Sähköautojen CO2-tase

Sähköautojen CO2-tase

Sähköliikkuvuuden voittoa ei voida enää pysäyttää. Muutaman viime viikon ja kuukauden aikana useat suuret autonvalmistajat ovat tarkentaneet kurssimuutosta. Ennen kaikkea voimakas VW-konserni, joka haluaa muuttaa puolet koko mallivalikoimastaan ​​sähköautoiksi vuoteen 2030 mennessä ja pyrkii täysin tasapainoiseen CO2-tasapainoon koko konsernissa vuoteen 2050 mennessä. Kilpaileva Renault on vielä kunnianhimoisempi: ranskalaiset haluavat tarjota yhdeksän kymmenestä uudesta puhtaasti sähkökäyttöisestä autosta vuosikymmenen loppuun mennessä. Muutostavoitteita ruokkii politiikka: EU:n komissio on juuri esitellyt kauan odotetun ilmastopaketin "Fit for 55". Heidän ehdotuksensa on tarkoitettu etenemissuunnitelmaksi tavoitteeksi säästää kasvihuonekaasuja vähintään 55 prosenttia vuoteen 2030 mennessä vuoteen 1990 verrattuna. Osa keskittyy autoteollisuuteen: uusien autojen ei pitäisi enää tuottaa hiilidioksidipäästöjä vuodesta 2035 alkaen. Mutta kuinka ympäristöystävällisiä sähköautot ja siten koko sähköinen liikkuvuus ovat?

Hiilijalanjälki: Kyse on muustakin kuin pelkästä toiminnasta

Ovatko sähköajoneuvot todella ympäristöystävällisempiä kuin nykyaikaiset polttomoottorit, olivatpa ne sitten bensiini- tai dieselmoottorit? Asiantuntijat kiistelevät myös tästä. Loppujen lopuksi ei ole huomioitava vain ajon aikana aiheutuvia (olemattomia) päästöjä, vaan myös auton koko käyttöiän ajan syntyviä saasteita. "Sähköautot ajavat paikallisesti päästöttömästi. Se ei tarkoita, että ne ajavat myös CO2-vapaasti, koska sähkön tuotanto on otettava huomioon", selittää professori Martin Doppelbauer Karlsruhen teknillisestä korkeakoulusta (KIT), jossa hän on hybridisähköajoneuvojen professuuri, vierasartikkelissa "Auto Motor Sport" -lehdessä. 

Kysymykseen ympäristöystävällisyydestä, sähköautojen todellisesta CO2-jalanjäljestä, voidaan vastata vain kokonaisvaltaisen ympäristötasapainon avulla. Ajoneuvojen koko elinkaari huomioidaan: kaikkien komponenttien valmistuksesta akun mukaan lukien ajoneuvon toimintaan ja sen vaatimaan energiaan sekä huoltotyöhön ja aina auton hävittämiseen asti. Saksan ympäristö-, luonnonsuojelu- ja ydinturvallisuusministeriö (BMU) on laatinut tällaisen kokonaisvaltaisen arvioinnin. Tuloksena on tutkimus "Kuinka ympäristöystävällisiä sähköautot ovat?" 

Miksi niin monet tutkimukset ovat harhaanjohtavia

Se selittää myös, miksi sähköautojen ympäristöystävällisyydestä on niin paljon erilaisia, toisinaan harhaanjohtavia tai ristiriitaisia ​​raportteja: BMU:n mukaan yleisimpiä syitä tähän ovat ajoneuvojen eri ominaisuuksien vertailu (esim. luokat, moottorit ja akkukoot), eri tase-osien huomioiminen (esim. pelkkä ajoneuvon tuotanto) sekä erilaiset oletukset auton sähkön tuotannosta. Lisäksi joskus käytetään vanhentuneita tietoja, erityisesti akkujen osalta. Akuista puheen ollen: Oletukset sähköauton akun käyttöiästä ovat usein hyvin erilaisia ​​eri tutkimuksissa. Lyhyesti sanottuna omenoita verrataan usein appelsiineihin ja joskus käytetään virheellisiä tai ainakin vanhentuneita tietoja.

CO2-sähköauto: Sähköyhdistelmä on ratkaisevan tärkeä

Sähköyhdistelmä määrittää ensisijaisesti, toimiiko sähköajoneuvo hiilijalanjäljellään paremmin kuin polttomoottori. Vaikka tällainen ajoneuvo kulkee ilman päästöjä, voimalaitokset varmasti päästävät kasvihuonekaasuja latausvirtaa antaessaan, ainakin jos käytetään fossiilisia polttoaineita. 

Saksan ja Itävallan kaltaisissa maissa sähköntuotantoon käytetään yhä enemmän uusiutuvia energialähteitä. Esimerkiksi vuonna 2019 niiden osuus Saksassa oli noin 41 prosenttia ja Itävallassa samana vuonna peräti 75,1 prosenttia Itävallan tilastokeskuksen energiataseen mukaan. Tämä vastaa EU:n 34,1 prosentin keskiarvoa. Joka tapauksessa trendi jatkaa nousuaan; Saksassa yli puolet sähköstä tulee pian ensimmäistä kertaa uusiutuvista lähteistä. Nykyisellä Saksan sähköyhdistelmällä sähköautot ovat kuitenkin huomattavasti ilmastoystävällisempiä kuin polttomoottoriautot.  

Professori Doppelbauer KIT:stä vahvistaa tämän: Kuten hän selittää, uusi auto (kaikki ajotyypit) tuotti EU:ssa keskimäärin noin 140 grammaa CO2-päästöjä kilometriä kohden vuonna 2020. PHEV-ajoneuvojen ja sähköajoneuvojen lisääntyvä määrä olisi jo vähentänyt tätä arvoa merkittävästi verrattuna vuoteen 2019. Sähköautot tietysti käyttävät sähköä. Asiantuntijan mukaan tyypillinen arvo lataushäviöineen olisi 22 kWh/100 km. Federal Environment Agency (UBA) tietää, kuinka paljon hiilidioksidipäästöjä on tähän mennessä syntynyt yhden kWh:n tuotannossa. Tämä ilmoittaa verkkosivuillaan arvon 366 g CO2/kWh vuodelle 2020. 

Doppelbauer laskee nyt: "Sähköautolla ajettaessa syntyvät CO2-päästöt ovat sitten lyhyt matka kolmen säännöstä: 22kWh/100 km x 366 g (CO2)/kWh = 8 052 g (CO2)/100 km. Tämä vastaa 80,5 g/km. Säästöä on tässä (ja olen jo melkoinen verrattuna tähän uuteen autoon) ja ladattavat hybridit mukaan lukien): hyvät 42 prosenttia." 

Paristoilla on negatiivinen vaikutus ekologiseen tasapainoon

Mutta entä akkujen energiaintensiivinen tuotanto ja miten tämä vaikuttaa kokonaistasapainoon? Tämä on, niin paljon etukäteen, todellinen mielialan tappaja sähköisen liikkuvuuden suhteen! Akkujen monimutkaisen ja energiaintensiivisen tuotannon vuoksi ajoneuvojen koko tuotanto, huolto ja hävittäminen vaikuttavat ilmastotasapainoon enemmän kuin koko ajotoiminta. Ja myös huomattavasti enemmän kuin vastaavat polttomoottorilla varustetut ajoneuvot (katso kuva).

Sähköautoja koskevan BMU-tutkimuksen mukaan saldo on kuitenkin edelleen positiivinen kokonaisuutena, koska toiminta on niin paljon ympäristöystävällisempää. "Nykyisen kompaktin luokan sähköauton kasvihuonekaasupäästöt ovat koko käyttöiän aikana pienemmät kuin vastaavat polttomoottorilla varustetut ajoneuvot. Bensiinimoottoriin verrattuna se tuottaa noin 30 prosenttia vähemmän kasvihuonekaasuja. Vertailukelpoiseen dieselmoottoriin verrattuna se on noin 23 prosenttia vähemmän", kertoo Energy Institute foru- ja Environment Institute forHeidelbergin tietojen perusteella laskettu Energy Researchin tutkimus.

Jürgen Stockmarin tuomio on paljon kriittisempi. Kokenut autokehityksen asiantuntija on työskennellyt uransa aikana esimiestehtävissä muun muassa Magnassa, Steyr Daimler Puchissa, Opelissa ja Audissa. Nykyään hän neuvoo autoalan yrityksiä ja opettaa Wienin yliopistossa. Tietysti Stockmar käyttää laskelmissaan Audi e-tronia ja siten luksusmaasturia. Stockmarin mukaan litiumioniakun tuotanto tuottaisi Johanneumin tutkimuksen mukaan 165 kg CO2:ta akkukapasiteettia kohden. 95 kWh:n akun tuotanto Audi e-tronissa vaati 15 675 kg CO2:ta. Polttomoottorilla varustetulla ajoneuvolla, jonka CO2-päästöt ovat lain mukaan 95 g/km, ajettaisiin siis 165 000 kilometriä. Ja silloinkaan sähköajoneuvo ei olisi sen arvoinen, koska se kuluttaa edelleen sähköä käytön aikana.  

Oletettuun 150 000 kilometrimäärään jaettuna e-tron Stockmarin laskentaesimerkissä on 104,5 g CO2/km pelkän akkutuotannon kautta. Kun ajoneuvon kulutus on 15 kWh 100 kilometriä kohden, nykyinen saksalainen sähköyhdistelmä lisää 50 grammaa hiilidioksidia kilometriä kohden Stockmarin mukaan. Kesällä tämä johtaa kokonaispäästöihin (akkutuotannossa ja jatkuvassa käytössä) noin 150 g CO2/km. "Nämä CO2-päästöt ylittävät selvästi lain sallitun 95 g CO2/km päästörajan", Stockmar sanoi MPKA:n (Motor Presse Klub Austria) järjestämässä verkkotapahtumassa vuoden 2022 alussa. Lisäys: "Tämä ajoneuvo ei täytä tämän päivän rekisteröintimääräyksiä!" On käsittämätöntä, miksi EU:n lainsäätäjät jättävät akkutuotannon aiheuttamat päästöt huomiotta. Puhumattakaan akkujen kierrätykseen tarvittavasta energiasta, jonka hän myös jätti laskelmistaan. Itse asiassa elinkaariarviointi ajoneuvon koko elinkaaren ajalta olisi otettava huomioon. 

Uusiutuvat energiat nousussa

Tietysti yksi asia vaikuttaa sähköiseen liikkuvuuteen: kuten mainittiin, uusiutuvien energialähteiden osuus Saksan sähkövalikoimasta jatkaa nousuaan - vuoteen 2030 mennessä vähintään 65 prosenttiin liittohallituksen tavoitteen mukaisesti. Lisäksi akkutuotannossa on odotettavissa parannuksia sekä materiaalitehokkuuden että energiankäytön osalta. "Jos tuotannossa käytetään uusiutuvaa sähköä, akun hiilidioksidireppu pienenee noin puoleen", BMU:n paperi kertoo. Vaikka taustalla olevissa laskelmissa otettiin huomioon, että myös bensiini- ja dieselmoottorit ovat yhä taloudellisempia, sähköautojen kehitystä vastaava kehitys on epätodennäköistä.

Uusiutuvan energian kasvavan osuuden lisäksi tutkimuksessa käytettiin seuraavia olettamuksia: Ajoneuvojen tuotannossa oletetaan tuotanto Euroopassa, kun taas akkutuotanto on otettu huomioon nykytilanteessa nykyisen valmistusmaiden yhdistelmän mukaan. Näkymät vuodelle 2030 käsittelivät sitten Euroopan akkutuotantoa. Tämä vaikuttaa järkevältä, koska tällä hetkellä on valtava kasvu... Akkutuotannon laajentaminen Euroopassa on sijoitettu. Vain VW:llä on kunnianhimoisia suunnitelmia tässä.

Laskelmiin sisältyi myös biopolttoaineiden lisääminen dieseliin ja bensiiniin kansallisten tavoitteiden ja eurooppalaisten määräysten mukaisesti. Sähkön ja polttoaineen kulutukseen käytetään realistisia tietoja tyypillisistä esimerkkiajoneuvoista ADAC EcoTest -testistä, mikä on huomattavasti korkeampi kuin virallisen valmistajan tiedot. Laivaston keskiarvoja ei otettu huomioon. Ja jotta voitaisiin, niin sanottu, "reilu vertailu eri käyttötapojen välillä", kokonaispäästöt laskettiin keskimääräisen 150 000 kilometrin ajokilometrin perusteella.

Sähköauto: 40 prosenttia vähemmän CO2-kulutusta 

Kaikilla näillä olettamuksilla sähköauton etu bensiinimoottoriin verrattuna nousee vuonna 2030 BMU-mallilaskelmassa 42 prosenttiin ja dieselin 37 prosenttiin. Ja tämä energiaintensiivisestä tuotannosta huolimatta. 

Energiaintensiivisestä puheen ollen: Paljon keskusteltuja vaihtoehtoja, erityisesti teollisuuden painostamia e-polttoaineita, on haittapuoli: "Näiden polttoaineiden tuotanto vaatii enemmän energiaa kuin mitä myöhemmin polttoaineena on saatavilla", päätyvät BMU:n asiantuntijat. Samaan aikaan sen käyttö polttomoottorilla varustetuissa ajoneuvoissa on paljon vähemmän tehokasta kuin sähkömoottoreissa. KIT-professori Doppelbauer on samaa mieltä: "Jos rehellisesti laskee nykyisen polttoaineenkulutuksen 7,3 litraa 100 km:llä, synteettiset polttoaineet vaativat yli 10 kertaa enemmän sähköenergiaa kuin sähköautot."  

Sähköautojen raaka-ainekustannukset ovat korkeammat

BMU:n lisäanalyysi vahvistaa epäilyn, joka johtuu ajoneuvotuotannon suhteellisen korkeasta päästötasosta: kumulatiivisten raaka-ainekustannusten osalta sähköajoneuvot toimivat nykyään jopa polttomoottoriajoneuvot huonommin. "Ajoneuvojen osien valmistukseen tarvitaan yksinkertaisesti enemmän raaka-aineita. Erityisesti akkujen valmistuksessa käytetään useita valmistusintensiivisiä materiaaleja." Tämä puolestaan ​​vaikuttaa myös ekologiseen tasapainoon. 

Myös akkujen valmistus on tässäkin suurin pelottelulaji: esimerkiksi litiumioniteknologia vaatii reilut määrät kobolttia, jota kritisoidaan myös sosiaalisesti ja eettisesti ongelmallisista rahoitusehdoistaan ​​sekä suurista ympäristövaikutuksistaan. Tässä on lisääntynyt painopiste Toimitusketjut ja yrityksen due diligence -velvollisuudet BMU:n mukaan lupaava lähestymistapa epäkohtien torjumiseen, mikä myös edistää uusien komponenttien kierrätysprosessien kehittämistä. Ja se ilmaisee seuraavaa toivetta: "Tuottamisen, materiaalitehokkuuden ja varastointitekniikan edelleen kehittäminen parantaa todennäköisesti merkittävästi tasetta." 

Saksalaisen tutkimuksen kaksi päälausetta voidaan kuitenkin tiivistää seuraavasti: Raaka-aineiden kokonaiskulutuksen osalta polttomoottorilla varustetuilla ajoneuvoilla on tällä hetkellä edelleen etu. Mutta energian kokonaistarpeessa ja siten koko elinkaaren CO2-päästöissä - ja tästä tässä artikkelissa on kyse - sähköajoneuvot ovat jo selvästi edellä korkean hyötysuhteensa ansiosta. 

Myös monet muut tutkimukset antavat nyt sähköautoille paremman arvosanan verrattuna polttomoottorikäyttöisiin ajoneuvoihin, mikä johtuu pääasiassa moottorin korkeasta hyötysuhteesta. ADAC:n tase osoittaa, että akkuautojen CO2-haitta kompensoituu ajettaessa 50 000 - 100 000 kilometriä. 

Onko edes tarpeeksi (vihreää) sähköä? 

Mutta onko todella tarpeeksi sähköä ja ennen kaikkea vihreää sähköä, jos EU:n ja suurten eurooppalaisten autonvalmistajien kunnianhimoiset sähköistyssuunnitelmat toteutetaan? "Jos melkein kaikki Saksan autot olisivat sähköisiä, tarvitsisimme 20-25 prosenttia enemmän sähköä", Doppelbauer sanoo. Polttomoottoriautojen myynnin yleistymisestä on tietysti vielä ainakin 10 vuotta. Ja sitten kestää yleensä vielä 15 vuotta ennen kuin autokanta on suurelta osin muuttunut. "Olemme optimistisia, ettemme pysty tuottamaan sähkön lisätuotantoa täysimääräisesti aikaisintaan 25 vuoden kuluttua. Toisin sanoen: meidän tarvitsee vain rakentaa lähes 1 prosentin lisäsähköntuotanto vuodessa, jotta voimme omaksua sähköautojen lisäkysynnän."  

Asiantuntijan mukaan sähköliikkuvuuden todelliset haasteet ovat muualla: kätevien latausvaihtoehtojen luominen miljoonille ihmisille, joilla ei ole omaa kotia tai parkkipaikkaa. Ja myös luomaan kilpailukykyisiä autoja, jotka eivät ole vain muunnettuja polttomoottoreita. Ja lopuksi vauhdittaa uusien teknologioiden kehitystä ja tuotantoa, optimoida ne ja vähentää kustannuksia.

Saksalainen "autopaavi", prof. Ferdinand Dudenhöffer, korosti ollessaan lentomatkalla Itävallassa alkukesästä 2022, että sähköautojen hiilidioksiditaseesta voi kiistellä joka suuntaan: "Tulokset voi valmistaa haluamallaan tavalla erilaisin olettamuksin, esimerkiksi tulevaisuuden sähkösekoituksesta." lähettää vetoomuksen: "Ei saisi tuhota sähköistä liikkuvuutta hirveillä olettamuksilla!" 

Dudenhöffer itse osoittaa olevansa sähköliikkuvuuden fani ja sanoo: "Tulevaisuus on sähköinen. Meidän ei pidä pilata sähköistä liikkuvuutta hirveillä olettamuksilla!" Hän arvioi, että vuoteen 2030 mennessä kaksi kolmasosaa kaikista Saksassa myydyistä uusista autoista on sähköautoja. Tietenkin sähkön kysyntä kasvaa räjähdysmäisesti seurauksena, minkä vuoksi Dudenhöfferin mukaan ydinenergiaa ei tuskin voi kiertää. "Meidän ei pitäisi sulkea mieltämme ydinvoimasta käytävältä keskustelulta", hän sanoi keskustelussa autoteollisuuden kanssa, Saksan poistuminen ydinvoimasta on naiivia. No, EU on joka tapauksessa antanut ydinvoimalle vihreän leiman. Mutta tästäkin voi tietysti keskustella.