Spoločnosť Ricardo v spolupráci s Medzinárodnou automobilovou federáciou FIA vypracovala rozsiahlu štúdiu, ktorej cieľom bolo preskúmať environmentálne aspekty a energetickú efektívnosť elektrických vozidiel v Európskej únii. Ide o renomovaný zdroj, ktorý podobnú štúdiu spracoval už v roku 2015 pre Európsku komisiu.
Vzhľadom na celý životný cyklus sa podľa tejto štúdie ukazujú batériové elektrické vozidlá (BEV) ako najmenej uhlíkovo náročná možnosť. Podľa analýz by súčasné modely BEV mohli v Európe znížiť emisie skleníkových plynov počas životného cyklu až o 63 % v porovnaní s vozidlami so spaľovacím pohonom (ICE), ak sa zohľadní aj budúca dekarbonizácia siete. Prognózy na rok 2050 naznačujú, že BEV dosiahnu v Európe takmer 80 % zníženie emisií skleníkových plynov počas životného cyklu za predpokladu pokračujúceho technologického pokroku a výraznej dekarbonizácie siete. Naopak, aj pri optimistických scenároch pre biopalivá a e-palivá sa očakáva, že vozidlá ICE dosiahnu maximálne 50 % zníženie emisií skleníkových plynov počas svojho životného cyklu.
Emisie počas životného cyklu (LCA)
Metodika hodnotenia emisií počas celého životného cyklu sa používa na komplexné hodnotenie environmentálnych dopadov výrobkov počas ich celého životného cyklu – od ťažby surovín, cez výrobu, používanie až po likvidáciu. V prípade elektromobilov je nevyhnutné pochopiť emisie spojené s výrobou, používaním a likvidáciou vozidiel, aby bolo možné presne porovnať ich ekologický dopad s tradičnými vozidlami so spaľovacím motorom.
Výsledky štúdie ukázali, že pri výrobe elektromobilov, najmä batérií, je vyšší objem emisií skleníkových plynov v porovnaní s ICEV, a to približne dvojnásobné. Tento rozdiel je spôsobený predovšetkým energeticky náročnými procesmi pri výrobe batérií. Avšak počas fázy používania sú emisie elektromobilov podstatne nižšie vďaka tomu, že elektrická energia nahrádza fosílne palivá.
Pre ilustráciu, BEV vyprodukuje pri výrobe približne 8,8 ton CO₂e, zatiaľ čo ICEV generuje 4,1 ton CO₂e. Tento rozdiel sa však výrazne znižuje počas používania vozidiel. Elektromobily vykazujú o 43 % nižšie emisie skleníkových plynov než spaľováky v Európe, o 29 % nižšie v Severnej Amerike a o 23 % v Ázii a Austrálii. Pri zohľadnení budúcej dekarbonizácie elektrických zdrojov by tieto úspory mohli v Európe dosiahnuť až 63 %.
V dlhodobom horizonte, do roku 2050, sa predpokladá, že elektromobily v Európe znížia svoje emisie počas životného cyklu až o 80 %, pričom spaľováky dosiahnu maximálne zníženie o 50 %, a to aj pri optimistických scenároch používania bio- a e-palív. Tieto údaje jasne demonštrujú, že elektromobily, najmä pri ďalšom rozvoji technológií a dekarbonizácii výrobných procesov predstavujú najefektívnejšiu cestu k zníženiu uhlíkovej stopy v doprave.
Udržateľnosť výrobných procesov
Udržateľnosť výroby elektromobilov je kľúčová, najmä vzhľadom na vysokú uhlíkovú stopu spojenú s výrobou batérií a niektorých ďalších komponentov. Výskum ukázal, že výraznú časť emisií v rámci výrobného procesu tvoria emisie z produkcie základných materiálov, ako sú oceľ a hliník. Zníženie uhlíkovej stopy možno dosiahnuť zvyšovaním recyklácie týchto materiálov a využívaním obnoviteľných zdrojov energie v rámci výrobného procesu.
Jedným z najvýznamnejších krokov na zlepšenie udržateľnosti výroby batérií je zvyšovanie ich energetickej hustoty a prechod na nové „chémie“ – ako sú sodíkové alebo kobalt-free lítium-iónové batérie. Skúma sa aj použitie zeleného vodíka pri výrobe ocele, čo by takisto pomohlo znížiť emisie pri produkcii ocele potrebnej pre vozidlá. Nové technológie v oblasti recyklácie, ako je ultrazvukové spracovanie a bioleaching, umožňujú efektívnejšie získavanie cenných kovov z vyradených batérií, čím sa minimalizujú environmentálne straty. Očakáva sa, že prísnejšie regulačné požiadavky v EÚ v oblasti recyklácie batérií budú stimulovať ďalší rozvoj technológií a zlepšovanie postupov.
Energetická efektívnosť počas reálnej prevádzky
Hoci elektromobily dosahujú nízke emisie počas používania, ich energetická efektívnosť sa v reálnych podmienkach môže líšiť od údajov udávaných výrobcami. Faktory ako teplota okolia, spôsob jazdy a hmotnosť vozidla majú významný vplyv na reálnu spotrebu energie. Napríklad vysoké rýchlosti môžu zvýšiť spotrebu energie o 85 %, chladné počasie o 55–72 % a vysoká záťaž o 30–60 %. Na druhej strane, systém rekuperačného brzdenia dokáže v mestských podmienkach znížiť spotrebu energie až o 18 %.
Podľa dát z Green NCAP, hodnoty spotreby energie v reálnych podmienkach sa pohybujú od 14,2 kWh/100 km pri modeli Dacia Spring až po 26,4 kWh/100 km pri modeli Ford Mustang Mach-E. Tieto výsledky poukazujú na veľké rozdiely medzi rôznymi modelmi BEV, ktoré sú ovplyvnené najmä veľkosťou batérií a hmotnosťou vozidla.
Životnosť batérií a možnosti ich druhého využitia
Životnosť batérií v elektromobiloch je pre spotrebiteľov jednou z najväčších neznámych. Štúdia ukázala, že priemerná miera degradácie batérií je len približne 2,2 % ročne, pričom novšie modely s pokročilejšími systémami tepelnej kontroly vykazujú ešte nižšiu mieru degradácie. V prípade recyklácie a druhého života batérií existujú významné príležitosti. Použité batérie môžu byť znovu efektívne využité napríklad v stacionárnych energetických úložiskách. Dnes sáce stále pretrvávajú technologické a regulačné výzvy spojené s bezpečnosťou a štandardizáciou týchto procesov, je to však perspektívna oblasť.
Transparentnosť a informovanosť spotrebiteľov
Pre ďalší rast trhu s elektromobilmi je kľúčová transparentnosť informácií pre spotrebiteľov najmä v súvislosti s celkovými nákladmi na vlastníctvo (TCO) a environmentálnymi dopadmi vozidiel. Existujúce nástroje a legislatíva EÚ, ako napríklad pripravovaný Environmental Vehicle Passport (EVP) v rámci EURO 7, budú poskytovať cenné údaje o spotrebe energie, dojazde a emisiách vozidiel, čo môže spotrebiteľom pomôcť pri rozhodovaní. Správa tiež odporúča zavedenie povinnosti pre výrobcov poskytovať spotrebiteľom štandardizované informácie o životnom cykle vozidiel, vrátane informácie o emisiách celého životného cyklu. V súčasnosti však neexistuje jednotná metodika na porovnanie tohto parametra medzi rôznymi modelmi, čo sťažuje spotrebiteľom robiť presné a informované rozhodnutia.
Záver a odporúčania
Na základe analýz a výskumov správa odporúča niekoľko opatrení na podporu udržateľného rozvoja elektromobility:
- Zníženie hmotnosti vozidiel: potrebné pre zníženie materiálových požiadaviek a zvýšenie energetickej efektívnosti.
- Podpora technológií na recykláciu materiálov: namiesto ťažby či dovozu surovín sa musíme sústrediť na recykláciu vzácnych kovov z batérií.
- Podpora reálnej energetickej efektívnosti: motivačný legislatívny rámec, ktorý bude motivovať výrobcov k zlepšovaniu energetickej efektívnosti vozidiel.
- Transparentnosť pre spotrebiteľov: Poskytnutie relevantných a štandardizovaných informácií o environmentálnom dopade elektromobilov.
Táto štúdia Ricardo ukazuje, že elektromobily ponúkajú výrazné environmentálne benefity v porovnaní s vozidlami so spaľovacím motorom. Napriek vyšším emisným nákladom spojeným s výrobou batérií je celkový dopad počas ich životného cyklu podstatne nižší, čo podporuje ďalšiu transformáciu dopravy smerom k udržateľnejšiemu modelu.