Elektromobily – výhled na zelenější zítřky?

Petr Vytlačil
Od lega a sportů v mládí, přes elektrotechniku a informatiku v pubertě, až po energetiku a ekonomiku v dospělém životě. V současné době pracuji na Technické inspekci České republiky, kde v návaznosti na náplň činností tohoto institutu se ve volném čase věnuji energetice, a všemu s tím spojeným.

Oxid uhličitý (CO2) je považován většinou lidí za hlavní příčinu globálního oteplování, které je strašákem 21. století. Je tedy v našem zájmu abychom snižovali emitování tohoto plynu do ovzduší, a jeden ze způsobů, jak se na snížení zapříčinit, je nahrazování spalovacích motorů elektrickými. Alespoň to je dnešním trendem a s rozrůstající se nabídkou, možností dotací a neustálým bombardováním o „čistých“ autech je o tom spousta lidí přesvědčena. Ale je tomu skutečně tak?

Průměr Evropské unie v ujetých kilometrech na auto byl 12 000 v roce 2015. Příklad výpočtu si ukážeme na české kotlině, kde díky skladbě našeho zdrojového mixu emitujeme do ovzduší v průměru 450 g CO2/kWh (rozsah se drží mezi 430-480 g). Když si představíme nějaké elektromobily, vezmeme si třeba Renault Zoe, ten má v nabídce baterie o kapacitě 22 kWh a 41 kWh. Tesla S má v nabídce baterie 70, 85, 90, 100 kWh.

Pokud tedy vezmeme například Tesla Model S s baterií 100 kWh (započítáme ztrátovost 20 %, která je uváděna vlastníky Tesly, tudíž 100/0,8 = 125) potom 125 x 450 = 56 250 gCO2 = 56,25 kg CO2, které je emitováno do ovzduší během jednoho nabití. Pokud tedy (dle údajů od vlastníků Tesly) předpokládáme, že nájezd na plné nabití je 300 km, musíme nabíjet 40x pokud chceme dosáhnout na průměr EU v najetých kilometrech. Potom tedy 40 x 56,25 kg CO2 = 2 250 kg CO2 = 2,250 t CO2.

Pokud tento výpočet uděláme pro Renault Zoe s baterií o kapacitě 22 kWh a dojezdu cca 150 km (průměrná spotřeba je 15 kWh/100 km): 27,5 x 450 = 12 375 g Co2 je emitováno do ovzduší během jednoho nabití. Potom tedy 12,375 kg CO2 x 80 = 990 kg CO2 (pokud bychom chtěli najet s autem 12 000 km ročně).

Pro spalovací motory je to jednoduší. Pro Renault Twingo (jako oponent Reanulta Zoe) je udávaných 105 g CO2 na km (tří válec o obsahu 1.0). Tedy 105 x 12 000 = 1 260 000 g, tedy 1,26 tuny CO2.

Jako konkurenta Tesly S můžeme použít Škodu Superb, kde se uvádějí emise 112-159 g CO2/km při spotřebě 4,1 – 7,3 l/100 km (záleží na typu motoru). Potom tedy emise vycházejí v rozmezí 1,3441,908 t CO2 (112-159 x 12 000). Pro změnu to můžeme porovnat ještě s Audi Q7, kde jsou uváděny emise 144 g CO2/km při kombinované spotřebě 5,5 l/100 km (v testech je uváděná spotřeba kolem 10 litrů na 100 km, potom tedy 268 g CO2/km). Pokud vezmeme údaj, který uvádí Audi, tak se dopracujeme k výsledku 144 x 12 000 = 1,728 t CO2, pokud dosadíme více reálnou spotřebu – 268 g x 12 000 = 3,216 t CO2.

Emise při výrobě elektrické energie jsou různorodé. Polsko například při výrobě elektřiny emituje 570 g CO2/kWh a výš, někdy hodnoty mohou dosahovat až 700 g CO2/kWh. Emise samozřejmě budou nižší pro státy, jako je Norsko, Švédsko a Francie (kombinace vody a jádra), kde se měrné emise CO2 pohybují pod hranicí 100 g Co2/kWh. Například emise ve Švédku s 50 g CO2/kWh by byly pouze 220 kg CO2 v případě Tesly S a 96,8 kg CO2 v případě Renaultu Zoe. Což pokud porovnáme se spalovacími motory, dostáváme se na desetinu hodnoty.

Nelze tedy celosvětově hovořit o jedné konstantní hodnotě, jak je mnohdy uváděno, ale spíše by se dalo říci, že elektromobily jsou z hlediska snižování emisí (zatím!) více vhodné jen pro některé země. Pokud bychom tedy chtěli pokračovat v postupném přechodu na elektromobily, je potřeba zvážit, jak se bude elektrická energie pro tuto značně narůstající spotřebu vyrábět, aby docházelo ke snižování emisí, a byla pokryta poptávka.

Zde můžeme zmínit, že většina majitelů bude své vozy připojovat k síti v nočních hodinách, což dozajista povede ke zvýšení „base load“, a jeden obnovitelný zdroj, solární energie, je v tomto případě ze hry. V zemích, které jsou závislé na uhelných elektrárnách, bude tento směr mít spíše opačný účinek, a ke snížení emisí nedojde. Je třeba se na tento vývoj podívat jako na větší obrázek a uvědomit si propojenost a návaznost, a ne pouze nahrazovat spalovací motory elektromotory.

Závěrem bych chtěl říci, že výpočty a hodnoty jsou zaokrouhlené, ukázkové a nejsou předmětem hlubší studie. Slouží k demonstraci toho, že elektromobily, které jsou šetrnější v některých zemích k životnímu prostředí, nemusí být tou správnou a jedinou cestou, jak někteří tvrdí.

Pokud zajistíme výrobu elektrické energie pomocí současně rozvíjených moderních technologií (obnovitelné zdroje, nukleární energie), které budou stačit jak na poptávku domácností, tak i na nově vytvořenou poptávku elektromobilů, dojde ke snížení emisí. V případě, že bychom museli vznikající poptávku uspokojovat spalováním fosilních paliv, a museli využívat neekologické způsoby výroby elektrické energie, nemá cenu o elektromobilech uvažovat jako o cestě k zelenějším zítřkům. Ale vše se ukáže v budoucnu.

Štítky:


11 odpovědí na Elektromobily – výhled na zelenější zítřky?

  1. Dušan Král napsal:

    Pokud problém omezíme pouze na CO2, tak tomu tak opravdu je, ale pro všechny ostatní škodliviny, které zhoršují životní podmínky, zejména ve městech a blízko velkých dopravních staveb jsou elektromobily lepší i při výrobě z fosilních zdrojů. Tedy za předpokladu, že výrobny splňují přísné emisní limity. To je taky hlavní důvod prudkého rozvoje elektromobility v Číně. Myslím si, že nějaké CO2 je příliš netrápí, ale smog a imise už ano.

    • Milan Vaněček napsal:

      Naprostý souhlas s panem Králem a nesouhlas s autorem. Elektromobilita není o CO2 hysterii ale o zlepšení ovzduší ve velkých městských aglomeracích, ve kterých žije stále více obyvatel Země. Podobně jako bylo positivní odsiřování a zachytávání popílku ve velkých uhelných elektrárnách dříve bude elektromobilita ve velkých městských aglomeracích positivní pro zlepšení zdravotního stavu obyvatel zde (odstranění emisí kysličníků dusíku, mikročástic,…).
      A tvrzení autora, cituji
      „Zde můžeme zmínit, že většina majitelů bude své vozy připojovat k síti v nočních hodinách, což dozajista povede ke zvýšení „base load“, a jeden obnovitelný zdroj, solární energie, je v tomto případě ze hry.“
      je naprostý žvást. Zeptejte se třeba Elona Muska, když nevěříte mě.

      • Petr napsal:

        Tesly od Muska jsou v USA v drtivé většině případů nabíjeny přez noc doma i když měli dosud modely S a X výjimečnou možnost nabíjet na firemnich rychlonabíječkách v podstatě zdarma, ale stejně to používají přednostně každodenně jen taxíkáři.

        V Česku by solárům v tomto nasazení nepomohlo ani nějaké dotované přednostní nabíjení přez den, protože by zase nastal další problém v zimě, kdy je u nás krátce slunce a ještě většinou pod mrakem.

        V Česku by bylo nejefektivnější podpořit u panelákových sídlišť a ve středech měst stavbu mnohapatrových nabíjecích parkovišt a opraven s veřejným půjčováním elektroaut.

        • Milan Vaněček napsal:

          Elektromobily si v ČR budou (mimo služebních aut) nejprve kupovat bohatší lidé ze satelitů. Ti mají peníze na fotovoltaiku na střeše svého domu i na druhé auto=elektromobil. Progresivní firmy budou mít jako benefit nabíjení elektroaut přes den na firemním parkovišti.

          • Petr napsal:

            V Česku je satelitů skoro nejméně na světě, ale když vám připadají jaeko nejperspektivnější zákazníci, tak si založte živnost třeba na ty dodávky prodlužovaček pro ně až na ta firemní parkoviště.
            Já naopak očekávám za deset let v době vrcholu elektrifikace automobilů vymizení drtivé většiny práce v tradičních kancelářích.

  2. Tomas Jirka napsal:

    Dobry den.

    Par poznamek k clanku, ktery by mohl mit vzhledem ke sve prilisne jednoduchosti znacne opacny ucinek, nez zamyslite (dle meho nazoru, snazite-li se o strizlivy nahled na emobilitu a varovani pred prehnanym oznacovanim „EKO“). Ve zkratce:

    – prechod na elektromobily nema smysl pouze tak kvuli CO2 (na nemz se doprava jako sektor podili 16 % dle EPA), ale spise kvuli lokalnim emisim, nebot doprava je husta tam, kde je vysoka hustota obyvatel. Lokalni emise (pevne castice, NOx, a mnoho dalsich) jsou pro nas zivotni prostor vetsim problemem => Cina napr.
    (podivejte se na NAP CM a jeho data z CHMU, jsou tam krasne videt silnice napriklad pro mapu s NOxy a mesta a uhelne panve v pripade PM.)

    – dalsi veci jsou emise pevnych castic z brzd: doporucuji studii Non-exhaust traffic related emissions: brake and tyre wear PM z roku 2014 => toto diky rekuperacnimu brzdeni dokaze elektromobil take castecne vyresit.

    – udavane spotreby a k nim prislusejici emise CO2 (pocitane dodnes pro EUROx normy dle NEDC mericiho cyklu, ktery je naprosto mimo realitu): zkuste se podivat na spritmonitor.de a nasledne hrube prepocist. Ta cisla, co udavate, jsou vicemene pro zbytecna, protoze jsou mimo. Spalovaci motory na tom budou hure v realu, Tesla se 100 kWh baterii opravdu da vice nez 300 km. 🙂

    Doporucuji se taky podivat na Global EV Outlook 2017 od IEA, a EAFO.

    Obdobna studie je zde: http://shrinkthatfootprint.com/electric-cars-green a hezky ilustruje to, co na zaver pisete: velmi zavisi na zdroji energie, dle toho je elektromobilita ekologicka ci neni. [tato studie udava MPG nikoliv emise CO2]

    Ve zkratce muj nazor (ktery se pokusim sepsat do clanku casem po doplneni par informaci do hlavy + par obecne znamych mytu o elektromobilite bych take chtel sepsata vyvratit, nebot se s nimi setkavam az moc casto):

    – hlavni benefit emobility jsou nulove lokalni emise a hluk, navic bez spojky a s rekuperaci ziskavate jeste daleko vetsi vyhodu proti spalovakum ve meste co se tyce spotreby.

    – zavislost na zdroji energie: konvencni zdroje jsou co se emisi a merne spotreby daleko vice kontrolovany nez spalovaci motory (a stejne tak lokalni topeniste). A svet na OZE prechazi.

    – celkova LCA: jasne, elektrombil potrebuje baterku, ktera se musi vyrobit. To same je ale u spalovaku s rafinaci ropy pro vyrobu paliva a provoznich oleju. Emise spalovaku s vekem jsou horsi a horsi.

    – dalsim benefitem je komfort provozu – ticho a plynulost, okamzite dostaupny tocivy moment. S tim si spalovaci motory celkem tezko zadaji.

    – problem: doba nabijeni a porizovaci cena. Oboji se zlepsuje, uvidime casem. Dojezd nebude nikdy neomezeny v pripade bateriovych elektromobilu. Nutno vsak priznat, ze prumerny denni najezd je do 100 km v Evrope, a to neni problem mit kazde rano nabito.

    – nocni nabijeni a zvysovani base loadu: take nemusi byt problem, uvazuje se take o vyuziti vyslouzilych baterii z elektromobilu pro stanicni vyuziti napriklad v nabijecich stanicich ci domacnostech. Zaroven Nissan s ENELem testuje moznost vyuziti teto nezanedbatelne akumualcni kapacity pro stabilizaci site v rmaci rozumnych procent.

    – zivotnost baterie neni 100 let, ale zatim se z dat Tesly zda, ze to neni tak marne, ze by ji bylo treba po par letech vyhodit. Zaruky 8 let plni vcelku hezky, aby mela stale pres 80 % puvodni kapacity.

    – titmo ale nerikam, ze spalovaky konci. Jakykoliv sportovni/zabavny automobil si jako elektricky neumim predstavit (a ze toho mam odjezdeno celkem dost, ne pouze zde uvadene testy), stejne tak si myslim, ze CNG ma budoucnost zvlaste v provozu na velmi dlouhe vzdalenosti.

    Hezky den,

    Tomas Jirka

  3. Tom napsal:

    Přesně tak, až se někde zveřejní, kolik je třeba energie na „výrobu“ jednoho litru benzínu, tak se může začít srovnávat.
    Tuším ale, proč se do toho nikomu nechce.

  4. Josef napsal:

    Pokud vezmu spotřebu včetně ztrát 17kWh /100 km 450g /kWh výroba mám spotřebu 77g /km u EV je docela jedno jestli má reálně běžný automobil 130 nebo 150 g /km. Chyba celého článku je totiž v tom ,že predikuje na jedné straně budoucnost – rozvoj ev. , ale na druhé straně předpokládá že se budou pro tuto spotřebu stavět staré uhelné bloky – není to směšné. Pan Vytlačil jaksi nedomyslel že energetika má určitý vývoj a že emise na 1kW klesají a budou dále prudce klesat. Stačí se podívat na ASEK nebo IEA , kde jsou vyjádřen pokles emisí za 20 let. Je to dáno samozřejmě ne jen náhradou starých bloků přechodu z uhlí na plyn ve vyspělém světě, ale také tím že veškerý rozvoj fosilních substitucí tedy jádra a OZE jde přes el. energii. Kdyby autor tento vývoj do svých výpočtů zapracoval došel by k tomu ,že v příštích 20 letech se emise z energetiky příliš nezvýší – prakticky vůbec EV tedy emise nezvýší naopak emise porostou mimo energetiku, protože rozvoj elektrifikace ne jen v dopravě nebude postupovat dostatečně rychle jak by bylo třeba k zastavení růstu spotřeby fosilních paliv.

  5. Jan Hruby napsal:

    Proc kazdy kdo ma diru do zadku hned musi psat analyzy a jeste k tomu vycucane z prstu? Clanek ma mezery a celkove je odflakly – z velke casti jde o motani jablek s hruskama. Nekolik skutecnych rozboru na tema porovnani automobil se spalovacim motorem vs elektromobil jsem cetl a tyto jsou volne k dispozici na webu – je jich opravdu hodne, a nema smysl zde udavat vycet. Nevim ktery zdroj (patrne fiktivni) uvadi u ModelS 100kW verze 300km. Znamenalo by to, ze by celou dobu od nabiti jel zhruba 183km/h a to pochybuji, ze by i nekdo v CR jel a posleze i priznal.
    Uplne z clanku vypadlo nekolik veci – od recuklace materialu (nejen baterii, ktere lze ze 70% recyklovat {rozumej – 70% se dnes bezne z baterie recykluje}, pres skutecnost, ze vlady stale vice a vice podporuji OZE (a to nejen na bazi slunecniho svitu – ona voda tece v noci, vcetne morsky vln a obcas v noci take fouka) a zeme taktez teplo dodava nezavisle na slunecnim svitu…
    Ani se nepozastavuji nad kzivymi udaji jednoho koncernu – to je snad nejvice fatalni chyba – uz jen pro principielni funkcionalitu filtru pevnych castic… takze bohuzel cely clanek UPLNE k nicemu – smazat!

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *