Elektriautode CO2 bilanss

Elektriautode CO2 bilanss

Elektromobiilsuse võidukäiku ei saa enam peatada. Viimastel nädalatel ja kuudel on mitmed suured autotootjad oma kursimuutust täpsustanud. Eelkõige võimas VW Grupp, mis soovib aastaks 2030 poole kogu oma mudelivalikust elektriautodele ümber ehitada ja sihib saavutada 2050. aastaks grupis täielikult tasakaalustatud CO2 bilanss. Rivaal Renault on veelgi ambitsioonikam: prantslased tahavad kümnendi lõpuks pakkuda üheksa uut autot kümnest puhtalt elektriajamiga. Ümberkujundamisambitsioone õhutab poliitika: Euroopa Komisjon esitles just kauaoodatud kliimapaketti „Fit for 55”. Nende ettepanekud on mõeldud tegevuskavaks eesmärgi saavutamiseks, mille eesmärk on säästa 2030. aastaks 1990. aastaga võrreldes vähemalt 55 protsenti kasvuhoonegaasidest. Osa sellest keskendub autotööstusele: alates 2035. aastast ei tohiks uued autod enam CO2-heidet tekitada. Kuid kui keskkonnasõbralikud on elektriautod ja seega kogu e-mobiilsus?

Süsiniku jalajälg: see puudutab enamat kui lihtsalt toiminguid

Kas elektrisõidukid on tegelikult keskkonnasõbralikumad kui kaasaegsed sisepõlemismootorid, olgu need siis bensiini- või diiselmootorid? Eksperdid vaidlevad ka selle üle. Lõppkokkuvõttes tuleb arvestada mitte ainult sõidu ajal tekkivate (olematute) heitgaasidega, vaid ka kogu auto eluea jooksul tekkivate saasteainetega. "Elektriautod sõidavad kohapeal heitmevabalt. See ei tähenda, et nad sõidavad ka CO2-vabalt, sest elektri tootmisega tuleb arvestada," selgitab prof Martin Doppelbauer Karlsruhe Tehnoloogiainstituudist (KIT), kus ta on hübriidelektrisõidukite professuur, ajakirja "Auto Motor Sport" külalisartiklis. 

Keskkonnasõbralikkuse, elektrisõidukite tegeliku CO2 jalajälje küsimusele saab vastata vaid kõikehõlmava keskkonnabilansi abil. Arvesse võetakse kogu sõidukite elutsükkel: alates kõigi komponentide, sealhulgas aku tootmisest, kuni sõiduki töö ja selleks vajaliku energiani, samuti hooldustöödeni ja kuni auto utiliseerimiseni. Saksamaa föderaalne keskkonna-, looduskaitse- ja tuumaohutuse ministeerium (BMU) on koostanud sellise tervikliku hinnangu. Tulemuseks on uuring "Kui keskkonnasõbralikud on elektriautod?" 

Miks on nii paljud uuringud eksitavad

See selgitab ka seda, miks on e-autode keskkonnasõbralikkuse kohta nii palju erinevaid, kohati eksitavaid või vastuolulisi teateid: BMU hinnangul on selle kõige levinumad põhjused sõidukite erinevate omaduste (nt klassid, mootorid ja aku suurused) võrdlemine, erinevate bilansiosadega (nt ainult sõidukite tootmine) arvestamine ning erinevad oletused autode tootmise ja kasutuse kohta. Lisaks kasutatakse mõnikord aegunud andmeid, eriti akude puhul. Akudest rääkides: eeldused elektriautode aku eluea kohta on erinevates uuringutes sageli väga erinevad. Lühidalt öeldes võrreldakse õunu sageli apelsinidega ja mõnikord kasutatakse ebaõigeid või vähemalt aegunud andmeid.

CO2 elektriauto: elektrienergia kombinatsioon on ülioluline

Elektrienergia kombinatsioon määrab peamiselt selle, kas elektrisõiduk toimib oma süsiniku jalajälje osas paremini kui sisepõlemismootor. Kui selline sõiduk sõidab heitgaasideta, siis vähemalt fossiilkütuste kasutamisel eraldavad elektrijaamad laadimisvoolu andmisel kindlasti kasvuhoonegaase. 

Sellistes riikides nagu Saksamaa ja Austria kasutatakse elektri tootmiseks üha enam taastuvenergiat. Näiteks 2019. aastal oli nende osakaal Saksamaal umbes 41 protsenti ja Austrias samal aastal koguni 75,1 protsenti, selgub Austria statistikaameti energiabilansist. See on võrreldav ELi keskmise 34,1 protsendiga. Igal juhul on trend jätkuvalt tõusmas; Saksamaal tuleb peagi esimest korda üle poole elektrist taastuvatest allikatest. Praeguse Saksamaa elektrikombinatsiooni juures on elektriautod aga oluliselt kliimasõbralikumad kui sisepõlemismootoriga sõidukid.  

Seda kinnitab KITi prof Doppelbauer: Nagu ta selgitab, tekitas ELis uus auto (kõik ajamiga tüübid) 2020. aastal keskmiselt umbes 140 grammi CO2 heidet kilomeetri kohta. Kasvav PHEV-de ja elektrisõidukite arv oleks seda väärtust 2019. aastaga võrreldes juba oluliselt vähendanud. Elektriautod kasutavad ilmselt elektrit. Asjatundja sõnul oleks tüüpiline väärtus koos laadimiskadudega 22 kWh/100 km. Föderaalne Keskkonnaagentuur (UBA) teab, kui palju CO2 on praeguseks ühe kWh tootmisel õhku paisatud. See märgib oma veebisaidil 2020. aasta väärtuseks 366 g CO2/kWh. 

Doppelbauer arvutab nüüd: "Elektriautoga sõites tekkivad CO2 heitkogused on kolmest reeglist veidi kaugemal: 22 kWh/100 km x 366 g (CO2)/kWh = 8052 g (CO2)/100 km. See vastab 80,5 g/km. Sääst on selle uue autoga võrreldes juba märkimisväärne. ja pistikhübriidid kaasa arvatud): tubli 42 protsenti. 

Patareidel on negatiivne mõju ökoloogilisele tasakaalule

Kuidas on aga lood akude energiamahuka tootmisega ja kuidas see üldist tasakaalu mõjutab? See on e-mobiilsuse osas tõeline tujumõrvar, nii palju ette! Akude keerulise ja energiamahuka tootmise tõttu on kogu sõidukite tootmine, hooldus ja utiliseerimine kliimabilansis rohkem osa kui kogu sõiduoperatsioon. Ja ka oluliselt rohkem kui võrreldavad sisepõlemismootoriga sõidukid (vt graafikut).

Sellegipoolest on BMU elektriautode uuringu kohaselt saldo üldiselt siiski positiivne, kuna töö on palju keskkonnasõbralikum. "Tänapäeva kompaktklassi elektrisõidukite kasvuhoonegaaside heitkogused on kogu selle eluea jooksul madalamad kui võrreldavatel sisepõlemismootoriga sõidukitel. Võrreldes bensiinimootoriga toodab see umbes 30 protsenti vähem kasvuhoonegaase. Võrreldes võrreldava diiselmootoriga on see umbes 23 protsenti vähem," seisab BMU Researchi uuringus, mis arvutas nende väärtuste põhjal IfHeidelbergi Instituudi andmetel.

Jürgen Stockmari otsus on märksa kriitilisem. Kogenud autoarenduse ekspert on oma karjääri jooksul juhtkonnana töötanud muuhulgas Magnas, Steyr Daimler Puchis, Opelis ja Audis. Täna nõustab ta autotööstuse ettevõtteid ja õpetab Viini TLÜ-s. Loomulikult kasutab Stockmar oma arvutustes Audi e-troni ja seega ka luksuslikku linnamaasturit. Stockmari hinnangul annaks liitiumioonaku tootmine Johanneum Researchi andmetel 165 kg CO2 aku võimsuse kWh kohta. Audi e-troni 95 kWh aku tootmiseks kulus 15 675 kg CO2. Põlemismootoriga sõiduk, mille CO2 emissioon on seadusega lubatud 95 g kilomeetri kohta, läbiks seega 165 000 kilomeetrit. Ja isegi siis poleks elektrisõiduk seda väärt, sest see kasutab töötamise ajal ikkagi elektrit.  

Jagatuna eeldatavaks läbisõiduks 150 000, tuleb e-tron Stockmari arvutusnäites ainuüksi akude tootmise kaudu 104,5 g CO2 kilomeetri kohta. Kui sõiduki tarbimine on 15 kWh 100 kilomeetri kohta, lisab praegune Saksamaa elektrienergia segu Stockmari andmetel täiendavalt 50 g CO2 kilomeetri kohta. Suvel on selle tulemuseks koguheide (akude tootmisel ja pideval töötamisel) ligikaudu 150 g CO2/km. „See CO2 heitkogus on tunduvalt suurem kui seaduslik heite piirnorm 95 g CO2/km,” ütles Stockmar 2022. aasta alguses MPKA (Motor Presse Klub Austria) korraldatud veebiüritusel. Lisa: „See sõiduk ei vasta tänastele registreerimisnõuetele!” On arusaamatu, miks EL-i seadusandjad lihtsalt ignoreerivad akude tootmisest põhjustatud heitmeid. Rääkimata akude taaskasutamiseks kuluvast energiast, mille ta samuti oma arvutustest välja jättis. Tegelikult tuleks arvesse võtta sõiduki kogu olelusringi olelustsükli hindamist. 

Taastuvenergia tõusuteel

Loomulikult mängib e-mobiilsuse käes üks asi: nagu öeldud, jätkab taastuvenergia osakaal Saksamaa elektrikombinatsioonis tõusu – 2030. aastaks vastavalt föderaalvalitsuse eesmärgile vähemalt 65 protsendini. Lisaks võib oodata akutootmise paranemist nii materjalitõhususe kui ka energiakasutuse osas. "Kui tootmiseks kasutatakse taastuvelektrit, väheneb aku süsinikdioksiidi seljakott umbes poole võrra," öeldakse BMU dokumendis. Kuigi aluseks võetud arvutused arvestasid, et ka bensiini- ja diiselmootorid muutuvad ökonoomsemaks, on elektriautode omaga võrreldav areng ebatõenäoline.

Lisaks taastuvenergia osakaalu suurenemisele põhines uuring järgmistel eeldustel: Sõidukite tootmise puhul eeldatakse tootmist Euroopas, akude tootmist aga praeguse olukorra puhul vastavalt tootmisriikide praegusele jaotusele. 2030. aasta väljavaade eeldas siis Euroopa akude tootmist. See tundub mõistlik, kuna praegu on tohutult... Akude tootmise laiendamine Euroopas on investeeritud. Ainuüksi VW-l on siin ambitsioonikad plaanid.

Arvutustes võeti arvesse ka biokütuste lisamist diislile ja bensiinile vastavalt riiklikele eesmärkidele ja Euroopa regulatsioonidele. Elektri- ja kütusekulu puhul kasutatakse ADAC EcoTesti tüüpiliste näidissõidukite realistlikke andmeid, mis on oluliselt kõrgemad kui ametlik tootja informatsioon. Laevastiku keskmisi näitajaid arvesse ei võetud. Ja selleks, et võimaldada, nagu seda nimetatakse, "õiglane võrdlus erinevate kasutusviiside vahel", arvutati heitkogused keskmise eluea läbisõidu põhjal 150 000 kilomeetrit.

Elektriauto: 40 protsenti vähem CO2 tarbimist 

Kõigi nende eelduste kohaselt kasvab elektriauto eelis 2030. aastal BMU mudeliarvutuses bensiinimootori ees 42 protsendini ja diislikütuse ees 37 protsendini. Ja seda vaatamata energiamahukale tootmisele. 

Rääkides energiamahukast: palju arutatud alternatiividel, eriti tööstuse poolt peale surutud e-kütustel, on puudus: "Nende kütuste tootmine nõuab rohkem energiat, kui hiljem kütusena saadaval on," järeldavad BMU eksperdid. Samal ajal on selle kasutamine sisepõlemismootoriga sõidukites elektrimootoritega võrreldes palju vähem tõhus. KITi professor Doppelbauer nõustub: "Kui ausalt arvutada praegune kütusekulu 7,3 liitrit 100 km kohta, siis sünteetilised kütused nõuavad üle 10 korra rohkem elektrienergiat kui elektriautod."  

Elektriautode toorainekulud on suuremad

BMU täiendav analüüs kinnitab kahtlust, mis tuleneb sõidukite tootmise suhteliselt kõrgest heitkoguste tasemest: kumulatiivsete toorainekulutuste osas on elektrisõidukitel täna isegi halvem tulemus kui sisepõlemismootoriga sõidukitel. "Sõidukikomponentide tootmiseks on lihtsalt vaja rohkem toorainet. Kasutatakse mitmeid tootmismahukaid materjale, eriti akude tootmiseks." See omakorda mõjutab ka ökoloogilist tasakaalu. 

Ka siin on akutootmine kõige suurem kahju: näiteks liitiumioontehnoloogia nõuab vastavas koguses koobaltit, mida kritiseeritakse ka sotsiaalselt ja eetiliselt problemaatilise rahastamise ning suure keskkonnamõju pärast. Siin on fookus suurem Tarneahelad ja ettevõtte hoolsuskohustused BMU sõnul paljutõotav lähenemisviis kaebustega võitlemiseks, mis samuti soodustab uute komponentide ringlussevõtu protsesside arendamist. Ja see väljendab järgmist lootust: "Tootmise, materjalitõhususe ja ladustamistehnoloogia edasine arendamine parandab suure tõenäosusega oluliselt bilanssi." 

Sellegipoolest võib Saksamaa uuringu kaks peamist väidet kokku võtta järgmiselt: Tooraine kogukulu osas on praegu siiski eelis sisepõlemismootoriga sõidukitel. Kuid kogu energiavajaduse ja seega kogu olelusringi CO2 heitkoguste osas – ja sellest see artikkel räägibki – on elektrisõidukid oma kõrge efektiivsuse tõttu juba selgelt ees. 

Paljud teised uuringud annavad nüüd ka elektriautodele parema hinnangu võrreldes sisepõlemismootoriga sõidukitega, mis on peamiselt tingitud mootori kõrgest kasutegurist. ADAC-i bilanss näitab, et akuautode CO2-miinus kompenseeritakse 50 000–100 000 kilomeetri läbimisel. 

Kas (rohelist) elektrit on üldse piisavalt? 

Kuid kas tegelikult jätkub piisavalt elektrit ja ennekõike rohelist elektrit, kui EL ja Euroopa suurte autotootjate ambitsioonikad elektrifitseerimisplaanid ellu viiakse? "Kui peaaegu kõik Saksamaa autod oleksid elektrilised, vajaksime 20–25 protsenti rohkem elektrit," ütleb Doppelbauer. Põlemismootoriga autode müügi laialt levinud lõpust on meil muidugi veel vähemalt 10 aastat. Ja siis kulub tavaliselt veel 15 aastat, kuni autopark on suures osas ümber kujundatud. "Oleme optimistlikud, et kõige varem 25 aasta pärast täiendavat elektritootmist täielikult toota ei suudeta. Teisisõnu: elektriautode lisanõudluse katmiseks on vaja vaid ligi 1 protsendi võrra aastas juurde ehitada."  

Eksperdi sõnul peituvad elektromobiilsuse tõelised väljakutsed mujal: mugavate laadimisvõimaluste loomine paljudele miljonitele inimestele, kellel pole oma kodu ega parkimiskohta. Ja ka konkurentsivõimeliste autode loomisel, mis pole lihtsalt ümberehitatud sisepõlemismootorid. Ja lõpuks kiirendada uute tehnoloogiate väljatöötamist ja tootmist, optimeerida neid ja vähendada kulusid.

Saksa "autopaavst" prof Ferdinand Dudenhöffer rõhutas 2022. aasta suve alguses Austrias lennuvisiidil viibides, et elektriautode CO2 bilansi osas võib vaielda igas suunas: "Tulemused saate valmistada nii, nagu soovite, kasutades erinevaid eeldusi, näiteks tulevase elektrienergia segu kohta." saadab üleskutse: "Me ei tohiks hävitada e-mobiilsust kohutavate eeldustega!" 

Dudenhöffer ise osutub elektromobiilsuse fänniks ja ütleb: "Tulevik on elektriline. Me ei tohiks e-mobiilsust kohutavate oletustega rikkuda!" Tema hinnangul on aastaks 2030 kaks kolmandikku Saksamaal müüdavatest uutest autodest elektriautod. Loomulikult kasvab elektrinõudlus seetõttu plahvatuslikult, mistõttu pole Dudenhöfferi sõnul tuumaenergiast peaaegu kuidagi mööda saada. "Me ei tohiks tuumaenergiat puudutava arutelu ees sulgeda," ütles ta vestluses autotööstusega, Saksamaa lahkumine tuumaenergiast on naiivne. Noh, EL on tuumaenergiale nagunii juba rohelise märgi andnud. Aga selle üle võib muidugi ka vaielda.