Tényleg zöldebbek a villanyautók? Tényleg!

Miközben a villanyautókkal kapcsolatos hírek szinte mindennaposak, a villanyautók tényleges szén-dioxid-kibocsátására legfeljebb utalások vannak. Többnyire nyitva maradt a kérdés, hogy ha nemcsak a kipufogógázt, hanem mindent, tehát a gyártást és a bezúzást, valamint az üzemanyag előállítását is figyelembe vennénk, mi is lenne a helyzet. A témában kutakodva kiderül, hogy rengeteg elemzés készült a témában. Talán nem túlzás azt mondani, hogy százával születtek erről tanulmányok, de a felhasznált módszertanok, az adatok és feltételezések elég változatosak.

Az alábbiakban hét olyan tanulmány eredményeit foglalom össze (némelyikük metatanulmány, tehát sok másik tanulmány összefoglalása), amik abban megegyeznek, hogy a villanyos és belső égésű személyautók teljes életciklusát elemzik (life cycle assessment, LCA). Ez azt jelenti, hogy figyelembe veszik az üzemanyag előállításával, annak felhasználásával, az autók legyártásával és a forgalomból való kivonásával járó széndioxid és más üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsátását is. 

Az LCA típusú tanulmányok választásával jelentősen leszűkítettem a tárgykört, mert sok olyan tanulmány is van, amelyek csak az üzemanyag-felhasználással foglalkoznak, ami ugye nem ad teljes képet az ÜHG helyzetről.

Bár nagy a kínálat elemzésekből és korántsem kristálytiszta a kép, azt azért

A különbség mértéke azonban még az LCA tanulmányok körén belül is változatos képet ad. Az összehasonlítás eredményét nagyban befolyásolja, hogy mekkora futásteljesítményt feltételezünk az autók teljes élettartama során, hiszen a villanyautók akkumulátorának gyártása során keletkező ÜHG hátrányt a későbbi tisztább üzemelés tudja csak ledolgozni. Az sem mindegy, hogy az akkumulátor gyártásával összefüggésben mennyi ÜHG kibocsátást feltételezünk, hogy a töltésére használt áramot milyen arányban állítjuk elő alacsony káros anyag kibocsátású erőforrásokból, valamint hogy a villanyosok és a belső égésűek üzemanyag fogyasztása hogyan alakul.

Az alábbi ábrán kiemeltem néhány tanulmányt, a táblázatban pedig összefoglaltam a legfontosabb tényezőket, amik az eredményeket lényegesen befolyásolják, noha a mérhető paramétereken túl a tanulmányok modellezési eljárása is fontos különbségeket okoz, amit azonban nehezebb összehasonlítani.

Az ábrán első helyre került Norderlöf et. al. (2014), ami 76 tanulmányt tekintett át, ebből 39 LCA típusú volt. Ez a legátfogóbb forrás, ami a neten nyilvánosan elérhető (megbízhatónak tűnik, egy évvel később egy javítást is közzétettek, mert az egyik ábrán téves adat szerepelt). Arra jutottak, hogy a villanyautók sokkal kíméletesebbek a klímaváltozás szempontjából, mint belső égésű társaik. Az átlagos EU áram mix mellett 50%-kal alacsonyabb az elektromos autó kibocsátása (76 vs 143 CO2 egyenérték g/km) a referencia belső égésűnél (ez az, aminek névleges széndioxid kibocsátása 120 g/km, de ez csak a kipufogónál mért névleges érték, amihez hozzá kell adni az életciklus többi elemének kibocsátását).

Itt fontos kiemelni, hogy az áramtermelés ÜHG intenzitása fontos paraméter, és ebben az idézett tanulmányok többsége a szigorúbb megközelítést választja. Egy 500 oldalas tanulmány az Európai Bizottság és a CONCAWE (az európai olajfinomítók érdekszövetsége) gondozásában 2011-ből arra jut, hogy a 2009-es átlagos EU áram mix teljes üvegházgáz intenzitása 467 gCO2-egyenérték/kWh (lásd a tanulmány 6-2. táblázatát). Ez a szám nagyobb, mint az EU árammix közvetlen ÜHG intenzitásának akkori 316,6 gCO2-egyenérték/kWh értéke, mert ahhoz hozzáadták a fűtőanyagok kitermelésével, szállításával és az előállított áram elosztásával összefüggő ÜHG kibocsátást is.

2009-ben egyébként még csak 20%-os volt megújuló arány az EU árammixben, de megjegyzik, hogy ha ez az arány a terveknek megfelelően 37,5%-ra nő, akkor a 467 gCO2-egyenérték/kWh-ás érték 365-re csökken. 2015-ben a megújuló arány 29% volt az EU áramtermelésben. (Egyébként ez a tanulmány, bár csak 230 oldalas, a 208. oldalon látható táblázat szerint az ENTSO európai villanyhálózaton a teljes élettartamra vetített – erőművek és elosztóhálózat alkatrész előállításával együtt vett – ÜHG intenzitását 520,7 gCO2-egyenérték/kWh-ra becsüli.)

Az ábrán a második helyre került a Union of Concerned Scientists 2015-ös tanulmánya, ami amerikai szemszögből vizsgálja a témát, tehát valamivel ártalmasabb áram mix-szel (az európainál nagyobb fosszilis energiaforrás arány miatt) és jóval nagyobb átlagos benzinfogyasztású motorokkal számol. A tanulmány elég részletes, jól dokumentált, gazdagon el van látva hivatkozásokkal. Szerintük az eredmény 125-264 a villanyosok javára (ez is körülbelül 50%-kal alacsonyabb kibocsátás).

Harmadik helyen az Arthur D. Little tanácsadócég 2017-es tanulmánya, amit azért emeltem ki, mert reagál az előzőre, kritizálja annak feltevéseit, és a villanyos mérleget 197-257-re rontja (23%-ra csökkentve a különbséget). A tanulmány két fontos dologban ront a villanyosok mérlegén: a 197-ből 18-at ad hozzá az akkumulátor cseréje miatt, amire szerintük a villanyautó élettartama alatt szükség lesz. További 51-et pedig azért adnak hozzá a villanyautók ÜHG-gázkibocsátásához, mert a felmérések szerint a villanyautó tulajdonosok bár ugyanannyit autóznak, mint benzines társaik, a villanyautójuk éves futásteljesítménye 27%-kal kisebb, mint egy átlagos benzinesé, amiből arra következtetnek, hogy a villanyautó-tulajdonosok a különbséget valamilyen más járművel teszik meg. Amiről pedig felteszik, hogy egy benzines bérautó. Ennek a benzines bérautónak az ÜHG-kibocsátása az az 51 g/km, amit hozzáadnak a villanyautóéhoz.

Negyedik helyre Ellingsen et. al. (2016) került, ami norvég egyetemi kutatók munkája. Érdekessége ennek a tanulmánynak, hogy a CONCAWE idei szimpóziumán is bemutatták. Ebben a tanulmányban összességében reálisnak tűnő feltételezések alapján az eredmény szorosabb, 146-182 (-22%). Náluk az autók futásteljesítménye kicsivel rövidebb, mint másoknál, az akkumulátor gyártásakor és az áram előállításakor keletkező ÜHG kibocsátás pedig kicsit nagyobb, mint másoknál. Mind a két fő különbség a belső égésűek felé tolja az eredményt, de összességében ez is józan értékelésnek tűnik.

Az ötödik helyen egy portugál kutatást, Faias et. al. (2014) emelek ki, ami azért érdekes, mert számításaik alapján közölnek egy ábrát, amin az áramtermelési mix, valamint a belső égésűek kipufogógáz ÜHG tartalmának függvényében szemléltetik, hogy mikor hova billen a mérleg nyelve. Náluk a 2009-es EU áram mix mellett az eredmény 167-213 a villanyosok javára (-22%). Az alábbi ábra azt mutatja, hogy a várható EU-s szabályozás mentén ÜHG szempontból a villanyosok maradnak nyeregben. Ha a belső égésűek kipufogónál mért EU-s átlagos kibocsátása 95 g/km-re csökken, miközben az áramtermelésben a szél- és naperőművek aránya 19%-ra nő, akkor továbbra is a villanyautók maradnak zöldebbek. Az ábra alapján 70 g/km alá kellene jutni a belső égésűekkel, hogy versenyképesek legyenek, vagy még lejjebb, ha a megújulók aránya az áramtermelésben még nagyobb lesz.

Az utolsó két hivatkozás olyan példákat mutat, ahol érzésem szerint tettenérhető, hogy lejt a pálya valamelyik irányba.

A hatodik helyen Messagie (2016), aki azon túl, hogy már szerepelt az első hivatkozás szerzői között, frissítette a számításait azzal a kiegészítéssel, hogy a belső égésű motorok korábban használt EU-s szabvány (NEDC) szerinti méréseihez képest a valós ÜHG kibocsátás mintegy 35%-kal magasabb. Ezt valamelyest kompenzálja, hogy 1,5 akkumulátor felhasználásával számol, viszont az EU áram mix esetén a villanyosoknak kedvezőbb, a hivatalos 300 gCO2-egyenérték/kWh-val számolt. (A korábbi hivatkozások az áramtermelés ÜHG kibocsátásánál 461-467 gCO2-egyenérték/kWh értékkel számoltak, ami nagyobb, mint az Európai Bizottság által közölt közvetlen ÜHG intenzitás 316,6-es szintje. Ebben a dokumentumban valamelyest eltérő számok vannak, 2010-ben 330, 2015-ben 300, lásd 141. oldal, és ez az, amivel Messagie (2016) számol.) Így lett nála 90-200 (-55%) az eredmény, de itt úgy tűnik, erősen lejt a pálya a villanyosok felé.

A hetedik helyen pedig Helms et. al. (2010) az IFEU-tól (német fenntarthatósági intézet), ahol azonban a belső égésűek felé lejt a pálya, és amellett, hogy a villany-benzin-meccset még a villanyos nyeri 192-217-re (-11%), ez az egyetlen olyan eset, ahol a villanyos alulmarad, méghozzá a dízellel szemben 192-175 arányban. Itt fontos kiemelni, hogy a felhasznált paraméterek között erősen kilóg a sorból az 120 000 km-es futásteljesítmény feltételezés, amit azzal indokolnak a szerzők, hogy a villanyautókat 70%-ban városban használják, ami jelentősen lerövidíti az autók élettartamát. Véleményem szerint a 120 000 km-es élettartam még egy városi használatú autónál is alacsonynak számít, és egy ilyen alacsony futásteljesítmény kevés lehetőséget ad a villanyautónak, hogy a gyártásból eredő 3 tonnás CO2-egyenértékes hátrányát behozza a tisztább üzemeléssel. Érdekessége még a cikknek, hogy ők használják a villanyautók között a legkedvezőtlenebb, 21 kWh/100km-es fogyasztást (a többi idézett tanulmány 15 és 20 között mozog).

Összességében egyértelmű, hogy a villanyautók nemcsak a kipufugógázt szüntetik meg, hanem győznek a teljes életciklusuk ÜHG-kibocsátásában is a belső égésűekkel szemben, de elég nagy a bizonytalanság a tekintetben, hogy mekkora is az előnyük. Egy Messagie et. al. (2014) meta tanulmány jól szemlélteti ezt a bizonytalanságot az alábbi ábrán látható oszlopok körüli vonalkákkal, amik a becslések körüli szórást mutatják.

Arra is felhívják a figyelmet, hogy a belső égésű motoros jármű is lehet a legkisebb ÜHG kibocsátású, ha teljes mértékben bio üzemanyagot töltenek beléjük (lásd az ábrán a Mercedes S-osztály E85-ös kivitelét, mint egy szinte ÜHG-semleges megoldást), bár a 85%-os bioüzemanyaggal való közlekedésnek a kínálat szűkössége miatt korlátozottak a lehetőségei.

Az elektromos autók üvegházgáz kibocsátása tehát korántsem zéró, de teljes életciklusra számolva is 25-50%-kal alacsonyabb a hagyományos autókhoz képest. A különbség a jövőben csökkenhet ugyan a szigorodó európai szabályozás és a hibrid autók elterjedése miatt, de az előny várhatóan akkor is megmarad. Az autógyártó-lobbi itt nehezen fog fogást találni.