Ręce opadają mi czasem do samej ziemi, gdy czytam lub słucham tych wszystkich internetowych ekspertów, którzy twierdzą, że wyprodukowanie baterii do elektryka to odpowiednik 5…10…15 lat jazdy starym dieslem. Tymczasem badania LCA pozwalają na stosunkowe łatwe wyciągnięcie informacji na temat tego, ile energii trzeba do wyprodukowania jednego ogniwa Li-ion. Stąd już krok do obliczenia, ilu litrom benzyny odpowiada 1 kilowatogodzina baterii i czy naprawdę jest to 10 lat jazdy starym dieslem.
Produkcja baterii samochodu elektrycznego jako odpowiednik spalania benzyny
Spis treści
Zacznijmy od wyjaśnienia, czym jest LCA. Zestawienia LCA, lifecycle assesment, to środowiskowa ocena cyklu życia. Podczas wyliczania LCA na przykład baterii Li-ion bierze się pod uwagę, ile dwutlenku węgla emituje się podczas składania ogniw w akumulator, podczas odlewania aluminiowej pokrywy baterii, podczas wydobywania litu czy kobaltu, podczas transportu wszystkich surowców po świecie. W LCA pod uwagę brany jest cały łańcuch, od wykopania pierwiastka spod ziemi, aż do recyklingu ogniw.
Kopalnia kobaltu w Kongo
Dokładne zbadanie LCA samochodu elektrycznego wymaga podzielenia go na wirtualne kawałki i zsumowania wszystkich łańcuchów po kolei. Zdarza się, że nawet poważne organizacje popełniają przy tym błędy. Na przykład Green NCAP policzył produkcję baterii dwukrotnie i wyszło mu, że diesle są bardziej ekologiczne niż elektryki. Temat opisała większość europejskich mediów. Późniejszej korekty („Oj, mocno zawyżyliśmy!”) prawie nikt nie zauważył.
Ile energii trzeba do wyprodukowania 1 kWh ogniw Li-ion
Nas interesuje zużycie energii podczas produkcji ogniw litowo-jonowych. Nie musimy daleko szukać: w opracowaniu ze stycznia 2022 roku na temat najnowocześniejszych ogniw Li-ion [to ważne] przeczytamy, że do wytworzenia 1 kWh ogniw konieczne jest dostarczenie 41,48 kWh energii. Mówimy o energii na sam proces formowania katod, anod, docelowych ogniw, BEZ wydobycia surowców. Finał tego procesu ma taką postać:
Ogniwo prostopadłościenne i cylindryczne, tutaj stosowane przez (c) BMW
Jeśli uśredniona bateria samochodu elektrycznego ma 64 kWh, to wyprodukowanie do niej ogniw pochłonie 2 655 kWh energii. Wiemy już, że każdy litr benzyny przechowuje 9,5 kWh energii, łatwo zatem przeliczymy, że wytworzenie jednej baterii do auta elektrycznego odpowiada energetycznie spaleniu 279,5 litra benzyny. Mikroskopijna wartość, nieprawdaż? Jeśli samochód zużywa 6,5 l/100 km, to mamy raptem 4 300 kilometrów przebiegu!
Emisja podczas wydobycia surowców do produkcji ogniw litowo-jonowych
„Zaraz, zaraz, ale do wytworzenia ogniw potrzebne są surowce” – powie ktoś. To prawda. I tutaj LCA stają się mocno rozbieżne, ponieważ dużo zależy od składu chemicznego ogniw, miejsca ich wytwarzania (Chiny? Japonia? Stany Zjednoczone?), nawet roku, gdy powstawały. W zależności od lokalizacji fabryki wykopanie pierwiastków spod ziemi, oczyszczenie ich i dostarczenie do odpowiedniego zakładu może pochłonąć mniej więcej dwa razy tyle energii. A przecież zostaje jeszcze pojemnik, elektronika sterująca, elektrolit czy tworzywa sztuczne!
Przyjmuje się średnio, że do produkcji ogniw potrzeba średnio 1/5 (20 procent) całej energii włożonej w stworzenie kompletnej baterii wraz z elektroniką sterującą (zobacz np. TU). A zatem do wyprodukowania 1 kWh baterii musimy zużyć w sumie 207,4 kWh energii.
Schemat budowy przykładowej baterii samochodu elektrycznego. Tutaj: Mercedes EQC (c) Mercedes
No i znowu: wytworzenie akumulatora o pojemności 64 kWh to wydatek energetyczny wynoszący 13 274 kWh. Odpowiednik 1 397 litrów benzyny, które przeciętnemu samochodowi wystarczą do przejechania 21 500 kilometrów. Według danych Głównego Urzędu Statystycznego to nieco ponad dwa lata eksploatacji samochodu (mediana) lub mniej niż dwa lata jazdy samochodem benzynowym (średnia) po polskich drogach.
Mikroskopijne wartości.
