Samochody elektryczne – co trzeba o nich wiedzieć

Upowszechnienie się technologii sprawia, że rozwiązania, na które początkowo mogli pozwolić sobie tylko nieliczni, stają się znacznie przystępniejsze cenowo – jak choćby instalacje fotowoltaiczne. Nie inaczej jest z samochodami elektrycznymi. Widzimy ich na polskich drogach coraz więcej, coraz więcej też osób rozważa ich zakup. Niektórzy jednak wciąż się zastanawiają, czy zalety aut elektrycznych rzeczywiście przeważają nad ich wadami. Lektura poniższego artykułu pomoże rozwiać te wątpliwości.

Elektryczne pojazdy (ang. electric vehicles, EV) uznawane są za samochody przyszłości przede wszystkim z uwagi na to, że obciążają środowisko w znacznie mniejszym stopniu niż auta z silnikiem spalinowym. Czy tak jest w istocie? Aby rozstrzygnąć tę kwestię, należy wziąć pod uwagę przede wszystkim dwa czynniki: emisję dwutlenku węgla i problem akumulatorów (przy czym chodzi zarówno o ich produkcję, jak i o to, co dzieje się z nimi po eksploatacji).

Samochody elektryczne – mniej spalin i dwutlenku węgla

Uwalniany do atmosfery dwutlenek węgla to jeden z kluczowych gazów cieplarnianych, które przyczyniają się do zachodzących coraz gwałtowniej na świecie zmian klimatycznych. Jak pokazują statystyki sprzed kilku lat – a konkretnie z 2016 roku – za około 30 proc. emisji dwutlenku węgla na terenie Unii Europejskiej odpowiada transport, z czego nieco ponad 13 proc. to lotnictwo cywilne, mniej więcej tyle samo transport wodny, aż 70 proc. natomiast – transport drogowy.

Na tzw. ślad węglowy pojazdu wpływa łącznie zarówno to, ile CO2 wyemitowano na etapie produkcji auta, jak i to, ile emitowane jest na etapie jego eksploatacji, przy czym według dostępnych analiz największe znaczenie ma owa druga składowa*. Samochody elektryczne zaś emitują podczas całego cyklu użytkowania o 25-81 proc. mniej dwutlenku węgla niż pojazdy o podobnych gabarytach, ale z silnikiem diesla. Dokładna wartość zależy tutaj głównie od tego, skąd bierze się energia elektryczna napędzająca dane auto. Nawet jednak w krajach takich jak Polska, gdzie wciąż jeszcze dominują elektrownie węglowe, samochody elektryczne wypadają korzystniej niż te spalinowe. No i nie wolno zapominać, że:

cały czas przybywa „czystych” elektrowni, takich jak farmy fotowoltaiczne czy elektrownie wiatrowe;
mimo wszystko o wiele łatwiej kontrolować to, co wydostaje się z komina elektrowni węglowej, niż to, co wydostaje się z milionów rur wydechowych;
samochody elektryczne nie potrzebują oleju silnikowego, a podczas jazdy nie emitują spalin – szkodliwych nie tylko dla środowiska naturalnego, ale także bezpośrednio dla zdrowia.

*Warto wiedzieć
Produkcja baterii do aut elektrycznych wiąże się niestety z dość wysoką emisją CO2 (nawet 200 kg na 1kWh pojemności akumulatora). Im jednak więcej kilometrów przejedzie samochód, tym szybciej nastąpi „spłata długu węglowego” zaciągniętego w ten sposób. Łączna suma emisji – na etapie produkcji i potem, w czasie eksploatacji – będzie bowiem ostatecznie i tak niższa niż w przypadku samochodu konwencjonalnego.

Problem akumulatorów – i propozycje rozwiązań

Jeśli chodzi o akumulatory, najtrudniejszym zagadnieniem jest nie tyle emisja CO2, ile fakt stosowania w nich przede wszystkim ogniw litowo-niklowo-kobaltowo-manganowych. Potrzebne do ich wytworzenia tzw. pierwiastki ziem rzadkich, jak można domyślać się z nazwy, występują tylko w niektórych miejscach na naszej planecie. I jakkolwiek raczej nie grozi nam zbyt szybkie wyczerpanie ich złóż, to sposoby pozyskiwania oraz obróbki litu, niklu, kobaltu czy manganu potrafią budzić zastrzeżenia. Chodzi tu choćby o:

zużywanie ogromnych ilości energii,
zanieczyszczanie wód kwaśnymi odpadami powstającymi w wyżej wymienionych procesach,
łamanie praw człowieka (np. w chińskich kopalniach kobaltu).

Oprócz przepisów regulujących wydobycie pierwiastków ziem rzadkich, rozwoju nowych, lepszych technologii tegoż wydobycia czy opracowania ogniw, których produkcja będzie mniej obciążać środowisko, kluczowym rozwiązaniem powyższych problemów jest recykling zużytych akumulatorów. Pozwoliłby on również uchronić przed przedostawaniem się obecnych w nich toksycznych substancji do ekosystemów, a także zmniejszyć zależność rynku europejskiego od importu wspomnianych metali.

W tej chwili raczej niewiele baterii jest już zbyt starych – EV to przecież jeszcze dość świeży wynalazek – wiadomo jednak, że w najbliższej przyszłości wytwórcy samochodów elektrycznych zostaną prawnie zobowiązani do zbierania i przetwarzania akumulatorów po okresie eksploatacji. Tesla, pionier w tej dziedzinie, już teraz deklaruje, że uszkodzone lub z innego powodu wycofane z użycia akumulatory w pojazdach tej marki nie trafiają na składowisko odpadów, tylko poddawane są recyklingowi, w wyniku którego udaje się odzyskać aż 92 proc. komponentów.

Warto wiedzieć
Baterie, które nie nadają się już do użytku w autach elektrycznych, bo ich pojemność spadła poniżej 80 proc., zanim trafią do recyklingu, mogą jeszcze posłużyć do zasilania mniej wymagających urządzeń, takich jak rowery elektryczne, pojazdy magazynowe czy uliczne latarnie na energię słoneczną.

Najpopularniejszy obecnie model akumulatora o pojemności 60-65 kWh stosowany w EV zbudowany jest z:

126 kg aluminium (obudowa modułów),
71 kg grafitu (w anodzie),
41 kg niklu (w katodzie),
12 kg manganu (jw.),
9 kg kobaltu (jw.),
8 kg litu (jw.),
22 kg miedzi,

jest więc co odzyskiwać i wykorzystywać ponownie.

Minusy aut elektrycznych

Do powyższych wartości należy doliczyć jeszcze 21 kg plastiku i 37 kg ciekłego elektrolitu, co łącznie daje niemal 350 kg masy samej baterii. Cały samochód elektryczny waży zaś znacznie więcej niż jego spalinowy odpowiednik o podobnych gabarytach. Wiele osób uważa to za wadę EV, i to nawet nie tyle ze względu na fakt, że ciężkie auto nie na każdą drogę może wjechać (o czym informują stosowne znaki o ograniczeniach), ile z uwagi na to, że podczas hamowania produkuje ono więcej pyłu powstającego wskutek ścierania się klocków hamulcowych i opon. Pył ten, zależnie od składu opony, może zawierać m.in. mikroplastik, a także substancje rakotwórcze – podobnie jak spaliny, których elektryk na szczęście nie generuje.

Wśród innych minusów aut elektrycznych wymienia się:

ich wysoką cenę – w miarę dalszego upowszechniania się tej technologii będzie ona jednak spadała, no i trzeba pamiętać, że inwestycja dosyć szybko zwraca się wobec stosunkowo niskich kosztów eksploatacji (p. niżej);
żywotność akumulatora i cenę nowego – cykl życia baterii EV szacuje się na 160-200 tys. km lub 8-10 lat, po którym to czasie (lub wcześniej, jeśli silnik narażany był na skrajne temperatury albo po wypadku) należy ją wymienić. Przy czym teraz nowa kosztuje co najmniej 30-40 tys zł., ale za 10 lat wartość ta ma wszelkie szanse istotnie zmaleć;
długi czas ładowania akumulatorów – nawet kilkanaście godzin przy użyciu ładowarki dołączanej do samochodu przez producenta, ewentualnie 2-6 godzin na stacji ładowania prądem przemiennym (AC). Istnieją też stacje, na których baterię EV naładować można do 80 proc. w 15-30 minut prądem stałym (DC), jednak są one znacznie droższe i mniej liczne;
ogólnie mało stacji ładowania i ograniczony zasięg aut – w Polsce pod koniec marca 2023 r. było 815 stacji DC i 1884 stacje AC, rozmieszczone zwykle w większych miastach i przy głównych drogach. Planowanie podróży może więc stać się wyzwaniem, zwłaszcza że na jednym ładowaniu da się przejechać do 230 km na trasie mieszanej lub do 305 km w mieście (przy czym są to wartości dla jednego z tańszych aut elektrycznych w konkretnych warunkach, jak odpowiednia temperatura, nieduże obciążenie samochodu i równie nieduże zużycie baterii oraz brak korzystania np. z klimatyzacji czy radia);
konieczność korzystania ze specjalistycznego serwisu – mechanicy z tradycyjnego warsztatu samochodowego nie mają zwykle doświadczenia w naprawie EV ani odpowiedniego sprzętu. Miejsc serwisujących auta elektryczne przez fachowców z uprawnieniami SEP (Stowarzyszenia Elektryków Polskich) będzie jednak przybywać wraz ze wzrostem liczby takich aut na naszych drogach. Podobnie jak stacji ładowania.

Pożary aut elektrycznych

Przeciwnicy EV jako istotny minus tego typu pojazdów podają ponadto problemy z ich gaszeniem w razie pożaru. Jest to natomiast kwestia wymagająca co najmniej doświetlenia. Nagłówki w stylu „pożar elektryka gaszono 21 godzin” są bardziej sensacyjne niż: „akcja gaśnicza trwała 20 minut, potem auto dozorowano przez 20 godzin”. Obserwacja, najlepiej z użyciem pirometrów lub kamer termowizyjnych, rzeczywiście jest potrzebna, bo schłodzenie izolowanej termicznie obudowy akumulatora nie oznacza, że ogniwa w jej wnętrzu także uległy schłodzeniu. A jeśli są mocno rozgrzane, mogą spowodować kolejne zapłony. Czas gaszenia zależy jednak bardziej od tego, czy płonie dostawczak, czy coupé, niż od tego, czy jest to auto spalinowe, czy elektryczne. Obydwa rodzaje da się ugasić przy pomocy wody i proszków gaśniczych, a specjalne kontenery schładzające potrzebne okazują się tylko w wyjątkowych, skrajnych przypadkach. Co więcej, o ile elektryk może ulec zapłonowi wskutek przeładowania lub przegrzania akumulatora, o tyle z uwagi na obecność zaawansowanych czujników i brak w EV elementów takich jak układ paliwowy czy wydechowy albo katalizator, samochody elektryczne płoną de facto rzadziej niż te spalinowe (wg statystyk Straży Pożarnej w 2022 r. gaszono tylko 10 na 31 249 wszystkich zarejestrowanych aut całkowicie elektrycznych – czyli 0,032 proc. – i 8333 auta spalinowe na 19,5 mln – czyli 0,043 proc.).

Zalety samochodów elektrycznych

Jak więc widać, ten wilk nie jest aż tak straszny, jak go niektórzy malują. Oprócz niskiej emisyjności spalin i dwutlenku węgla samochody elektryczne mają zaś znacznie więcej zalet! Oto najważniejsze z nich:

stosunkowo prosta budowa – energia zamieniana jest na pracę silnika EV bez tylu elementów pośredniczących co w aucie spalinowym. Nie ma tu układu rozrządu, sprzęgła, skrzyni biegów, układów rozprowadzających olej czy turbosprężarki. Mniej części ruchomych przekłada się zaś na mniejszą awaryjność i łatwiejsze (a więc również tańsze i szybsze) serwisowanie;
wygoda użytkowania – auto elektryczne nie wymaga wymiany oleju czy filtrów, a jazda nim jest płynna i komfortowa z uwagi m.in. na brak sprzęgła i skrzyni biegów tudzież problemów z ruszaniem, zwalnianiem i hamowaniem oraz fakt, że EV generuje znacznie mniej hałasu i drgań niż auto spalinowe;
wysoka wydajność i lepsze osiągi – efektywność silnika elektrycznego sięga ok. 90 proc., podczas gdy w przypadku silnika benzynowego jest to maksymalnie 42 proc. (a w przypadku Diesla 45 proc.);
niższe koszty eksploatacji – zwłaszcza jeśli do ładowania akumulatora wykorzystasz np. własną instalację fotowoltaiczną, uniezależniając się jednocześnie od rosnących cen paliw i ograniczeń w ich dostawach. Ale i bez tego elektrykiem jeździ się nawet kilka razy taniej niż znacznie mniej oszczędnym autem spalinowym, zwłaszcza że w wielu modelach EV część energii można odzyskać podczas hamowania, zmagazynować w akumulatorach i wykorzystać ponownie.

„Kij i marchewka”

Jeśli natomiast ktoś wciąż jeszcze nie jest przekonany do wyboru elektryka, być może skłonią go do tego… przepisy. Rządy (i samorządy) zdają już sobie sprawę, że auta elektryczne to przyszłość, która już się zaczęła. Wprowadzają więc kolejne regulacje, które z jednej strony zachęcają różnymi przywilejami – jak ulgi podatkowe, dopłaty do zakupu auta czy możliwość darmowego parkowania czy jeżdżenia w niektórych miastach buspasem dla właścicieli EV – a z drugiej coraz bardziej zniechęcają do posiadania aut spalinowych – jak choćby poprzez zakaz wjazdu samochodów z silnikiem Diesla do stref ograniczonej emisyjności. Warto również pamiętać, że od 2035 roku ma obowiązywać całkowity zakaz rejestracji nowych pojazdów spalinowych.

Przeczytaj: Ekologiczne środki transportu – jak przemieszczać się w stylu eko

Tagi

ekotransport