Pozarządowa organizacja Transport & Environment zadała sobie trud policzenia, które samochody najbardziej efektywnie wykorzystują energię. Okazało się, że samochód elektryczny ładowany z paneli fotowoltaicznych jest w stanie efektywnie wykorzystać 73 procent dostarczonej energii, tymczasem produkcja i spalanie paliwa do napędzania daje efektywność równą zaledwie 13 procent.

Efektywność energetyczna różnych samochodów

Na obrazku (na górze) zestawiono ze sobą trzy różne typy samochodów: po lewej mamy auto elektryczne, w środku – auto napędzane ogniwami wodorowymi, po prawej – samochód spalinowy. Aby uprościć obliczenia, założono, że we wszystkich procesach zewnętrzna, dodatkowa energia elektryczna nie pochodzi z paliw kopalnych (węgiel) czy elektrowni atomowych, lecz ze źródeł całkowicie odnawialnych (wiatr, słońce).

Jaką efektywność ma samochód elektryczny

Samochód elektryczny podłączony do gniazdka ma dostęp do około 95 procent pierwotnej energii, ponieważ na etapie transportu i dystrybucji doszło do pewnych strat. Następnie około 5 procent traconych jest na konwersję z prądu przemiennego (AC) na stały (DC), kolejne 5 procent to straty ładowarki w trakcie ładowania.

> Nissan: 1 000 dodatkowych ładowarek w Europie z CHAdeMO, ładowarka domowa 7 kW i V2G

Podczas jazdy prąd stały trzeba znowu zamienić na prąd zmienny (straty: 5 procent) i dostarczyć go silnikowi elektrycznemu (straty: 10 procent). Ogólna sprawność całego procesu wynosi 73 procent, czyli marnuje się zaledwie 27 procent energii wychodzącej z elektrowni. Te pozostałe 73 procent pozwala na napędzenie samochodu elektrycznego.

Na zdjęciu: schemat budowy Tesla Model 3 z widocznym dużym blokiem akumulatorów oraz silnikiem elektrycznym (żółty) (c) Tesla Motors

Samochód elektryczny vs samochód spalinowy = 5,62:1

Porównajmy teraz te liczby z efektywnością w przypadku samochodu spalinowego (prawy słupek). Gdy cała wychodząca z elektrowni energia trafia do rafinerii, wykorzystywana jest na przetworzenie ropy naftowej na paliwa. Sprawność najlepszych rafinerii jest niższa niż 50 procent – tutaj wynosi ona wysokie 44 procent. Czyli już na starcie marnujemy 56 procent energii na przetworzenie ropy naftowej na paliwo.

> NIEMCY. Najbardziej zaufane marki motoryzacyjne: 1) Audi, 2) Tesla, 3) BMW

To nie koniec. Dobre silniki spalinowe mają sprawność 30 procent, najlepsze osiągają maksymalnie około 40 procent. Cała reszta energii idzie w gwizdek, tj. na pokonanie wewnętrznych oporów i ogrzanie Wszechświata.

Czyli z pierwotnych, pozostałych 44 procent marnujemy kolejne 70 procent. Efekt? Efektywność samochodu spalinowego wynosi zaledwie 13 procent, a 87 procent energii zostaje zmarnowane na wydobycie tej energii z wartościowego paliwa, jakim jest ropa naftowa.

Samochód elektryczny vs samochód wodorowy = 3,32 : 1

Samochody wodorowe, choć ekologiczne z punktu widzenia emisji, wcale nie wypadają lepiej, gdy chodzi o efektywność energetyczną. Spora część dostarczonej na starcie energii wykorzystywana jest na elektrolizę wody (30 procent strat w procesie) oraz kompresję i transport wodoru (26 procent strat w procesie).

Nic dziwnego zatem, że nawet przy wykorzystaniu energii pływów, do produkcji wodoru potrzebna jest dodatkowa turbina wiatrowa dostarczająca… prąd:

> Pierwszy wodór uzyskany z energii pływów

To nie koniec. Utlenianie wodoru ma wyższą skuteczność niż spalanie paliw kopalnych (50 procent), ale to ciągle 50 procent strat. Dodatkowe 5 procent zabiera konwersja prądu stałego (DC) na przemienny (AC) napędzający silnik elektryczny. Wreszcie straty na samym silniku – który jest taki sam, jak w aucie elektrycznym – wynoszą 10 procent.

Efekt? Z pierwotnych 100 procent energii na wejściu, na wyjściu, do napędzania auta, wykorzystujemy zaledwie 22 procent. Pozostałe 78 procent zostaje straconych w procesie.