne są najbardziej przyjazne środowisku, kiedy prąd do ich ładowania pochodzi ze źródeł odnawialnych. To oczywiste. Produkcja prądu z paliw kopalnych zmniejsza ekologiczność aut elektrycznych, ale jak wynika z badań patrząc na całokształt, elektromobilność to jednak dobry znak dla naszej atmosfery. Jak pokazują analizy przeprowadzone przez International Council on Clean Transporation (ICCT) samochody bezemisyjne, a więc elektryczne i wodorowe, są w stanie przyczynić się do zmniejszenia emisji CO₂.

Zgodnie z tendencjami i oczekiwaniami społecznymi, spalanie paliw kopalnych powinno w najbliższej przyszłości stanowić coraz mniejszy procent procesu produkcji energii elektrycznej. To także dzięki modzie na pojazdy elektryczne. W przypadku aut spalinowych, nie można spodziewać się podobnie przełomowych informacji. A dla pojazdów na prąd, źródło energii elektrycznej może przecież nawet znajdować się na dachu naszego domu.

Produkcja-akumulatorów

By stworzyć akumulator do auta elektrycznego, potrzebny jest trudny proces wydobycia surowców i ich transportu z różnych stron świata. Na liście sporo jest metali ziem rzadkich. To problem, na który wskazują przeciwnicy elektromobilności. Współczesne baterie to najczęściej akumulatory litowo–niklowo–kobaltowe. Rzeczywiście przy ich produkcji obserwuje się dużą emisję gazów cieplarnianych.

Na szczęście to wysoki koszt pierwszej fazy życia auta. Potem jest już zdecydowanie lepiej niż w przypadku samochodów spalinowych. A w przyszłości ma to się jeszcze poprawić.

Według ekspertów, do produkcji baterii, z roku na rok potrzeba mniej trudnych do zdobycia materiałów. Pisała o tym już w 2022 roku gazeta New York Times w raporcie o przyszłości transportu. Jak czytamy, za kilkanaście lat środowiskowy koszt ich produkcji zmniejszy się na tyle, że wytworzenie auta elektrycznego powinno zrównać się z tym spalinowym.

Żywotność-akumulatorów

Już teraz producenci pojazdów elektrycznych obliczają, że ogniwa stosowane obecnie powinny zapewniać co najmniej 70% swojej pojemności, nawet po przejechaniu ponad 250 tysięcy kilometrów. A przy racjonalnym użytkowaniu, może być to nawet wiele więcej. Z kolei same akumulatory mają nadawać się do użytku przez 10 do 20 lat od ich wyprodukowania. To również ważny aspekt tego, czy samochody elektryczne są ekologiczne.

Życie zużytych baterii

Akumulatory używane w samochodach elektrycznych nie muszą od razu być utylizowane. Pojazdy elektryczne mogą owszem trafić na złom, ale ich magazyny energii nadal mogą być wykorzystywane, na przykład w formie lokalnych czy domowych banków energii.

Jaguar pracuje nad jednym z największych systemów magazynowania energii w Wielkiej Brytanii, aby gromadzić energię słoneczną i wiatrową, dzięki używanym akumulatorom aut elektrycznych. 30 używanych akumulatorów Jaguara I-PACE może zgromadzić 2,5 MWh energii, co wystarczy do zasilenia około 250 domów na jeden dzień. A to początek inwestycji w takie formy gromadzenia energii.

Recykling akumulatorów

Akumulatory aut o napędzie elektrycznym mogą zostać poddane recyklingowi. Już teraz, na przykład w niemieckim Wendeburgu trwa dopracowywanie metod pozwalających skutecznie utylizować i odzyskiwać sporą część materiałów. Według ekspertów, do czasu kiedy współczesne baterie zaczną nadawać się na śmietniki, infrastruktura związana z ich recyklingiem będzie gotowa na przyjście zużytych akumulatorów.

Groźne pożary

Negatywny wpływ palących się aut na środowisko jest ograniczony. Badania prowadzone zarówno w Europie, jak i Stanach Zjednoczonych pokazały, że auta elektryczne palą się zdecydowanie rzadziej nią auta spalinowe. Eksperci elektromobilności czy stanowisko Państwowej Straży Pożarnej wskazują też na to, że takie pożary wcale nie są groźniejsze niż aut tradycyjnych.

Brak takich elementów jak świece, katalizator, układ paliwowy i wydechowy czy brak wycieków benzyny i oleju silnikowego oraz najnowocześniejsze systemy ochrony akumulatora, sprawiają, że samochody elektryczne są wręcz w mniejszym stopniu narażone na ryzyko zapłonu.

Paliwa kopalne

Paliwa kopalne, w tym węgiel czy ropa naftowa, to ważne elementy dyskusji o wpływie aut na środowisko. Ich wydobycie, procesy przerabiania i transport źle wpływają na środowisko naturalne. Dla aut o silnikach spalinowych nie ma alternatywy w postaci czystego źródła zasilania. W przypadku aut z silnikiem elektrycznym da się wykorzystać energię elektryczną której produkcja nie ma negatywnego wpływu na środowisko. To wielka różnica i ogromna szansa na poprawę jakości powietrza.

Efektywność pracy

Silnik elektryczny jest wysoce sprawny. Patrząc na analizę efektywności napędu elektrycznego można zobaczyć liczby przekraczające 90%. To procent energii przekształconej w użyteczną pracę mechaniczną kół samochodów. Jeśli dodamy do tego rekuperację, a więc dodatkowe ładowanie auta podczas hamowania, możliwy jest właśnie tak imponujący efekt.

W tym samym czasie, sprawność silnika spalinowego wynosi jedynie około 33%. To przez emisję ciepła w procesie spalania paliwa silnik traci energię. Do tego występuje wiele form mechanicznych strat energii, jak działanie skrzyni biegów, wału napędowego czy sprzęgła. Ich uwzględnienie w tym równaniu powoduje spadek wartości tej efektywności nawet poniżej 20%.

W technicznego punktu widzenia akumulator i bateria to nie to samo. W języku polskim używa się określenia bateria do technologii, w których magazynowana jest energia elektryczna, a których nie można ponownie ładować. Akumulator to z kolei coś co ładować można, by po rozładowaniu ponownie mieć pełną pojemność. Jednak na potrzeby tego artykułu i ze względu na częste bezpośrednie tłumaczenia z języka angielskiego, uznano te dwa słowa za synonimy.