Elektromobilita a emise CO2 v dopravě: Řešení nebo součást problému?
Elektromobilita by měla být jedním z nástrojů snižování emisí v dopravě v ČR. Jaký je její potenciál při redukci CO2? Analýza ukazuje, že zásadní vliv má zdrojová základna elektroenergetiky.
Jak dál v elektromobilitě
Přestože vyprodukované množství skleníkových plynů v ekvivalentu CO2 pokleslo v Česku od roku 1990 přibližně o 35 %, v sektoru dopravy existuje opačný trend. Od roku 1990 vzrostly emise o více než 150 % a dnes doprava produkuje přes 18 milionů tun CO2, což je přibližně 17 % všech vyprodukovaných CO2 emisí v ČR. Vzhledem k tomu, že aktuální i navrhované evropské klimaticko-energetické strategie, jako například „2050 Low-carbon economy roadmap“, používají jako referenční bod právě rok 1990, bude snižování emisí v sektoru dopravy patřit k nejnáročnějším úkolům české klimatické a energetické politiky.
Jedním z obecně přijímaných způsobů redukce emisí v dopravě je elektromobilita. Její potenciál je však nutně spojen se strukturou zdrojové základny výroby elektřiny, kterou elektromobily spotřebovávají.
Text seznámí čtenáře, o kolik sníží elektromobily produkci emisí CO2 v sektoru dopravy v případě České republiky do roku 2040. Zvolený rok je horizont aktuálně platných dokumentů české energetické strategie: aktualizované Státní energetické koncepce (ASEK) a Národního akčního plán čisté mobility (NAP CM).
Vzhledem k tomu, že rozvoj elektromobility a struktury elektroenergetického mixu závisí na velkém množství neznámých, které ztěžují možnosti predikce v delším období, pracuje předkládaný text s metodou analýzy scénářů. Bude modelováno celkem 10 scénářů vývoje emisí v dopravě do roku 2040: referenční scénář, v němž k rozvoji elektromobility vůbec nedojde, a kombinace tří scénářů rozvoje elektromobility se třemi scénáři rozvoje elektro-energetického mixu. Parametry scénářů jsou v souladu s dobrou praxí metody zvoleny tak, že zasahují co nejširší spektrum možných alternativních obrazů budoucnosti. Zvláštní pozornost je věnována kombinaci scénářů vycházející z aktuálně platných dokumentů: rozvoj elektromobility dle NAP CM a elektroenergetického mixu dle optimalizovaného scénáře ASEK.
Datová základna analýzy pochází z otevřených zdrojů, oficiálních statistik MPO, MŽP a OTE, analytického zázemí konzultační společnosti EGÚ Brno a informací poskytnutých dalšími aktéry dopravního sektoru, například pojišťovnami.
Výsledky analýzy ukazují na kriticky nízké ambice oficiálních dokumentů a zpřesňují roli elektroenergetického mixu v potenciálu elektromobility snížit emise CO2 v České republice.
Předpoklady a omezení analýzy
Z důvodu značné komplexity zkoumané problematiky a omezeného prostoru daného formátem článku byl výzkumný záběr omezen. Tato omezení jsou následující:
- Analýza pokrývá pouze kategorii vozidel M1, tedy osobní vozidla do 3,5 tuny. Kategorie představuje 75 % vozového parku a 60 % emisí z dopravy v ČR.
- Analýza pracuje pouze s automobily na čistě elektrický pohon, hybridní vozidla nejsou reflektována.
- Analýza zanedbává denní variaci v elektroenergetickém mixu, a tedy i možnost, že elektromobily nabíjené v nočních hodinách budou využívat jiné portfolio zdrojů, než by odpovídalo dlouhodobým statistikám výroby elektřiny.
Analytický model dále obsahuje řadu předpokladů, s nimiž pracuje jako se vstupními hodnotami. Jedná se o následující:
- Počet vozidel kategorie M1 na tisíc obyvatel vzroste z dnešních 502 na 569. Odhad vychází z předpokladu konvergence s Německem a Rakouskem, kde EGÚ Brno očekává mírný nárůst.
- Průměrná roční nájezdová vzdálenost vozidla kategorie M1 je 12 tisíc kilometrů. Vzhledem k neexistenci oficiálních statistik byla konstanta určena na základě dat pojišťoven Allianz a Generali.
- Průměrné vozidlo se spalovacím motorem vyprodukuje 95 g CO2/km. Tato hodnota odráží aktuální návrh Evropské komise emisních limitů pro osobní automobily vyráběné od roku 2021.
- Spotřeba průměrného elektromobilu je 18,4 kWh/100 km, účinnost nabíjecího cyklu 92 %.
Představení scénářů analýzy
Scénáře elektroenergetického mixu jsou převzaty z veřejně dostupné Zprávy o očekávané dlouhodobé rovnováze mezi nabídkou a poptávkou elektřiny a plynu zpracované firmou EGÚ Brno pro OTE a jsou v souladu s názorem české decizní sféry (především MPO). Scénáře jsou následující:
- Koncepční,
- Úspory a
- Nízkoemisní zdroje.
Koncepční scénář vychází z cílů stanovených v ASEK a konkretizuje rozvoj elektrizační soustavy ČR dle optimalizovaného scénáře a také názorů české politické sféry z roku 2017.
Scénář Úspory reflektuje cíle dle Low-carbon economy Roadmap (Roadmap 2050) a očekává pokles emisí CO2 o 95 % vůči roku 1990 za využití maximálních možných úspor energií.
Cíle Roadmap 2050 sleduje rovněž scénář Nízkoemisní zdroje, nicméně dosahuje jich skrze změnu stávající zdrojové základy na bezemisní. Scénáře jsou podrobněji představeny v následující tabulce.
Scénáře elektromobility jsou nastaveny následovně:
- Koncepční scénář vychází z Národního akčního plánu čisté mobility (NAP CM), který pro rok 2040 očekává 403 tisíc vozidel na elektrický pohon (elektromobily i hybridy). Vzhledem k tomu, že údaje pro elektromobily jsou jen do roku 2025 a pro následné období je uváděná společná hodnota, pracuje tento scénář se stejným poměrem (60:40) elektromobilů a hybridů jako Ministerstvo hospodářství Slovenska (Návrh Národního politického rámce pro rozvoj trhu s alternativními palivy na Slovensku. 2015, s. 20). Následně byla vyčleněna kategorie M1 v poměru vozového parku ČR. Výsledná hodnota pro rok 2040 je přibližně 180 tisíc elektromobilů.
- Progresivní scénář, který vznikl ve spolupráci s EGÚ Brno, reflektuje současné světové trendy (viz např. Global EV Outlook. 2017, s. 34) a očekává razantní nástup eletromobility mezi roky 2025 a 2030. V roce 2040 se tak v tomto scénáři podíl elektromobilů v rámci kategorie M1 rozšíří až na 33 %. Maximální scénář má vozový park tvořený výhradně elektromobily.
NAP ČM je málo ambiciózní
Ve všech analyzovaných scénářích rozvoje elekromobility došlo k poklesu emisí CO2 oproti případu, že by na silnicích jezdila vozidla výhradně se spalovacím motorem. Výsledné úspory se však napříč jednotlivými scénáři poměrně dramaticky liší.
Největší potenciál pro úsporu emisí má očekávatelně scénář kombinující maximální rozvoj elektromobility s elektroenergetickým mixem založeným na bezemisních zdrojích. Oproti referenčnímu scénáři, který předpokládá nulový rozvoj elektromobility, snižuje emise automobilů kategorie M1 o 55,3 %. Úplný přechod k elektromobilitě redukuje emise o 47,3 % v kombinaci se scénářem úspor a o 30,9 % při reflexi elektroenergetického mixu optimalizovaného scénáře ASEK.
Progresivní scénář rozvoje elektromobilů předpokládá snížení emisí o 17,8 % v případě nízkoemisního elektroenergetického mixu, o 15,3 % v kombinaci s elektroenergetickým scénářem Úspory a o 10 % v kombinaci s Koncepčním scénářem.
Nejnižší snížení emisí vykazují kombinace se scénářem rozvoje elektromobility dle NAP CM. Množství emisí je zde téměř totožné jako v případě nulového rozvoje elektromobility a nepodléhá zásadní variaci v závislosti na složení elektroenergetického mixu. Rozptyl možných úspor emisí ve scénáři NAP CM je ve vazbě na struktuře elektroenergetického mixu od 1,7 % po 1 %.
Provázanost mezi elektromobily a elektroenergetickým mixem ukazuje obrázek 3. Osy vyznačují rozptyl mezi scénáři elektroenergetického mixu Koncepčním a Nízkoemisní zdroje. Pokud je vozový park tvořen nízkým podílem elektromobilů, jako v případě scénáře NAP CM, tak elektroenergetický mix nehraje téměř žádnou roli. S rostoucím podílem elektromobilů na vozovém parku roste důležitost i elektroenergetického mixu. V případě Maximálního scénáře rozvoje elektromobility může elektroenergetický mix snížit nebo zvýšit emise CO2 o více než 1,6 milionu tun za rok.
Elektromobily sníží emisi jen při nízkouhlíkové výrobě elektřiny
Výsledky analýzy jsou relevantní z hlediska hodnocení potenciálu současných oficiálních strategií české energetiky snižovat emise CO2 a také z pohledu provázanosti elektromobility a elektroenergetického mixu pro celkovou uhlíkovou stopu sektoru dopravy.
Výsledky poukazují především na velmi nízké ambice současných strategických dokumentů v oblasti snižování emisí v dopravě. Národní akční plán čisté mobility, jehož cílem „snížení negativních dopadů dopravy na životní prostředí, zejména pokud jde o emise látek znečišťujících ovzduší a emise skleníkových plynů,“ je ve své současné podobě schopen přinést pouze marginální zlepšení. Cílem NAP CM pro rok 2040 je zhruba 400 tisíc vozidel využívajících nějakou formu elektrického pohonu, z čehož čistě elektrická vozidla kategorie M1 mohou tvořit zhruba 180 tisíc, tedy přibližně 3 % vozového parku ČR. Takto nízká hodnota rozvoje elektromobility pochopitelně nemůže přinést větší změnu v objemu emisí, a to ani v případě, že dojde k mnohem výraznější dekarbonizaci elektroenergetického mixu, než předpokládá aktualizovaná Státní energetické koncepce. Představená analýza ukazuje, že v naplnění scénáře rozvoje elektromobility dle NAP CM přinese snížení emisí v rozmezí 1 % až 1,7 %, v závislosti na struktuře elektroenergetického mixu. Je symptomatické, že hlavní podíl na poklesu emisí oproti současnému stavu budou mít v tomto případě spalovací motory podléhající přísnějším evropským normám.
Z obecnějšího hlediska výsledky analýzy zpřesňují široce přijímanou tezi, že rozšiřování elektromobility nemusí automaticky omezovat nežádoucí vlivy dopravy na životní prostředí. Elektromobilita samotná má potenciál snížit emise CO2 vozidel kategorie M1 o 31 %, budou-li v roce 2040 jezdit v ČR pouze elektromobily a dojde-li k naplnění optimalizovaného scénáře rozvoje elektroenergetického mixu aktualizované Státní energetické koncepce.
Elektromobilitu je tedy vhodné vnímat pouze jako jeden ze stavebních kamenů dekarbonizace dopravy. Neméně důležitý bude i rozvoj zdrojové základny, jíž budou elektromobily nabíjeny. V případě úplného přechodu na elektromobilitu má elektroenergetický mix složený ze tří čtvrtin z nízkoemisních zdrojů potenciál snížit emise CO2 v rámci kategorie M1 o dalších 24 procentních bodů.
Maximální potenciál redukce emisí v rámci analýzy, tedy úplný přechod k elektromobilitě v kombinaci s nízkoemisním elektroenergetickým mixem je tedy 55% pokles oproti referenčnímu scénáři, v němž k rozvoji elektromobility nedojde. Je zřejmé, že dosáhnout úrovně dekarbonizace doporučené v rámci Roadmap 2050 bude velmi obtížné. Dokument navrhuje 60% redukci emisí CO2 v dopravě ve srovnání s rokem 1990, což v případě České republiky znamená maximální hodnotu emisí 2,81 milionu tun ročně.
Pro srovnání, nejvíce ambiciózní scénář v rámci této analýzy dokáže snížit emise pouze na 3,08 milionu tun, a to pouze v rámci kategorie M1, na niž dnes připadá zhruba 60 % emisí v dopravě. Lze tedy konstatovat, že bez radikální změny ve struktuře elektroenergetického mixu nebude elektromobilita vhodným nástrojem k dosažení i méně ambiciózních cílů klimatických politik. Je možné, že v tomto kontextu budou dosahovat přesvědčivějších výsledků jiné technologie pohonu vozidel, jako například syntetické palivové plyny, jako metan nebo vodík, vyráběné z přebytků neregulovatelných obnovitelných zdrojů energie.
Článek vznikl na základě diplomové práce.
Článek byl původně publikován v magazínu PRO-ENERGY.
O autorech
Matěj Hrubý od roku 2017 zaměstnaný v poradenské firmě EGÚ Brno; věnuje se otázkám systémové elektroenergetiky a plynárenství; současně student oboru Mezinárodní vztahy a energetická bezpečnost Fakulty sociálních studií a oboru Veřejná ekonomika a správa Ekonomicko-správní fakulty Masarykovy univerzity.
Jan Osička působí na Katedře mezinárodních vztahů a evropských studií Fakulty sociálních studií Masarykovy univerzity; věnuje se především mezinárodnímu obchodu s energetickými komoditami a přeshraničním dopadům jednostranných reforem energetické politiky.
Mohlo by vás zajímat:
1) Všechny scénáře evidentně počítají s tím, že v roce 2040 budou buď ještě v provozu současné Dukovany, rozšířené o jeden nový blok, nebo budou současné Dukovany odstavené, a do roku 2040 budou v provozu tři nové jaderné bloky. Spíš než naprosto nereálný scénář, že v roce 2040 tu budou jezdit jenom elektromobily, by bylo lepší uvažovat scénář, že se v lepším případě podaří jen zachovat výrobu z jaderných zdrojů v současné výši.
2) Chápu to správně, že výroba elektřiny se předpokládá stejná, ať už tu v roce 2040 budou jezdit jednotky procent elektromobilů, nebo těch procent bude 100%?
Předpokládejme , že spotřebitelské chování se nezmění. Naše země má ráda značku VW ať jeto škoda , audi seat nebo přímo VW , prostě to kupujeme od roku 2026 už VW nevyjede s žádným novým spalovacím motorem. Což v praxi znamená ,že od roku 2030 už bude VW prodávat převážně el. mobily. Z toho vyplývá že okolo roku 2040 bude polovina až 3/2 vozu jezdit na el. energii ale protože intenzita užívání nových vozů je přibližně trojnásobná oproti starým počet ujetých km bude cca 85%. Takže ve skutečnosti se realita bude blížit maximálnímu scénáři přesto že miliony lidí co jezdí málo budou mít doma jako dnes starší auto se spalovacím motorem. Pokud průměrný nájezd bude 10 000 km a budeme mít 5 mil aut pak celkový nájezd pomocí EV je 42,5 mld km při účinnosti nabíjení máme spotřebu asi 0,18 kwh / km = 7,6TWh tedy cca 1 blok jaderné el. Temelín.
Stejným způsobem lze odhadnout rozvoj autobusů , protože ty budou také jezdit na elektřinu.
VW ohlásil vyvinutí posledních fosilních motorů pro EU do roku 2026, a pak už jen jejich úpravy s kterými vydrží do roku 2040.
Ale do elektromobility jde rychle takže to vypadá na 30% nových aut jeho značek roku 2030.
K roku 2040 připadá realisticky tak 30% čistých elektroaut ze všech registrovaných, což ovšem dělá násobně víc v kilometrech, takže produkce CO2 z výfuků poklesne o 60-70%.
Pokud jde o celkovou produkci CO2 v ČR, tak nejjednoduší bude, když z těch scénářů vyškrtnou to 10x znásobení zemního plynu k roku 2040, když si na 2050 EU naplánovala skoro nulové CO2, a místo toho víc rozvinou jádro a vodní přečerpávačky.
O tom, kolik tu bude jezdit v roce 2040 procent elektromobilů nerozhodne to, kolik procent jich bude vyrábět VW, ale především to, jak je přijmou zákazníci. Pokud je nepřijmou, může se EU třeba stavět na hlavu, a VW se nakonec bude muset přání zákazníků přizpůsobit, jinak nepřežije. Tím neříkám, že se tak stane nebo nestane, to ukáže až čas.
S uvažovanými pouhými 14,9% či 27,7% elektřiny z OZE v roce 2040 v ČR elektromobilita nic nemůže vyřešit. To by jsme zaostávali za Německem v OZE víc než 25 let.
Ale elektromobilitu u nás ovlivní (budou definovat) pouze německé automobilky, jejichž součástí je i Škoda. Takže to zaostávání v elektromobilitě u nás bude mnohem kratší.
Pro ČR není nevhodné dražší místní OZE moc důležité, klíčové jsou jaderné elektárny a nějaké vodní pro vyrovnávání, ale těch nemusí být až tak moc, když se bude nabíjet hlavně přez noc.
Z analýzy scénářů jednoznačně vyplývá, že Národní akční plán čisté mobility není vůbec kompatibilní s vnějším světem - automobilky přestanou masivně vyrábět "spalováky" kolem roku 2030, na delší trasy tu budou hybridy (nebo možná vodík), takže skladba českého autoparku k roku 2040 zjevně bude mnohem více elektrická, než to vládní dokumenty vidí dnes, a to bez ohledu na to, zda si takovou budoucnost čeští automobilisté a politici přejí nebo ne...
Pokud si čeští automobilisté za 10 let nebudou elektromobilitu přát, jakože vzhledem k nemožnosti vybudovat do té doby odpovídající infrastrukuru si ji přát nebudou, pak budou prostě jen v ještě větší míře kupovat ojetiny. Tady je ta kompatibilita s vnějším světem zcela jasná.
Chudí budou kupovat ojeté diesly, ty rodiny s dětmi co mají 2 auta budou chtít to druhé mít elektrické. A to horní 1% pak Teslu či podobný elektromobil vyšší třídy, už jich tu pár v okolí potkávám.
Při úžasném technologickém vývoji elektromobilů a baterií (podívejte se třeba na You tube) nepochybuji že ceny půjdou dolů a zisky automobilek nahoru (elektromotor je mnohem levnější a účinnější než motor spalovací).
PS: v diplomkách často najdete úplné pitomosti
Rodiny s dětmi, co mají dvě auta, budou chtít mít to druhé elektrické jedině v případě, že jej budou mít kde nabíjet, a zároveň v případě, že jeho cena bude přinejhorším srovnatelná se současnými vozy.
Elektromotor je sice mnohem levnější, ale určující je cena akumulátorů. Jak rychle půjde jejich cena dolů, na to si budeme muset počkat.
V první fázi lidé budou kupovat ojetiny, pak ale i ty na evropském trhu dojdou. A pak? Nemyslím, že by se do Evropy začaly ve velkém dovážet ojetiny ze zemí mimo EU, jednak by tato auta EU určitě zatížila vysokým clem/jiným poplatkem, navíc vozit auta do EU jen kvůli Čechům (Slovákům, Polákům, Maďarům, ...)? Jak to nekupuje Němec, tak takový obchod nemá smysl...
Pokud vím, VW jako jeden z prvních ohlásil předpokládaný konec prodejů vozů se spalovacím motorem na rok 2040, takže obava, že by do roku 2040 došly ojetiny, je podle mého názoru zbytečná.
Je potrebne zvysit dane za znecistovanie ziv. prostredia, a aj motoristi prejdu na ekologicke pohony.
Vsechny predpoklady jsem nezkoumal a ani je tedy nebudu podrobovat kritice, zastavim se jen u jednoho a tim jsou uvazovane emise automobilu. Je s tim nekolik potizi:
1. Limit 95 g CO2/km vychazi z testu NEDC, ktery nema mnoho spolecneho s realitou, nakonec i proto se zavadi WLTP, ktery by mel byt spotrebe prumerneho ridici o neco blize.
2. Pokud se podivame na spotreby beznych nehybridnich a neelektrickych aut dle NEDC, tak 95 g/km splnuji spise jen mala a lehka auta a i ta casto jen v CNG nebo dieslu. Osobne se domnivam, ze nikdo nepredpoklada, ze prumer 95 g/km automobilky dosahnou bez zapojeni hybridu, plug-in hybridu nebo elektromobilu.
3. Nevim, jakym zpusobem je urcena spotreba elektromobilu a proc je udavana ucinnost nabijeciho cyklu, pokud by byla brana spotreba dle NEDC, tak v ni se jiz pocita s ucinnosti palubni nabijecky.
Jinak CO2 je globalni tema a zjednoduseni problemu na spotrebu muze byt znacne zavadejici, klasicka i elektricka auta je treba vyrobit a po pouziti zlikvidovat nebo zrecyklovat. Pri techto procesech dochazi k produkci CO2 v mire, ktera je u vozidel s relativne nizkym najezdem nezanedbatelna.
Jeste si nakonec dovolim dodat svuj nijak vedecky nepodlozeny nazor na elektromobily a emise CO2. Pokud budeme v Evrope dostatecne tlacit na elektromobily a dostatecne potirat automobily se spalovacimi motory, tak dojde ke snizeni emisi i pri nevhodnem energetickem mixu z toho prosteho duvodu, ze elektromobily jsou mimo ekonomicke moznosti velke casti obyvatel.
Pokud budeme v Evropě dostatečně tlačit na elektromobily a dostatečně potírat automobily se spalovacími motory, tak dojde v Evropě k vlně protestů, která pošle celou slavnou elektromobilitu do kytek. Viz dění ve Francii kvůli zavedení ekologické daně na benzín a naftu. Silně pochybuji, že se lidé v Evropě dobrovolně vzdají komfortu v podobě vlastnictví automobilu jenom kvůli předem prohranému souboji s globálními emisemi CO2.
Lidi, kteří jsou živi z boje s emisemi CO2, nikdy nepřipustí, že je zbytečný a pro EU škodlivý, protože globálně předem prohraný.
V realitě je elektromobilita boj o to aby se ve velkoměstech mohl dýchat vzduch a snížil se obrovský nárust alergií v dětské městské populaci.
To CO2 je tam jen jako záminka to přímo zdraví neškodí.
U alergií už bylo jasně prokázáno, že jsou způsobené tím, že se děti neotužovali přirozeně ve špíně hlavně kontaktem se zvířaty, a pak v dospělosti jejich ustálený imunitní systém reaguje už dlouhodobě nepřiměřeně silně na kdejaké cizorodé látky včetně obyčejných sezóních rostlinných pylů.
Pro násobně čistější vzduch ve městech by po zákazu spalování uhlí a dřeva domácnostmi, už stačilo jen dostat většinu aut na konečně praktickou normu EURO 6d, a bylo by tu nejčistěji za posledních 1000 let.
Petr: U alergií vaše tvrzení nebylo prokázáno. stejně tak nebylo prokázáno ani moje tvrzení, že alegie způsobují cizorodé látky (například pesticidy), které nastaví chybně imunitní systém a tan pak reaguje panickou reakcí i na neškodná agens. Například konkrétně v mém případě půjde o DDT v mléce, kterým mě kojili. Ověřil jsem si to v Indii, mám na DDT velmi silnou alergickou reakci, podobně jako i na cigaretový kouř. Následně pak hlavně na některé pyly, na které mám nejen respirační alergii, ale i kožní reakci.
90-100g CO2 je náhodou dlouhodobě použitelné číslo, ve WLTP bude zhruba v EU platit k roku 2025, a je to akorát tak i číslo kam se můžou dostat moderní hybridy s čerpáním pouze fosilního paliva, ale s baterií na optimalizaci provozu výkonu spalování a rekuperace.
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se