Niech żyją samochody elektryczne!

samochody elektryczne

Samochody elektryczne to przyszłość motoryzacji! Taką opinię można usłyszeć i przeczytać dosłownie wszędzie. Samochody elektryczne to koło zamachowe polskiej gospodarki! Taką opinię wyznaje nasz rząd, który przyjął założenie, że do roku 2025 milion elektro-aut będzie jeździło po naszych drogach, a Polska stanie się światowym potentatem w ich produkcji. A także światowym potentatem w produkcji elektrycznych autobusów, które już wkrótce zdominują transport publiczny. Dlaczego samochody elektryczne, które są przecież dużo droższe od spalinowych i wymagają częstego i długotrwałego ładowania, mają zdominować motoryzację i wyprzeć samochody spalinowe? Dlatego, że nie emitują dwutlenku węgla, który jak powszechnie wiadomo, został mianowany głównym wrogiem ludzkości. W moich dzisiejszych rozważaniach pominę wątek rzeczywistej roli CO2 – gazu który jest dla ludzi i zwierząt neutralny (w dawkach, które realnie występują w atmosferze), za to bardzo sprzyja rozwojowi roślinności (im więcej CO2 w atmosferze – tym rośliny rozwijają się szybciej i bujniej). Skoncentruję się natomiast na tym, czy samochody elektryczne rzeczywiście przyczyniają się do mniejszej emisji do atmosfery dwutlenku węgla, niż ma to miejsce w przypadku samochodów spalinowych.

samochody elektryczne

Na pozór odpowiedź na tak postawione pytanie jest oczywista. Silniki elektryczne nie emitują CO2 zupełnie. Są ekologicznie ‚czyste’. Ale oczywiste jest to tylko dla laika, który zupełnie nie bierze pod uwagę emisji dwutlenku węgla, która musi mieć miejsce we wcześniejszych fazach, żeby samochód elektryczny mógł powstać. A tu sprawa nie wygląda już tak różowo. Szwedzki Instytut Badań nad Środowiskiem, na zlecenie szwedzkiego rządu i Agencji Energii, przeprowadził badania wpływu na środowisko, procesu produkcji akumulatorów litowo-jonowych, które są powszechnie używane w samochodach elektrycznych. I cóż się okazało? Wyprodukowanie 1 kWh pojemności akumulatora generuje od 150 do 200 kg CO2, który emitowany jest do atmosfery przez fabrykę produkującą te akumulatory. Jeśli jako wzorzec przyjąć samochód Tesla S, który ma akumulatory o pojemności 100 kWh, to żeby one powstały musiało zostać wyemitowane do atmosfery 15 – 20 ton dwutlenku węgla. A podobną ilość CO2 emituje przeciętny samochód spalinowy w ciągu… 8 lat eksploatacji. Można o tym przeczytać m.in. w artykule w Climate Change Dispatch.

samochody elektryczne

Co ciekawe, powyższe wyliczenia powstały przy założeniu, że energia wykorzystywana przy produkcji akumulatorów litowo-jonowych pochodzi w połowie ze spalania paliw kopalnych, a w połowie ze źródeł odnawialnych. Gdyby przyjąć poprawkę na warunki polskie, gdzie większość energii pochodzi ze spalania węgla, to ten bilans wyszedłby znacznie gorzej. Mogłoby się np. okazać, że wyprodukowanie akumulatora o pojemności 100 kWh wiązałoby się z wyemitowaniem do atmosfery nie 15 – 20 ton CO2 lecz – powiedzmy – 50 ton, co odpowiadałoby eksploatacji samochodu spalinowego przez… 20 lat. No i cały mit ekologicznego samochodu – pryska.

samochody elektryczne

Polski samochód elektryczny, jeśli w ogóle powstanie, co jest bardzo wątpliwe, na pewno nie będzie miał akumulatorów o pojemności 100 kWh, lecz raczej 20 – 30 kWh. Zatem wyprodukowanie jego akumulatorów pociągnie za sobą mniejszą emisję CO2 niż ma to miejsce przy produkcji samochodów Tesli. Ale przecież emisja CO2 przy produkcji akumulatorów to tylko jedna z przesłanek burzących idylliczny obraz ‚czystego’ samochodu. Inną – jest wytwarzanie prądu do ładowania tychże akumulatorów. Jak wcześniej napisałem w naszych polskich realiach, prąd ten powstaje w elektrowniach opalanych węglem, czyli emitujących znaczne ilości dwutlenku węgla. Swoją drogą to ciekawe, że nie natknąłem się nigdzie na wyliczenie ile dwutlenku węgla musi zostać wyemitowane przez elektrownię, żeby wytworzona w niej energia pozwoliła na poruszanie się samochodu elektrycznego. Przypuszczam, że ta ilość będzie większa niż ilość CO2 wyemitowana przez samochód z silnikiem spalinowym. Moje przypuszczenie ma całkiem mocne podstawy, których istotą jest sprawność różnych urządzeń służących do przesyłu energii oraz do zamiany jednej jej postaci na inną.

samochody elektryczne

Trzeba zdać sobie sprawę, że w przypadku samochodu z silnikiem spalinowym, energia zawarta w paliwie jest przetwarzana na energię kinetyczną umożliwiającą ruch samochodu. Urządzeniem przetwarzającym jest silnik spalinowy, który ma określoną sprawność. Sprawność (zawsze mniejsza niż 100%) znaczy, że część energii zawartej w paliwie jest marnotrawiona (zamieniana na ciepło, które jest rozpraszane), a pozostała część służy do napędzania samochodu. W przypadku samochodu elektrycznego też wykorzystujemy głównie energię zawartą w paliwie, tyle tylko, że w paliwie, które jest spalane w elektrowni. Ale zanim ta energia trafi z elektrowni do samochodu elektrycznego, musi pokonać bardzo długą drogę, podczas której znaczna jej część zostanie zmarnotrawiona.

samochody elektryczne

Przede wszystkim turbina w elektrowni ma określoną sprawność, co oznacza, że część energii ze spalania paliwa (węgla, mazutu, gazu itp.) zostaje zmarnotrawiona, zaś pozostała część zamieniona na energię elektryczną. Energia elektryczna musi zostać przesłana za pośrednictwem sieci elektrycznej. Najpierw wysokiego napięcia, później średniego, a na końcu niskiego. Każda sieć ma określoną sprawność, czyli część energii elektrycznej jest w niej marnotrawiona, a pozostała część dociera do transformatorów na końcu linii przesyłowej, które obniżają jej napięcie. Transformatory, oprócz obniżania napięcia, część energii marnotrawią – zamieniając ją na ciepło (transformatory jak wiadomo bardzo się rozgrzewają i muszą być chłodzone). Pozostała część energii trafia do sieci średniego napięcia i jest przesyłana dalej (po drodze jej część znika, bo sieć średniego napięcia ma sprawność jeszcze mniejszą niż sieć wysokiego napięcia). Dalej, czyli do kolejnych transformatorów, które zamieniają ją na energię niskiego napięcia, czyli taką jaką mamy w gniazdkach elektrycznych. Oczywiście transformatory znów zmarnotrawią część energii zamieniając ją na ciepło. Ale wreszcie to co zostało może być użyte do ładowania akumulatorów samochodu elektrycznego. I tutaj natykamy się na największy problem, czyli sprawność akumulatorów. Bowiem energia pobrana do ich ładowania jest tylko w części oddawana później do silnika; pewna jej część ulega po prostu zmarnotrawieniu. Kiedy energia dotrze wreszcie do silnika elektrycznego w samochodzie, może zostać zamieniona na energię ruchu samochodu. Ale oczywiście nie cała, bowiem silnik ma określoną sprawność i część energii jest marnotrawiona.

samochody elektryczne

Najważniejszy wniosek jaki płynie z powyższych rozważań jest taki, że zarówno samochody elektryczne jak i spalinowe, czerpią energię z paliw kopalnych. Tyle tylko, że samochody spalinowe – bezpośrednio, zaś samochody elektryczne – pośrednio. Warto też pamiętać, że ‚bezemisyjny’ samochód elektryczny przyczynia się pośrednio do znacznej emisji CO2, ale co ważniejsze powoduje też emisję związaną z wytworzeniem energii, która po drodze zostaje zamieniona na bezużyteczne ciepło. No może nie całkiem bezużyteczne, bo przecież podgrzało ono trochę atmosferę. W sensie dosłownym – pomijalnie mało, ale w sensie przenośnym – znacząco.

samochody elektryczne

10 komentarzy

  1. Przemek 03/07/2017
  2. Przemek 03/07/2017
  3. Przemysław 03/07/2017
  4. Przemysław 03/07/2017
  5. Przemysław 03/07/2017
    • Jan Adamski 03/07/2017
  6. taxus 09/07/2017
  7. abc 12/07/2017
  8. Behemot 22/07/2017
  9. Tomek 11/08/2017

Dodaj komentarz