Jaka jest krajowa emisja gazów cieplarnianych w Polsce? Jaka jest emisja dwutlenku węgla w naszym kraju? W grudniu 2020 roku Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE) opublikował dane za rok 2019. To najnowsze informacje, jakie mamy dziś, w maju 2021 roku – postanowiliśmy je przypomnieć i przy okazji dokonać kilku obliczeń.
Emisja dwutlenku węgla i innych gazów w Polsce
Spis treści
Według danych zgromadzonych przez KOBiZE w 2019 roku wskaźnik emisji był następujący:
- 758 gramów CO2 na każdą 1 kWh energii elektrycznej wyprodukowaną w elektrowniach i elektrociepłowniach.
Po uwzględnieniu energii odnawialnej w miksie energetycznym oraz strat na przesyle i dystrybucji u użytkownika końcowego wskaźnik ten był następujący:
- 719 gramów CO2 na każdą wyprodukowaną 1 kWh energii elektrycznej (źródło).
Jeśli więc oceniamy emisyjność samochodu elektrycznego ładowanego z gniazdka w przydomowym garażu pod uwagę należy brać tę drugą wartość. Jako ciekawostkę warto dodać, że KOBiZE nie uwzględnia emisji dwutlenku węgla z ciepłowni – a ta zwykle jest wyższa niż przy wytwarzaniu energii elektrycznej.
Co powoduje wyższą emisję w Polsce: samochód elektryczny czy spalinowy (hybrydowy)?
Przy szacowaniu średniego zużycia energii przez elektryka przyjmujemy wartość 18,65 kWh/100 km (straty uwzględnione). To oznacza, że w 2019 roku 100 kilometrów pokonane samochodem elektrycznym powodowało w Polsce emisję 13,4 kilograma dwutlenku węgla. To wartość średnia, uwzględniająca jazdy szybsze i wolniejsze, lato i zimę. Przy 20 kWh/100 km byłoby to 14,4 kg CO2 na 100 kilometrów.
Porównajmy tę emisję z samochodem spalinowym. Żeby było trudniej, weźmy auto hybrydowe, Toyotę Corollę Hybrid. Według danych producenta uzyskanych w procedurze WLTP emisja wynosi 99-116 gramów CO2/km, czyli 9,9-11,6 kilograma dwutlenku węgla na 100 kilometrów:
Ale procedura WLTP zawyża zasięgi elektryków i zaniża spalanie. Zasięgi elektryków zawyżane są o około 17 procent (tj. realne zasięgi są niższe) czyli procedura „nie widzi” całej zużytej energii. Przy samochodach spalinowych mamy do czynienia z podobnym zjawiskiem, nie wiemy jednak, czy współczynnik również wynosi +17 procent. Tę wartość za moment sprawdzimy, teraz przyjmijmy ją na wiarę. Po jej uwzględnieniu dla Toyoty Corolli Hybrid uzyskujemy więc następujący przedział:
- 11,6-13,6 kilograma CO2 na 100 kilometrów.
W zależności od wyposażenia hybrydowa Toyota może wypadać lepiej lub gorzej niż nasz uśredniony elektryk (o czym mówią wartości dla WLTP). Problem w tym, że i przy elektryku, i przy samochodzie spalinowym uzyskujemy wartości nierealne, ponieważ zakładamy takie oto cuda:
- paliwa w magiczny sposób znalazły się w elektrowni, tj. nie uwzględniamy emisji podczas wydobycia,
- benzyna w magiczny sposób znalazła się w zbiorniku paliwa, nikt jej nigdy nie wytwarzał ani nie transportował.
Koniec cudownych założeń, uwzględnijmy wydobycie i produkcję paliw
Zgodnie z danymi Departamentu Energii spalenie 1 litra benzyny powoduje emisję 2,35 kilograma dwutlenku węgla. Mamy zatem pierwszy reality check. Wyliczone wyżej wartości emisji dwutlenku węgla dla hybrydowej Toyoty (11,6-13,6 kg) po uwzględnieniu wskaźnika, który znamy ze świata elektryków (+17 procent), przekładają się na obliczone realne spalanie Toyoty Corolli Hybrid wynoszące:
- 4,9-5,8 l/100 kilometrów.
Toyota mówi o 4,4-5,2 litra na 100 kilometrów według WLTP dla Corolli Hybrid Sedan. Z kolei według raportów użytkowników Autocentrum jest to 5,3 l/100 km dla sedana (źródło). W naszych obliczeniach na bazie emisji średnia arytmetyczna to 5,35 l/100 km. Osiągnęliśmy zatem niezłą sprawdzalność z realnymi wynikami, chociaż doszliśmy do wyniku bardzo okrężną drogą!
Ale tutaj nasze obliczenia się nie kończą. Zgodnie raportem Auke Hoekstra, naukowcem z TU Eindhoven, każdy spalony litr benzyny oznacza o 30 procent wyższą emisję CO2 powstającą w procesie produkcji i wydobycia paliw. Nasza Corolla Hybrid emituje więc:
- 15,1-17,7 kilogramów dwutlenku węgla na każde przejechane 100 kilometrów, po uwzględnieniu procesu wydobycia i produkcji paliwa.
Wydobycie i transport węgla
A co z paliwami kopalnymi zasilającym polskie elektrownie? Przydadzą nam się opracowania na temat zastosowania węgla do produkcji… wodoru. Obliczano w nich bowiem szczegółowo emisję w tracie wydobycia i transportu węgla do elektrowni, by ocenić przydatność surowca przy wytwarzaniu czystego paliwa. Otóż procesy te powodowały emisję (PDF do pobrania TUTAJ, podsumowanie na stronie 108):
- 41,13 kilograma CO2 do wydobycia i dostarczenia taśmociągiem (10 km) 1 tony węgla brunatnego do elektrowni,
- 43,93 kilograma CO2 do wydobycia i dostarczenia koleją (100 km) 1 tony węgla kamiennego.
W pierwszym przypadku powoływano się na wewnętrzne dane elektrowni dotyczące emisji (1,188 kilograma CO2/kWh), w drugim zaczerpnięto dane rynkowe z Agencji Rynku Energii (0,9124 kg CO2/kWh). Obecnie, w 2019 roku, ten uśredniony współczynnik uwzględniający OZE wynosi 0,719 kg CO2/kWh (od niego zaczęliśmy artykuł), otrzymujemy zatem:
- 24,9 kilograma CO2 przy wydobyciu i transporcie 1 tony węgla brunatnego, czyli 25 gramów CO2 na 1 kilogram węgla,
- 34,6 kilograma CO2 przy wydobyciu i transporcie 1 tony węgla kamiennego, czyli 35 gramów CO2 na 1 kilogram węgla.
Został nam ostatni krok: połączenie emisji z polskich elektrowni z emisją podczas transportu węgla. W tym ostatnim przypadku musimy jednak przeliczyć wagę transportowanego węgla na możliwą do uzyskania z niego energię.
Przeliczmy wagę transportowanego węgla na emisję CO2
Ile energii elektrycznej powstaje z węgla? Sporo zależy tu od jakości paliwa i sprawności bloków, ale możemy średnio przyjąć, że każdy spalony 1 kilogram węgla pozwala na wygenerowanie 2-2,5 kWh energii. Gdyby zatem nasz samochód elektryczny był zasilany wyłącznie paliwem pochodzącym z węgla, do wytworzenia 18,65 kWh energii potrzebowalibyśmy spalić do 9,3 kilograma węgla.
Nie jest to prawda – istotny jest miks energetyczny, efektywnie tego węgla jest mniej – ale wartości „9,3 kilograma” potrzebujemy do obliczenia dodatkowej emisji wymuszonej wydobyciem i transportem węgla do elektrowni. „9,3 kilograma” oznacza bowiem powiększenie emisji samochodu elektrycznego o koszty wydobycia i transportu paliwa. Ostatecznie mamy więc
- 13,4 kg CO2/100 km z produkcji energii + (9,3 kilograma x ~0,03 kg CO2/kg węgla) = 13,4 kg + 0,28 kg ≈ 13,7 kg CO2/100 km.
Całościowa emisja naszego uśrednionego elektryka to 13,7 kilograma dwutlenku węgla na 100 kilometrów. W hybrydowej Toyocie Corolli jest to 15,1-17,7 kilograma dwutlenku węgla na 100 kilometrów.
Wiosek: samochód elektryczny jest w Polsce ZAWSZE bardziej ekologiczny niż spalinowy, nawet hybrydowy
Reasumując: współczesny, eksploatowany w Polsce i ładowany z gniazdka elektryk powoduje niższą emisję dwutlenku węgla niż hybrydowa Toyota Corolla, jeśli tylko będziemy pamiętać o zaniżanych wartościach emisji według WLTP oraz o całym łańcuchu wydobywczo-produkcyjnym ropy naftowej i węgla.
Twierdzenie przeciwne („hybryda emituje mniej niż elektryk”) jest możliwe tylko przy cudownych założeniach w rodzaju „paliwo magicznie pojawia się w zbiorniku”.
To nie koniec: wyliczone powyżej wartości są raczej optymistyczne dla samochodu spalinowego i raczej pesymistyczne dla elektryka. Na przykład przy uwzględnianiu emisji z produkcji paliw pod uwagę wzięty został m.in. europejski miks energetyczny, a przecież paliwo do polskich samochodów powstaje w Polsce, w rafineriach Orlenu czy Lotosu, które zasilane są w polskim miksie energetycznym!
Z kolei posiadacze elektryków, jak wskazują wypowiedzi naszych Czytelników, bardzo chętnie decydują się na montaż instalacji fotowoltaicznych. W uproszczeniu ładują więc samochody czystszą energią niż ta, która pochodzi z polskiego miksu. Ponadto niektórzy operatorzy szybkich stacji ładowania przechodzą na energię ze źródeł całkowicie odnawialnych (np. PGE Nowa Energia, częściowo GreenWay, wkrótce Ionity), więc posiadacze elektryków uzupełniający energię w trasie mogą trafić na energię z OZE.
Produkcja energii elektrycznej w Polsce
Dodajmy na marginesie, że w 2019 roku we wszystkich instalacjach wyprodukowano 149 419 459 MWh energii elektrycznej, w tym:
- 141 572 459 MWh (94,7 procent) w instalacjach przystosowanych do spalania paliw, w tym węgla, gazu, biomasy itd.,
- 2 454 000 MWh (1,6 procent) z wody, w hydroelektrowniach,
- 14 344 000 MWh (9,6 procent) z wiatru i innych odnawialnych źródeł energii, w tym instalacji fotowoltaicznych.
Dane nie sumują się do 100 procent, bo 8 951 000 MWh (~6 procent) stanowiły straty w systemie i różnice bilansowe. Tę ostatnią liczbę warto zapamiętać, ponieważ w internetowych komentarzach pojawiają się znacznie wyższe liczby, często słychać, że „sam przesył energii generuje straty na poziomie 30 procent”. Jak widać nie jest to prawda.
Wszystkie zdjęcia w treści to zdjęcia ilustracyjne.