Jak skutečně vypadá „čistá mobilita“?

Pojem čistá mobilita se dnes skloňuje ve všech pádech. Co to ale ve skutečnosti je? Většina lidí si pod tím jednoduše představí elektromobily, neboli bezemisní auta. Také často hovoříme o čistých nebo nízkoemisních vozidlech. A aby toho nebylo málo, je zde i pojem udržitelná a inteligentní doprava.

Aby kolem pojmu „čistá mobilita“ nakonec nevznikl zmatek, bylo načase začít tento uzlíček pojmů rozmotávat. Z toho důvodu vzniká pod vedením Komory OZE studie na téma čistá mobilita, která má za cíl poukázat na úskalí pojmu bezemisní doprava a jak vlastně udělat bezemisní dopravu současně i čistou dopravou. Některá témata ze studie rozebereme podrobněji, k jiným se můžeme vrátit v dalších číslech.

Obnovitelný zdroj elektřiny je základ

Častou otázkou je, proč se tak urputně řeší hlavně emise osobních aut a ne námořní a nákladní doprava. Je to tím, že v EU tvoří osobní doprava více než 60 % z celkových emisí produkovaných dopravou. V rámci EU se tedy sice řeší veškerá doprava, ale ta osobní se prostě týká největšího počtu lidí.

Dalším problémem je, že produkce emisí z osobní dopravy je nejhorší v místech s největší koncentrací obyvatel – tedy ve městech. Zde je rychlým řešením pouze přechod na bezemisní dopravu. Tedy pěší, cyklistickou, bezemisní veřejnou, sdílenou bezemisní individuální a jako poslední volbou by měla být bezemisní individuální doprava.

Jestliže však má být naše chování opravdu odpovědné, musíme vědět, odkud elektřina pokrývající větší spotřebu elektromobilů pochází. Podle aktuálně schváleného Vnitrostátního plánu (poslední verze z 13. 1. 2020) bude totiž podíl OZE na výrobě elektřiny v roce 2030 jen 22 % a pokud nebudeme řešit, z jakého zdroje elektřina pochází, budou bezemisní auta v českém prostředí emisně srovnatelná s klasickými auty na benzín a naftu (graf 1).

Velkým překvapením proto nemůže být, že v naší studii při porovnání stejného typu aut (v grafu konkrétně Škoda Octavia) vychází emisně nejlépe pohon CNG, a to přestože je zdrojem klasický zemní plyn. Pro upřesnění je nutné asi dodat, že kdyby uhlí bylo posuzováno stejnou metodikou, jakou se počítají průměrné emise z energetického mixu, byla by hodnota emisí takového bezemisního auta vyšší než 220 g CO₂ / km. Naprosto klíčové tedy je, aby elektřina mířící do baterií bezemisních aut pocházela z obnovitelného zdroje elektřiny. V opačném případě taková auta Komora OZE nazývá „přímotopy na kolečkách“.

Graf 1: Emise z primárních paliv pro pohon automobilů

Ekonomika může překvapit

Studie Komory OZE měla za cíl také porovnat ekonomiku aut na elektřinu a CNG. Kromě „ekosvezení“ je největším marketingovým tahákem pro pořízení bezemisního automobilu úspora provozních nákladů. Byly tedy posuzovány různé případy realizace nabíjecích stanic, a to jak na stávajících prostranstvích s dostatečným kapacitním připojením k síti, tak i případy, kdy bylo třeba posílit vedení či transformační stanici. Pozornost byla věnována i stávajícím výrobnám obnovitelné energie a možnosti připojení nabíjecích stanic přímo v rámci jejich ostatní spotřeby. Jeden případ také testoval realizaci nové fotovoltaické elektrárny (FVE) s bateriovým úložištěm pro optimalizaci odběrového diagramu a maximalizaci využití výroby elektřiny ze slunce pro nabíjení aut.

Analýza také sledovala vliv vytížení nabíjecích stanic na konečnou nákladovou cenu předané kWh. Podobně byl testování podroben i segment CNG, kdy byl na několika příkladech sledován vliv nákladů na velikost a umístění plnící stanice, a to jak napájené ze sítě zemního plynu, tak i z bioplynových stanic s úpravnou na biometan. Výsledkem bylo velmi zajímavé zjištění, že elektromobilita je vlastně výhodná jen díky chybějící spotřební dani (vše nejlépe vystihuje graf 2).

Graf 2: Porovnání palivových nákladů a daní

Ukázalo se, že bezemisní vozidla (BEV) jsou nákladově nejlevnější při nabíjení přímo ze zásuvky rodinného domu se speciálním tarifem D27d – nákladová cena při využití „superfastchargerů“ je čtyřnásobná. Připočítáme-li spotřební daň při stejném daňovém zatížení, jaké má benzín (E95), je výsledná cena u všech typů paliv poměrně vyrovnaná. Ekonomicky nejlépe tedy vychází domácí nabíjení.

V tomto případě se ale bude jen obtížně hledat nástroj pro výběr spotřební daně. Jako nejúčinnější se proto jeví aplikace uhlíkové daně, která by spravedlivě zatížila zdroje a procesy náročné na uhlík, čímž by mohly být spotřební daně nahrazeny. Tento způsob se osvědčil například ve Švédsku. Pro lepší implementaci uhlíkové neutrality doporučuje tento postup i Evropská komise v rámci Evropské zelené dohody.   

Posouzení životního cyklu

Auta však neprodukují emise jen při provozu, ale už při samotné výrobě. Nezapomínejme, kolik emisí se vyprodukuje při rafinaci ropy a těžbě zemního plynu, nebo při těžbě uhlí pro následnou výrobu elektřiny. Takže vlastně ani obnovitelné zdroje nejsou tak úplně čisté, protože velké množství emisí je vypouštěno při výrobě potřebné technologie a podobně.

Je to až neuvěřitelný kolotoč, nebo spíš spirála, která má však poměrně jednoduché řešení – úplnou emisní neutralitu. Potom si budeme jisti, že veškeré spotřebované energie jsou prostě čisté a budou produkovány jen emisně čisté výrobky.   

Velkým posunem v této věci je nedávno uzavřená Evropská zelená dohoda, která by měla zaručit uhlíkovou neutralitu do roku 2050. A jelikož si musíme být jisti, že jdeme správným směrem, v bodě 52 vyzývá Komisi k vytvoření jednotné metodiky posuzování celého životního cyklu. Právě tato metoda je jednou z nepřesnějších k určení, který že to vybraný model, výrobek, postup je právě z pohledu emisí ten nejlepší nebo lépe řečeno nejvýhodnější. Metodika LCA (posouzení životního cyklu) vychází z principů, kterou severské státy používají pro posuzování nejvhodnějších postupů už dlouho a za tu dobu již byla vypracována slušná databáze postupů s popisem energetické náročnosti. Navíc touto metodou jsou nově posuzovány i jednotlivé výrobky, a proto není až tak těžké sečíst potřebnou energii a emise vzniklé při výrobě po celou dobu životnosti zařízení, a také při jeho odstranění (recyklaci).

Graf 3 porovnává námi zjištěné emise jednotlivých druhů pohonů u vozidel s nájezdem shodných 160 tis km v celém životním cyklu. Modrá část tvoří emise CO₂ při vývoji, výrobě a recyklaci, oranžová část emise TTW – tj. vyprodukované při provozu vozidla, zelená část představuje emise WTT – tj. za období od vzniku zdroje paliva po načerpání do nádrže/akumulátoru. Předpokládaná měrná produkce CO₂: Petrol (Benzín) – 115 g/km, diesel (Nafta) – 102 g/km, HEV (Hybrid-benzín) – 85 g/km, PHEV (Nabíjecí Hybrid-benzín) 40 g/km, CNG (Zemní plyn) – 94 g/km, BEV (Bateriové elektromobily) – spotřeba 14,5 kWh/100 km se současným energetickým mixem EU 106 g CO₂/MJ a prognózou 72 g CO₂/MJ v roce 2030.

Graf 3: Emise CO₂ během životního cyklu různých druhů motorových paliv s nájezdem vozidel 160 tis km

Zásadní vliv mají OZE

Je patrné, že bateriová auta (bezemisní vozy) jsou na tom podle této analýzy nejlépe, následovány vyrovnaným výsledkem CNG spolu s hybridními vozy. Překvapením je, že nabíjecí hybrid je na tom o trochu hůře, což je dáno větší baterií, a tím větší emisní zátěží při výrobě a recyklaci. Spotřeba nepříliš čisté energie z mixu EU pak již nedokáže počáteční nevýhodu dohnat. Když se však na stejná auta podíváme z pohledu, ve kterém je původní zdroj paliva nahrazen různými obnovitelnými zdroji, logika výsledků se výrazně změní (graf 4).

Graf 4: Emise CO₂ během životního cyklu různých druhů motorových paliv (včetně paliv z obnovitelných zdrojů) s nájezdem vozidel 160 tis km

Bezemisní auto poháněné elektřinou z větru a slunce (BEV-wind/solar) je na tom v případě porovnání celého životního cyklu s autem poháněným biometanem pocházející z odpadů (Biomethane from Municipal Waste) podobně. Ještě lépe si stojí auto poháněné metanem (Power to Methane) vzniklým transformací z přebytečné elektřiny v síti (tzv. syngas). Jediný automobil dosahující záporné hodnoty emisí po dobu své životnosti je ten, který byl poháněn biometanem pocházejícím z kejdy hospodářských zvířat (Biomethane from Liquid Manure). Je to dáno jednoduchou úvahou – kejda zvířat produkuje sama o sobě emise metanu, a když je dokážeme využít ve vlastní prospěch a nehradíme tím samým metanem spotřebovávaný zemní plyn, získáme nejen úsporu na zemním plynu, ale i úsporu z emisí volně unikajícího metanu. Snížíme tak dopad na životní prostředí hned na dvou úrovních.

Závěr

Čistá mobilita je tedy pěkně zamotaná věc a bez hlubších analýz není možné tvrdit co je a není lepší s ohledem na celkový dopad na životní prostředí. Každý název v sobě něco ukrývá, ale současně žádný, bez dodatečných podmínek, neříká úplně celou pravdu. Však posuďte sami – bezemisní auta (označovaná jako ZEV) se vyznačují tím, že během svého provozu nevypouští žádné emise. Jsou to dopravní prostředky poháněné lidmi, zvířaty, elektřinou a vodíkem v případě palivových článků a je jasné, že bezemisní doprava bude řešit tíživou situaci s emisemi ve městech. Co ale ty emise vzniklé při výrobě elektřiny v jiné části země? Není tedy lepší čisté anebo nízkoemisní vozidlo (označované LEV s emisemi 25 respektive 50 g CO₂/km), které již nevyžaduje dodatečnou výrobu elektřiny? A co když palivem je biopalivo, tedy obnovitelný zdroj? Přesto, že lokálně produkuje větší emise, je ve výsledku uhlíkově neutrální. 

Článek byl publikován v časopise Energie 21 č. 1/2020.

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu