Dr. Andrei David Korberg, asistent universitar și cercetător la Universitatea Aalborg din Danemarca, în cadrul diviziei de planificare sustenabilă a energiei

În prima parte a acestui articol am povestit despre experiența personală a unei călătorii cu mașina electrică. Am condus aproape 5000 de kilometri din Copenhaga la Brașov și înapoi. Pe lângă faptul că a fost o călătorie cât se poate de confortabilă, când am tras linie la final, am aflat că la capitolele energie consumată, emisii de carbon și costuri, mașina electrică a fost cu mult mai economă decât o mașină echivalentă pe combustie internă.

Acești indicatori devin mult mai importanți atunci când vorbim despre un viitor nu foarte îndepărtat unde vor fi mult mai multe vehicule electrice drumurile Europei. Această schimbare de paradigmă spre electromobilitate are efecte pozitive pentru întregul sistem energetic, economic și pentru sustenabilitate în general. În acest sens putem să ne uităm la 4 aspecte extrem de relevante legate de electromobilitate.

Energia – vehiculele electrice sunt mult mai eficiente

Cantitatea de energie utilizată pentru transport este unul din factorii cheie pentru decarbonizarea completă a sistemului energetic. În călătoria noastră prin Europa am consumat de 3 ori mai puțină energie decât am fi consumat cu un vehicul similar pe benzină. Iar asta nu pare foarte important astăzi, când sursa de energie vine din petrol, o parte distinctă a sistemului energetic, cu disponibilitate maximă în funcție de cerere (cel puțin din punct de vedere tehnic).

Mașinile electrice pot contribui eficient la tranziția spre 100% energie regenerabilă.

Dar într-un viitor unde trebuie să înlocuim combustibilii fosili cu alte resurse de origine regenerabilă, acest aspect devine foarte important. În acest sens, propulsia electrică este cea mai eficientă soluție, mai eficientă decât propulsia cu pile de hidrogen sau combustia internă cu bio-combustibili sau electro-combustibili, cel puțin când vine vorba de automobilele personale.

Cea mai abundentă sursă de energie regenerabilă este cea care poate fi convertită în electricitate din surse eoliene sau fotovoltaice. Totuși, pentru a alimenta un parc auto european (incluzând doar mașinile personale) cu energie electrică din surse regenerabile va fi nevoie de cantități mari de energie electrică, circa 400-500 TWh/a, sau echivalentul consumului total de electricitate al Franței. Totuși dacă același parc auto ar fi înlocuit cu automobile pe pile de hidrogen, am avea nevoie de mai mult decât dublul energiei regenerabile chiar și cu pierderi reduse de energie sau echivalentul consumului de electricitate al Franței și Germaniei la un loc. Dacă vine vorba de bio-combustibili sau electro-combustibili, atunci necesarul de energie ar fi de 4-5 ori mai mare decât în cazul unei propulsii pur electrice, doar pentru a propulsa automobilele personale și fără a include alte mijloace de transport.

Pe lângă asta, trebuie să ne gândim că vom avea nevoie de energie regenerabilă și pentru consumul domestic, pentru industrie sau pentru încălzirea locuințelor, unde electricitatea va înlocui mulți din combustibilii fosili folosiți astăzi. Așadar, investițiile într-un sistem de transport non-electric ar pune și mai multă presiune pe resurse și pe spațiul folosit pentru a produce energia regenerabilă. Totuși, resursele pentru a acoperi o asemenea cerere de electricitate din surse regenerabile sunt suficiente, dar numai dacă suntem chibzuiți în modul în care le folosim.

Costuri – un viitor non-electric în transport ar fi mult mai scump

Costurile unei tranziții spre electromobilitate sunt strâns legate de energie. Deși la prima vedere vehiculele electrice sunt doar o versiune mai scumpă a mașinilor pe combustie internă, diferența stă în tipul și cantitatea de energie folosită. Asta pentru că prețul plătit la pompă pentru combustibili nu este reprezentativ pentru cantitatea de energie ce o conțin și pentru impactul lor climatic.

Dacă am plăti cu adevărat prețul pentru energia ce o conțin și emisiile de dioxid de carbon asociate, combustibilii fosili ar trebui să fie mult mai scumpi. De aceea, într-un viitor în care fiecare kilogram de carbon emis va avea un cost pentru societate va prima folosirea tehnologiilor care emit cel mai puțin.

Electromobilitatea este cea mai ieftină soluție pentru decarbonizarea transportului.

Hidrogenul și combustibilii alternativi pentru transport nu au aceeași amprentă redusă de carbon precum energia electrică pentru că sunt supuși conversiei din energie electrică/biomasă în energie chimică, iar apoi iarăși în energie electrică sau termică, ceea ce se traduce în pierderi și implicit costuri mai mari. Vehiculele electrice pot folosi direct energia electrică fără conversii suplimentare și implicit cu eficiență mai mare.

Transportul și distribuția unui kWh de energie electrică este într-adevăr mai scumpă decât transportul unui kWh de gaz metan sau a unui kWh de combustibil lichid. Dar faptul că acesta elimină cea mai mare parte din pierderi și conversii ale energiei, pentru ca apoi motorul electric să poată transforma acel kWh în lucru mecanic la eficiență ridicată, se traduce în final într-un cost mai mic pentru societate. Iar costul mai mic apare tocmai pentru că se reduc substanțial costurile pentru alimentarea cu energie, aceasta fiind costul dominant de-a lungul vieții unui automobil pe combustie internă.

O alternativă la folosirea unor baterii cu capacități mari sunt drumurile electrice. Astfel, cele mai aglomerate autostrăzi pot fi electrificate, iar vehiculele electrice se pot încărca în mers. O asemenea alternativă ar deschide calea spre electrificarea vehiculelor de mare tonaj cât și spre folosirea unor baterii mai mici. Asemenea proiecte pilot au fost deja lansate în Germania, Suedia sau Israel.

Emisiile – Un transport rutier cu zero emisii trebuie să fie electric

Emisiile de dioxid de carbon sunt direct influențate de tipul de propulsie. Vehiculul electric este de aproximativ 3 ori mai eficient decât un vehicul pe combustie internă, iar acest lucru se reflectă în cantitatea de emisii generate. Astfel, chiar și într-un caz extrem al unui parc auto propulsat în totalitate de centrale pe cărbune, acesta ar genera mai puține emisii de CO2 decât generează în prezent automobilele pe combustie internă.

În același timp, producția acestor vehicule electrice este considerată ca fiind mult mai poluatoare decât producția automobilelor pe combustie internă. Pe de o parte, așa si este, producția bateriilor consumă multă energie. În dependență de mixul energetic folosit de industria producătoare de baterii, procesul de producție în sine poate deveni destul de poluator.

Totuși emisiile trebuie înțelese în întreg ciclul de viață al unui automobil, unde emisiile totale de carbon ale unui vehicul electric sunt mult mai mici decât în cazul celui pe combustie internă. În plus, chiar și aceste emisii reduse cor putea fi reduse spre zero pe măsură ce industria producătoare adoptă tehnologii bazate pe energie regenerabilă.

Zero emisii toxice de eșapament asigură un aer mai puțin poluat.

Tranziția spre electromobilitate trebuie înțeleasă ca o călătorie. Astăzi, vehiculele electrice nu au amprentă zero de carbon, dar tot procesul despre adopția acestui tip de mobilitate este o călătorie. Emisiile nu vor fi eliminate din prima, dar aceasta este singura tehnologie care permite o adevărată cale spre a folosi doar energie regenerabilă pentru transport.

Emisiile nu se referă doar la partea de CO2. Alte tipuri de emisii ce pot fi eliminate complet cu ajutorul electromobilității sunt cele ale particulelor PM10, PM2.5 sau mai mici, a SOx si a NOx, toate fiind elemente cu efect nociv pentru sănătate. Deși aceste emisii pot fi reduse în motoarele cu combustie internă prin sistemele de curățare a emisiilor, acestea nu pot fi eliminate complet, din cauza arderilor din interiorul motorului.

Prin urmare, faptul că se elimină complet procesul arderii reprezintă un avantaj imens pentru sănătate, mare parte din bolile respiratorii, și nu numai, fiind cauzate de aerul nociv, produs în parte de motoarele pe combustie internă (pe lângă alte surse de emisii, cum at fi combustibilii arși pentru încălzirea locuințelor). Circa 8,8 milioane de decese sunt provocate anual de aerul poluat, iar printre cei mai afectați de poluarea atmosferică sunt chiar copiii. Chiar ONU indică legătura directă dintre emisiile motoarelor diesel și cancer.

Sustenabilitatea – Este sustenabil sa producem atât de multe baterii?

Cum am explicat mai sus, producția bateriilor în general este un proces cu consum mare de energie. Pe lângă aceasta, producția bateriilor implică extragerea prin minerit a unor resurse precum litiul, cobaltul sau nichelul. Ori mineritul nu este cel mai prietenos cu mediul, de multe ori utilizând tehnici și/sau forță de muncă ce lăsa de dorit. Pe de altă parte, producția bateriilor nu a avut aceeași vizibilitate ca până acum și, deși multe din electronicele folosite astăzi includ baterii, rareori am fost conștienți că modul în care a fost extrasă materia prima ar fi nesustenabil. Mineritul nu este dedicat doar producerii bateriilor, iar o parte din materia primă extrasă este folosită în multe sectoare ale economiei pentru producerea a numeroase bunuri și produse, și chiar și pentru producerea combustibililor fosili. De exemplu, cobaltul (folosit pentru producerea bateriilor) este și o componentă de bază în rafinarea petrolului.

Bateriile pot fi parte din parte dintr-o economie circulara.

Fără îndoială, mineritul trebuie sa devină mai sustenabil. De exemplu, Uniunea Europeană poate să îmbunătățească standardele privind extragerea materiei prime și să relocheze producția de baterii în interiorul Uniunii, unde poate fi mai bine controlată și reglementată (mare parte din materia primă pentru baterii este importată), în vreme ce producătorii de baterii trebuie să reducă volumele și să diversifice categoriile de materiale folosite în producerea bateriilor. Conform think-thank-ului Transport & Environment, până în 2030 va fi nevoie de mai puțină materie primă pentru producerea unui kWh într-o baterie de vehicul electric. Asta înseamnă cu 50% mai puțin litiu și 75% mai puțin cobalt. Unii producători de baterii chiar au reușit sa elimine cobaltul din baterii, iar alți producători se pregătesc de producerea bateriilor în stare solidă, care nu folosesc materii prime ca litiul sau cobaltul și care pot înmagazina mai multă energie decât cele actuale.

Nu în cele din urmă, bateriile vin cu posibilitatea reciclării, ceea ce nu se poate discuta într-o economie bazată pe combustibili fosili unde doar se ard combustibili. Iar pentru că bateriile sunt cea mai scumpă parte dintr-un automobil electric și cel mai probabil lucrurile vor rămâne așa, este de la sine înțeles că acestea nu vor fi “aruncate la gunoi” la finalul ciclului de viață. Din experiența actuală, bateriile rămân încă utilizabile chiar și după finalul ciclului de viață al automobilului, chiar dacă nu mai sunt potrivite pentru a propulsa un automobil. Ele pot fi folosite pentru stocarea energiei, fie la nivel de locuință, fie la nivel de rețea, atunci când discutăm de un număr mare de baterii. Așadar, șansele ca aceste baterii să ajungă la groapa de gunoi sunt mici. Totuși, atunci când trebuie reciclate, rata de recuperare a materiilor prime este mare, iar producători și companii care se ocupă de reciclare indică că peste 90% din materialele folosite în producerea unei baterii litiu-ion pot fi recuperate.

Un exemplu de succes în ceea ce privește reciclarea este cel al acumulatorilor pe plumb folosiți în automobilele pe combustie internă. Deoarece plumbul este un material toxic, un standard pentru producție și reciclare a fost stabilit încă de la început, iar acum aproximativ 98% din acumulatori sunt reciclați, chiar dacă materialele folosite în aceste baterii sunt mai ieftine decât cele folosite în mașinile electrice. Acesta este un exemplu ce poate fi folosit și pentru bateriile pe litiu-ion din vehiculele electrice.

În concluzie, tranziția spre un viitor electric pentru transporturi este fezabilă, atâta timp cât o facem bine de la început. Asta înseamnă să ne asigurăm că producția bateriilor este echitabilă, atât pentru mediul înconjurător, cât și pentru forța de muncă implicată, dar și că diversificăm materialele folosite și dezvoltăm un sistem de transport sustenabil. Ceea ce înseamnă că transportul public și mersul cu bicicleta vor trebui sa primeze în fața mașinii personale, chiar și electrice, acolo unde este posibil.

În cele din urma, închei articolul cu un link către un video care explică, în alte cuvinte, de ce un viitor electric în transport este o soluție mult mai bună decât actualul model bazat pe combustibili fosili: EV or Gas, What Pollutes More?

Acest articol a apărut mai întâi pe infoclima.ro.