Care mașini sunt mai poluante în ansamblu: cele convenționale sau cele electrice?

Pe lângă autonomia redusă și prețurile mari, mașinile electrice sunt des acuzate de către detractori din cauza poluării conexe pe care o produc. Haideți să încercăm să rezolvăm dilema de tip ”care pe care” și să vedem cât poluează în ansamblu mașinile electrice față de cele convenționale.

De la început trebuie să înțelegem că, în cazul mașinilor, poluarea nu mai este doar o chestiune de câte noxe sunt eliminate prin arderea carburantului. Ci tabloul trebuie privit în ansamblul lui: câtă poluare se produce prin construcția și utilizarea unei mașini, pe toată durata sa de viață. Ceea ce este mult mai greu de estimat. Dar nu neapărat imposibil.

Până când noul proiect ”Economia circulară”, votat recent de Parlamentul European, va intra în vigoare (și vom putea vedea exact gradul de poluare al fiecărei etape), încercăm să găsim băbește un răspuns la marea dilemă: sunt, de fapt, mașinile electrice mai poluante decât credem? Mai ales raportat la mașinile cu motoare convenționale.

Producerea mașinilor convenționale vs. electrice: 1 – 1

În general, în construcția unei mașini avem o caroserie metalică, componente din plastic și țesături pentru habitaclu, cauciuc pentru pneuri și alte ”chestii”. Toate acestea presupun prelucrarea unor materiale, deci un lanț întreg de procese poluante, de la extragerea materiei prime până la transformarea ei în piesa sau subansamblul final.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 1
Structura metalică a unei mașini (caroserie și panouri exterioare) contorizează o treime din poluarea rezultată din producerea unei mașini

Cele mai multe mașini au caroseria și panourile exterioare realizate din oțel, un număr foarte mic folosesc aluminiul, iar un număr insignifiant apelează la diverse materiale plastice sau, mai nou, fibră de carbon. Activitatea minieră și producerea caroseriei se crede că ar avea cel mai mare impact, contorizând circa 30% din poluarea totală pentru producerea unei mașini.

Dar, pentru a simplifica lucrurile, putem pune un semn de egalitate: producerea unei mașini electrice (fără a lua în considerare sistemul de propulsie) este cam la fel de poluantă cu a unei mașini convenționale. Cât de poluantă? Nu e ușor de răspuns la această întrebare, care necesită un volum uriaș de date și informații, sensibile pentru industrie.

Există, totuși, un raport ”Shades of Green”, care vine cu ipoteza că poluarea rezultată în urma producției unei mașini electrice s-ar cifra la 70 g CO2e/km pe tot parcursul vieții vehiculului. Asta în timp ce poluarea produsă în cazul unei mașini convenționale este considerată doar 40 g CO2e/km, raportul bazându-se pe factorul de transformare propus de guvernul britanic în 2012.

 

În ansamblu, analiza ”Shades of Green” arată că beneficiile utilizării mașinilor electrice asupra mediului nu sunt la fel peste tot în lume. În țările unde curentul este produs exclusiv prin arderea cărbunilor, mașinile electrice au de până la 4 ori mai multe emisii CO2 decât mașinile convenționale. Acolo unde mixul de energie este relativ echilibrat, mașinile electrice au un grad de eficiență ca al hibridelor sau dieselurilor. În zonele unde predomină ”energiile curate”, mașinile electrice poluează la jumătate față de cele mai eficiente dieseluri. Deci mașinile electrice sunt la fel de ”curate” sau ”murdare” ca și curentul pe care îl folosesc

Deci, dacă ar fi să ne luăm după aceste valori, construirea unei mașini electrice poluează aproape dublu față de cea a unei mașini convenționale! Apare, însă, o ”mică” observație: volumul producției. În lume circulă peste un miliard de autoturisme cu motoare convenționale, dar numai o jumătate de milion de mașini electrice. Adică de 2.000 de ori mai puține… Pentru a compara mere cu mere (și nu cu mingi de tenis), ar trebui făcute calculele considerând producția a un miliard de mașini electrice.

Și să nu uităm, totuși, de evoluția tehnologică. Câtă vreme Renault ZOE folosește multe materiale reciclabile, BMW i3 are caroserie din CFRP (plastic ranforsat cu fibră de carbon), iar Tesla Model S are caroseria din aluminiu, ar fi cel puțin tendențios să afirmi că acestea ar fi mai poluant de produs decât modele similare precum Renault Clio, BMW Seria 2 Active Tourer sau Audi A8.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 3
Sustenabilitatea proceselor de producție, din ce în ce mai importantă

În plus, toate companiile din industrie își adaptează rapid procesele de producție pentru a fi cât mai sustenabile. Iar marii producători auto încep să stea din ce în ce mai bine la acest capitol – vezi recentul studiu Newsweek.

Așadar, cred că putem cădea de acord că, în etapa construcției mașinilor electrice și convenționale, vorbim de o remiză. Chiar dacă, pentru unii, ar putea părea părtinitor la adresa mașinilor electrice, iar pentru alții, dimpotrivă, o penalizare nemeritată.

Producerea carburantului și a bateriilor electrice: 3 – 1

Pentru a putea funcționa, mașinile cu motoare convenționale au nevoie de benzină, motorină sau alte tipuri de carburanți, proveniți din combustibilii fosili, în principal petrol. În cazul mașinilor electrice, curentul electric trebuie stocat în baterii, iar producerea bateriilor consider că e cea care merită comparată cu producerea carburantului.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 4
Industria petrolieră este cel mai mare poluator al planetei

Procesele de extragere și rafinare a petrolului și gazelor naturale sunt considerate cele mai poluante în privința emisiilor de compuși volatili, periculoși atât pentru sănătatea oamenilor și a celorlalte viețuitoare, dar care au și efecte majore asupra schimbărilor climatice. Legislația în domeniu este extrem de permisivă, așa încât efectele asupra aerului, apei și solului sunt, de fapt, incomensurabile.

Metanul, sulfatul de hidrogen (H2S) sau monoxidul de carbon sunt doar câțiva dintre cei mai periculoși compuși eliminați în atmosferă la extracția petrolului și gazelor naturale. După care, în rafinării, procesele de transfomare în carburanții obișnuiți duc la emisii de compuși BTEX (benzen, toluen, etilbenzen, xilen) sau dioxid de sulf (SO2). Atât în locurile de extracție, cât și în zonele rafinăriilor viața devine imposibilă din cauza atmosferei poluate.

Studii medicale amănunțite au demonstrat că varietatea de poluanți asociate cu extragerea și prelucrarea combustibililor fosili sunt în mod direct responsabile de multe boli, ba chiar și de cancer. La care se adaugă afectarea pe termen lung a zonelor de extracție sau unde există rafinării: solul și apa freatică sunt compromise, iar habitatul este distrus.

Repet, o cuantificare exactă a efectelor industriei petroliere nu a reușit nimeni să facă până acum, mai ales că nici nu există măsurători precise ale poluanților emiși în procesele folosite. Însă efectele vorbesc de la sine despre impactul puternic negativ al extracției de combustibili fosili.

Nici producerea bateriilor pentru mașini electrice nu este lipsită de ”păcate”. Până nu demult, tehnologia bateriilor cu plumb era cea mai populară, dar plumbul este extrem de poluant, așa încât utilizarea lui se rezumă acum doar la bateriile pentru alimentarea circuitului de 12V al mașinii.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 5
Obținerea litiului este mult mai puțin poluantă decât extracția petrolieră

Acum, tehnologia pe care se pune accent este cea a bateriilor litiu-ion. Pe lângă litiu, element de bază, există diverse sub-tipuri de baterii, toate necesitând diverse minerale rare, cum ar fi cobaltul sau nichelul. Practic, poluarea pentru producerea bateriilor mașinilor electrice actuale ține de procesele miniere de extracție a acestor materiale.

Mineritul rămâne un proces poluant, fără discuție: este afectat atât mediul înconjurător și habitatul, cât și aerul. Dar marea diferență, față de extragerea și prelucrarea petrolului, ține de lipsa multor compuși periculoși din componența petrolului și gazelor naturale. Deci specialiștii sunt de acord că extracția metalelor rare necesare bateriilor este mai puțin poluantă decât obținerea benzinei sau motorinei.

Totuși, revenind la litiu, acesta poate fi obținut mult mai puțin poluant raportat la minerit: din sarea de mare. Marele dezavantaj este că procesul de evaporare al apei, în bazine speciale, durează foarte mult (raportat la cantitatea de litiu care este obținută ulterior). După care mai intervine utilizarea unor substanțe periculoase, cum ar fi acidul clorhidric, care pot afecta mediul dacă nu există un control strict.

Momentan, fabricarea bateriilor pentru mașini electrice duce la o poluare insignifiantă față de poluarea rezultată în urma producerii carburanților convenționali, în primul rând din cauze cantitative. Totuși, chiar dacă am considera că, în locul celor un miliard de vehicule cu motoare convenționale, am avea un miliard de mașini electrice, poluarea pentru producerea bateriilor tot ar fi mult mai mică decât cea pentru producerea benzinei sau motorinei.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 6
Avantajul inestimabil al bateriilor față de carburanții fosili: posibilitatea de reciclare

Dar asta nu din cauza proceselor de extracție, care, la această magnitutine, ar deveni foarte poluante. Ci datorită faptului că bateriile sunt reciclabile, iar materialele folosite în ele pot fi refolosite, unele aproape integral. Asta în timp ce petrolul sau gazele naturale, odată arse, se pierd. Dar produc și efecte puternic negative.

Deci, în această etapă, avantajul bateriilor pentru mașini electrice este clar, chiar dacă, într-adevăr, nu vorbim nicidecum de eliminarea poluării. Trebuie, însă, avut în vedere și factorul timp. Utilizarea petrolului și gazelor naturale a produs, timp de un secol, un grad de poluare extrem de mare. Iar pe viitor nu există absolut deloc soluții viabile măcar de a reduce impactul asupra mediului.

În schimb, tehnologia bateriile evoluează atât de galopant, iar presiunea de a evita poluarea este atât de mare, încât eficiența mașinilor electrice devine incomparabilă cu a celor convenționale, din punct de vedere al impactului asupra mediului. Așa încât, da, este de preferat să înlocuim cât mai repede motoarele convenționale cu propulsia electrică, deoarece asta înseamnă reducerea drastică a poluării.

Arderea carburanților în motoare vs. producerea curentului electric: 2 – 1

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 7
Din păcate, cărbunii încă mai sunt de bază pentru producerea curentului electric

Am ajuns la ultima etapă a analizei mașini convenționale vs. mașini electrice. Care, din nou, pune pe tapet o problemă sensibilă a mașinilor electrice: cât de mult poluează, de fapt, mașinile electrice în utilizare? Pentru că, nu-i așa, curentul electric trebuie să provină de undeva. Iar, momentan, mare parte din curentul electric este produs în termocentrale, unde se ard cărbuni.

Ei bine, în ajutorul detractorilor mașinilor electrice aduc un foarte recent studiu al National Bureau of Economic Research, realizat în SUA. În acest studiu, cercetătorii iau în consideare mixul de energie al fiecărui stat american și, astfel, ajung la o concluzie interesantă privitor la poluarea mașinilor electrice.

Pe scurt, totul ține de modul de producere a energiei electrice. Cercetătorii au folosit valorile oficiale ale emisiilor poluante rezultate din cele aproape 1.500 de termocentrale din SUA, le-au raportat la consumul de curent declarat oficial de producătorii mașinilor electrice, iar așa au obținut costul pe milă al efectelor asupra mediului.

În cazul mașinilor cu motoare termice, au fost alese modele cât mai apropiate de cele electrice aflate în vânzare pe piața nord-americană. S-au luat în considerare consumurile oficiale de carburant, respectiv dispersia a cinci dintre cei mai importanți poluanți (dioxid de carbon – CO2, dioxid de sulf – SO2, oxizi de azot – NOx, particule și compuși volatili), precum și efectele acestora asupra sănătății, conform datelor de la ministerul sănătății.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 8
Stânga: poluarea mașinilor cu motoare convenționale. Dreapta: poluarea mașinilor electrice

În final, comparând costurile, s-a obținut o imagine destul de clară a poluării în utilizare provenită de la mașinile convenționale, respectiv cele electrice. Iar ”harta poluării” ne arată că utilizarea unei mașini electrice în estul SUA este mai poluantă decât în vestul țării.

Pare chiar comică afirmația cercetătorilor că, în unele state, mașinile electrice nu ar trebui să beneficieze de subvenții, ci să fie taxate. Dar, într-adevăr, datele sugerează că acesta este adevărul: gradul de poluare al mașinilor electrice este strâns legat de gradul de poluare al surselor de obținere a energiei electrice.

Ceea ce, atenție, nu este echivalent cu a afirma că ”mașinile electrice poluează mai mult decât mașinile convenționale”. Nicidecum. Pentru că energia electrică nu provine doar din arderea combustibililor fosili, ci și din surse regenerabile. Care, este adevărat, deocamdată au un procent mic din mixul total de energie, dar acest procent crește foarte rapid.

De fapt, o concluzie mai generală a acestui studiu, dar și a altora de acest fel, poate suna chiar incredibil: nu mașinile sunt vinovate pentru poluare (fie ele electrice sau convenționale), ci doar carburantul care le alimentează. Ar mai blama cineva motoarele cu ardere internă dacă benzina sau motorina ar fi niște lichide care, prin ardere, nu ar degaja poluanți – cum este cazul hidrogenului?

Revenind la situația din prezent, devine clar că mașinile electrice pot fi acuzate de poluare conexă în utilizare, dar este exagerat să spunem că această poluare este mai mare decât se obține prin utilizarea mașinilor convenționale. Și aici nu mă refer la discrepanța actuală dintre numărul de mașini convenționale și cel al mașinilor electrice.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 9
Eficiența mică a motoarelor convenționale: multe frecări, multe pierderi prin căldură, principiu de funcționare depășit, etc

Motoarele cu ardere internă sunt ineficiente (cele mai eficiente motoare de-abia dacă ajung la 30%), consumul lor este mai mare în realitate decât în teorie (chiar și peste o treime!), iar emisiile poluante rezultate în urma arderii benzinei și motorinei, mai ales în mediul urban, sunt considerate din ce în ce mai devastatoare pentru sănătatea umană.

În schimb, eficiența unei termocentrale depășește 50%-60%, deci arderea cărbunilor pentru producerea electricității pentru X mașini electrice este echivalentă ca poluare, dacă nu chiar mai puțin poluantă, decât arderea carburantului de către X mașini convenționale. Evident, folosirea unor cărbuni foarte ieftini, cum este lignitul (de trei ori mai poluant decât celelalte sortimente de cărbuni!), duce la obținerea unui curent electric ”murdar”. Dar, pe de altă parte, 90% dintre mașinile convenționale utilizează sortimentele cele mai ieftine de benzină și motorină, care duc la arderi mai ineficiente, deci la poluare mult mai mare decât teoria.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 10
Nu e photoshop: Paris-ul chiar este afectat din plin de poluarea mașinilor

Mai intervine un factor important: termocentralele sunt plasate, de regulă, în afara zonelor intens populate, care sunt, astfel, mai puțin afectate. Cum 60% din populația globului este deja urbanizată, iar 90% din timp mașinile sunt utilizate în interiorul localităților, devine clar că, în aglomerația urbană, mașinile electrice reprezintă un mare avantaj. Nu emit niciun gram de poluanți, spre deosebire de mașinile convenționale, care poluează cel mai mult în traficul urban, iar emisiile afectează în mod direct populația.

Un alt argument al mașinilor electrice ține, până la urmă, de mixul de enegie. Procentul energiilor regenerabile este în continuă creștere: de la sub 10% în anii 2000 a ajuns în 2014 la circa 25%, iar la finalul acestui deceniu se speră că va depăși 30-35%.

Pe fondul creșterii temerilor privind efectele catastrofale ale încălzirii globale, marile puteri se arată dispuse să ia măsuri din ce în ce mai drastice pentru limitarea poluării și încurajarea investițiilor în energiile regenerabile. Așa încât nu sunt puține ipotezele care afirmă că omenirea ar putea ajunge ca, la jumătatea acestui secol, să producă tot necesarul de energie doar din surse regenerabile, nepoluante.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 11
Curentul electric poate fi obținut doar din energii regenerabile. Benzina, însă, nu…

În ce privește mașinile electrice, înseamnă că, de la an la an, curentul pe care îl vor folosi va fi din ce în ce mai ”curat”. Dar e o chestiune care ține în primul rând de legislație și voința guvernamentală și corporatistă. Nu voi intra acum în detaliile presiunilor din partea sectorului gigantic al energiei, dominat de mamuții poluanți.

Parafrazând o sintagmă populară (”Guns don’t kill peole. People kill people”), la fel este și cu mașinile electrice: nu ele poluează, ci producătorii de curent electric. În schimb, motoarele mașinilor convenționale sunt direct responsabile de poluarea când ard carburantul. Deci ar trebui să fie suficient de clar cui îi revine responsabilitatea poluării în utilizarea mașinilor, indiferent de sistemele de propulsie folosite.

Deci, mașini electrice sau mașini convenționale?

A fost o analiză destul de lungă, mai ales raportat la actuala ”societate twitter”, în care se dorește să știi cât mai mult din informații cât mai condensate. Din păcate, această analiză este doar vârful unui iceberg, tot ce am spus până acum necesitând mega-analize mai aprofundate.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 12
Mașinile convenționale au câștigat… dreptul de ”a fi scoase la pensie” și înlocuite de mașinile electrice

Dacă ne uităm la ”scorul” final, acesta este de 6 la 3 pentru mașinile convenționale. Dar, atenție, nu este ca în sport, unde cine are mai mult este mai bun. Dimpotrivă, în cazul nostru acest scor contorizează motivele negative ale fiecărei părți. Deci de câștigat au mașinile electrice.

Acestea sunt, pentru moment, la același nivel de poluare în producere ca și mașinile convenționale. Însă lucrurile se schimbă foarte repede: de la tehnologii noi și creșterea sustenabilității până la o proiectare mai eficientă și o reciclare mai bună, construcția de mașini va cunoaște în anii următori o evoluție uriașă în materie de scădere a poluării. Mai ales raportat la istoria de până acum a automobilului.

După care se impune renunțarea definitivă la industria petrolieră, care reprezintă cea mai mare sursă de poluare a planetei și pentru care nu există alt ”leac” decât stoparea operațiunilor. Înlocuirea petrolului cu bateriile electrice, deși nu înseamnă eliminarea poluării, înseamnă un mare pas înainte până la găsirea unor soluții și mai puțin poluante sau deloc poluante.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 13
Din păcate, propulsia cu hidrogen nu reprezintă salvarea pe care o speră mulți. Cel puțin nu acum. Iar bateriile promit o concurență acerbă pe termen scurt și mediu

Propulsia pe bază de hidrogen încă nu este viabilă, deoarece hidrogenul ieftin se obține din gaze naturale. Iar tehnologia fuel-cell are, încă, multe lacune tehnice și de ordin financiar față de cea a bateriilor, care evoluează extrem de rapid. Iar contraargumente sunt încă multe vezi dezbaterea mașini electrice vs. mașini pe hidrogen.

Cât despre moduri gratuite de a obține energie infinită, să spunem doar că actualul model al societății nu poate concepe ceva gratis, care să nu fie controlat de cineva și de care să nu depindă ceilalți… Dar discuțiile pe această temă ar divaga prea mult de la subiectul nostru.

masini conventionale vs masini electrice poluare - ecoprofit 14
Mașinile electrice sunt blamate pentru producerea poluantă a curentului. Dar uităm că ele nu consumă nici 1% din totalul producției de energie. Iar, dacă toate mașinile din lume ar fi electrice, procentul ar ajunge la doar 30-40%

Nu în ultimul rând, utilizarea mașinilor ne arată, în definitiv, unde sunt adevăratele probleme. Tehnologia motoarelor cu ardere internă și-a cam atins limitele, iar poluarea nu poate fi scăzută mai mult decât, culmea, prin combinarea cu propulsia electrică.

Producerea curentului electric nu ține de producătorii auto, ci de societate în ansamblu – deoarece nu doar mașinile electrice utilizează curent electric. Pe principiul ”mașinile electrice nu sunt bune deoarece se poluează la producerea curentului electric” nu ar mai trebui să folosim niciun dispozitiv electric, de la frigidere și televizoare la smartphone-uri și calculatoare. E o logică dezarmant de simplă, până la urmă.

În concluzie, răspunsul la întrebarea inițială (care poluează mai mult în ansamblu, mașinile convenționale sau cele electrice?) este simplu: mașinile convenționale sunt mai poluante. Da, ar fi greșit să afirm că mașinile electrice nu poluează, pentru că și ele se fac responsabile de poluare. Însă într-o măsură mult mai mică decât mașinile convenționale. Dată fiind evoluția mult mai galopantă a tehnologiei, merită înlocuite cât mai repede mașinile convenționale cu mașini electrice. Cât mai repede – până nu este prea târziu.