top of page
  • Writer's pictureJean-Rémi Chareyre

Eru rafbílar virkilega umhverfisvænni?


Þrátt fyrir töluverða aukningu í sölu nýrra rafbíla á Íslandi á síðustu árum eru margir neytendur enn tortryggnir gagnvart rafbílnum. Margar spurningar hafa vaknað um kosti og galla og sitt sýnist hverju um ágæti hans. Hér verður reynt að afrugla umræðuna með því að svara algengum spurningum með tölum og staðreyndum.




1- Er kolefnisspor rafbíla hærra en bensínbíla þegar framleiðsla rafhlöðunnar er talin með?


Það er rétt að framleiðsla rafbíls veldur meiri losun koltvísýrings heldur en framleiðsla bensín- eða dísilbíls. Það stafar af því að framleiðsla rafhlöðunnar er orkufrek. Þegar kolefnisspor mismunandi bíla er borið saman þarf hins vegar að reikna út heildarlosun yfir líftíma bílsins, þar með talið losun frá framleiðslu bílsins, frá eldsneytisnotkun (fyrir eldsneytisbílinn) og frá raforkuframleiðslu (fyrir rafbílinn).

Á Íslandi er losun frá raforkuframleiðslu nær engin og því er losun frá framleiðslu rafhlöðunnar aðalatriðið. Sú losun hefur lækkað mikið á síðustu árum þökk sé betri skilvirkni í framleiðslu og er nú á bilinu 5 til 12 tonn af Co2 (eftir stærð rafhlöðu og staðsetningu framleiðslunnar). Hver lítri af bensíni eða olíu sem er benndur losar hins vegar um það bil 3 kg af Co2. Miðað við bíl sem eyðir 7,5 lítra á hundraðið þýðir það að eftir 22.000 km er bensínbíllinn búinn að losa jafn mikið og framleiðsla rafhlöðunnar í lítlum rafbíl (1700 lítrar = 5,1 tonn Co2) og eftir 54.000 km jafnmikið og framleiðsla rafhlöðunnar í stærri rafbíl (4000 lítrar = 12 tonn Co2). Öll keyrsla bensínbílsins umfram þetta (22.000 til 54.000 km) veldur losun sem er hrein viðbót við losun rafbílsins.


Af þessu leiðir að minni losun rafbílsins á notkunarskeið hans er fljót að bæta upp fyrir meiri losun við framleiðslu rafhlöðunnar. Yfir líftíma bílsins getur losunin verið 5 til 10 sinnum minni (eftir stærð bílsins og staðsetningu framleiðslu). Við þetta bætist að því lengur sem rafbíllinn endist því minni verður losun hans á hvern kílómetra, á meðan eldsneytisbíll heldur áfram að losa jafn mikið á hvern kílómetra óháð því hversu lengi hann endist.






2- Losa rafbílar ekki jafn mikið af GHL í þeim löndum þar sem rafmagn er framleitt með jarðefnaeldsneyti?


Þetta átti við fyrir nokkrum árum þegar losun frá framleiðslu rafhlöðunnar var meiri, en í dag er heildarlosun frá rafbíl minni í flestum löndum heims og í öllum Evrópulöndum eins og sést á myndritinu hér að neðan (Ísland er ekki með en er á pari við Svíþjóð). Ávinningurinn er hins vegar mjög misjafn eftir því hvernig raforkuframleiðsla fer fram í hverju landi fyrir sig. Í Póllandi er stór hluti raforku framleitt í kolaverum og ávinningurinn því "aðeins" 30% miðað við eldsneytisbíl, á meðan hann er um 80% á Íslandi. Það þýðir þó ekki að rafvæðing bílaflotans borgi sig ekki í slíkum löndum: þau geta þá dregið úr losun bílaflotans með því að skipta út kolaorku fyrir lágkolefnisraforku. Ef flotinn er knúinn jarðefnaeldsneyti er hins vegar engin leið að draga úr losun hans.




3- Eru rafbílar ekki óumhverfisvænir á meðan rafhlöðurnar eru ekki endurnýttar?


Allri framleiðslu fylgir umhverfisáhrif, sérstaklega þegar um stóra og þúnga málmhluti er að ræða. Enginn bíll er "umhverfisvænn", hvaða orkugjafa sem hann er knúinn. Spurningin er því ekki hvort einhverjir bílar séu umhverfisvænir og aðrir ekki, heldur snýst allt um forgangsröðun: hvaða umhverfisáhrif viljum við forðast sem mest, og hvernig förum við að því? Í dag fara aðeins um 5% líþíum-rafhlaðna í endurvinnslu: það er allt of lítið hlutfall og úr því þarf að bæta, en er förgun rafhlaðna stærra vandamál en loftslagsbreytingar? Mun förgun rafhlaðna valda hækkun sjávar, flóð, þurrkur, skógarelda, banvænar hitabylgur, uppskerubrest og hungursneyð? Mun förgun rafhlaðna valda því að 20% af landsvæðum jarðarinnar leggjast í eyði? Eða að þrjár milljarðar jarðarbúa þurfa að flýja heimalandi sínu? Líklega ekki. Mun losun gróðurhúsalofttegunda gera það? Já, að öllum líkindum, ef ekki tekst að draga úr henni.

Allt bendir líka til þess að rafhlöður í rafbílum verði í framtíðinni endurunnar í miklu meira mæli en nú er. Til þess að hægt sé að endurvinna rafhlöður þurfa bílar fyrst að fara í förgun. Fjöldaframleiðsla á rafbílum hófst ekki fyrr en á árunum 2011-12, og þá í mjög litlu magni. Það þýðir að rafbílar sem eru komnir á eftirlaun eru fáir enn sem komið er, en um leið og fjöldinn fer að aukast mun hvatinn líka aukast hjá fyrirtækjum til að setja upp endurvinnslustöðvar, enda eru málmar í rafhlöðum dýrmætir. Þetta á sérstaklega við í Evrópu, sem er algörlega háð öðrum heimshlutum um þessa málma, og þar af leiðandi er endurvinnsla ekki eingöngu spurning um umhverfismál heldur líka um öryggi í aðgangi að auðlindum: því meira sem Evrópa endurnýtir, því minna þarf hún að flytja inn frá einræðisríkjum eins og Kína og Rússlandi. Og raunar hefur Evrópusambandið þegar sett lög til að tryggja lágmarkshlutfall af málmum úr endurvinnslu í nýjum rafhlöðum: fyrir 2030 þarf hlutfallið að vera 5% fyrir líþíum, 17% fyrir kóbalt og 4% fyrir nickel, síðan á hlutfallið að hækka í skrefum. Við Íslendingar hefðum getað þrýst á enn metnaðarfyllri markmið, nema við höfum ákveðið að afsala okkur réttinn til að sitja við borðið þar sem ákvarðanirnar eru teknar, í nafni "sjálfstæðis" (lesist: "áhrifaleysis"). Nú þegar eru nokkur fyrirtæki með endurvinnslustarfsemi í nokkrum löndum sambandins, sem geta endurunnið 50 til 80% af innihaldi líþíum-rafhlaðna í rafbílum, svo sem Fortum í Finnlandi, Umicore í Belgíu og Veolia í Frakklandi. En eitt er að geta, annað að vilja. Oft eru hlutir ekki endurnýttir, ekki vegna þess að það er ómögulegt, heldur vegna þess að það er dýrara en að farga þeim. Þar skiptir regluverkið höfuðmáli. Að lokum má ekki gleyma því að þó rafhlöður í rafbílum séu ekki alltaf endurunnar, þá verður jafnvel lítill hlutfall endurvinnslu alltaf kostur í samanburði við bensín- og dísilbíla: olían sem brennur í vélarrými bílsins verður aldrei endurunnin. Hér er mynd þar sem bornar eru saman þær auðlindir sem rafbíll annars vegar og bensínbíll hins vegar þurfa á halda á líftíma sínum: 160 kg af málmum á móti 17.000 lítrar af olíu.



Hingað til höfum við litið svo á að andrúmsloftið sé hinn fullkomni urðurnarstaður fyrir jarðefnaeldsneyti: þar sem við getum hvorki séð, lyktað af, né komið við þann koltvísýring sem verður til við brennslu olíu, lítum við svo á að úrgangurinn sé enginn, vandamálið leyst, og endurvinnsla ekki til umræðu. Rafhlaðan hverfur hins vegar ekki út í andrúmsloftið um leið og við notum hana, og því finnst okkur erfiðara að "sópa hana undir teppið". En olían hverfur ekki heldur, hún breytist hins vegar í Co2 sem er margfalt skaðlegra (eins konar öfugsnúin endurvinnsla). "Ekkert verður til, ekkert hverfur: allt umbreytist" sagði eitt sinn franski eðlisfræðingurinn Lavoisier. Uppreisnarmönnum í frönsku byltingunni tókst samt að láta hann hverfa með dyggri aðstoð fallaxarinnar, en það er önnur saga...



4- En námugröftur til að framleiða málma í rafbíla er mengandi iðja sem byggir á barnaþrælkun, er það ekki?


Já, námugröftur er oft mengandi iðja, sérstaklega ef hann fer fram í löndum þar sem umhverfiskröfur eru litlar sem engar. Kóbalt-vinnsla í Kongó er ef til vill þekktasta dæmið, en vinnslu líþíums, kopars, grafíts, stáls og áls, sem eru notuð í meira magni en kóbalt í rafhlöðuframleiðslu, fylgir líka ýmis umhverfisleg og félagsleg vandamál.

En ef einhver hefur einhvern tímann haldið að vinnsla jarðolíu sé hreinn og óflekkaður iðnaður, þá er sá hinn sami beðinn um að segja skilið við Lísu í Undralandi og kynna sér betur sögu svarta gullsins: olíuslys á hafi, mannréttindabrot í olíuríkjum (sem Vesturlönd þegja yfirleitt yfir vegna viðskiptahagsmuna), stríð í Miðausturlöndum... Hann er langur listinn yfir förnarlömb svarta gullsins, jafnvel þótt loftslagið sé ekki talið með. Það breytir því ekki að námugreftri fylgir umhverfis- og félagsleg áhrif sem nauðsynlegt er að halda í lágmarki. Það er hægt að gera meðal annars með aukinni endurvinnslu annars vegar og nægjusemi hins vegar. Nægjusemi, hvað er það? Það er: færri bílar, minni og léttari bílar, og bílar sem endast lengur. Sömuleiðis er nauðsynlegt að neytendur og stjórnvöld geri kröfur um að framleiðendur velji hráefni sem eru framleitt við ásættanlegar ástæður. Þetta á hins vegar líka við um ýmsar vörur sem við flytjum inn og eru oft framleiddar við vafasamar aðstæður: fatnaður, matvæli, raftæki, skartgripir og margt fleira.




5- En eru rafbílar ekki mjög dýrir?


Innkaupsverð rafmagnsbíls er í dag hærra en bensín- eða dísilbíls, þrátt fyrir ívilnanir ríkisins. En hver bíleigandi veit að innkaupsverðið er aðeins hluti af rekstrarkostnaði bílsins. Ofan á það þarf að bæta orkuverð, viðhald og þjónusta, tryggingar og fleira. Bæði orkuverð og viðhaldskostnaður eru lægri á rafbílum. Tökum sem dæmi þessar tvær útgáfur af nákvæmlega sama bílnum: Peugeot 208 (bensín) sem kostar 3.000.000 króna og Peugeot e-208 (rafmagn, 50 kw) sem kostar 4.150.000 krónur (bara svona svo við séum ekki að auglýsa neinn sérstakan framleiðanda...)



Yfir líftíma hans (ca. 200.000 km) mun Peugeot 208 bensínbíllinn eyða um 12.000 lítrar af bensíni (6L / 100km) með orkukostnaði upp á 3.600.000 krónur miðað við bensínverð í dag (um 300 kr/L). Merkileg uppgötvun: bensínið í bílinn mun kosta meira en bíllinn sjálfur (nema ef bensínverð lækkar).

Rafbíllinn (e-208) mun hins vegar eyða um 34.000 Kwst yfir sama líftíma (um 17 kwst / 100km), með orkukostnaði upp á 580.000 krónur (17 krónur / kwst). Það er 84% sparnaður í orkukostnaði. Í heildina er kostnaður bensínbílsins þá 6,6 milljónir en rafbílsins 4,7 milljónir (fyrir utan viðhald og tryggingar).

Við þetta bætist að viðhaldskostnaður rafbílsins er töluvert minni: hann þarf engin olíuskipti og í rafmótor eru fáir íhlutir sem þarf að skipta um (engin tímareim, gírkassi, kúpling, kerti, bensínsíur, púströr o.fl). Miðað við ofangreint dæmi er rafbíllinn þannig um 30-40% ódýrari á heildina litið. Ef hann er látinn endast lengur en 200.000 km (sem er forsendan í þessum útreikningum), þá getur mismunurinn verið enn meiri, og sömuleiðis ef bensínverð hækkar enn frekar, sem er alls ekki útilokað miðað við minnkandi olíubirgðir í heiminum.



6- Endast rafhlöðurnar ekki frekar illa?


Ending rafhlöðunnar er algengt áhyggjuefni og er það fullkomlega eðlilegt þar sem við erum vön raftækjum sem endast oft varla meira en örfá ár þar sem rafhlaðan í þeim verður fljótlega ónýt (farsímar, fartölvur og fleira). Það er vegna þess að minni tæki eru ekki hönnuð með endingu í huga (stundum þvert á móti þar sem það hentar framleiðendum bara ágætlega að við kaupum nýjan farsíma á tveggja ára fresti!). Hins vegar eiga fáir efni á því að endurnýja bílinn sinn á tveggja ára fresti og þess vegna eru bílaraflhöðuframleiðendur að hanna rafhlöður sem endast miklu lengur. Flestir rafbílar í dag eru með ábyrgð á rafhlöðu upp á 7-8 ár og 150.000 km, og reynslan af elstu rafbílum á markaði sýnir að rafhlaðan getur enst miklu lengur en það. Tesla módel S er einn af elstum módelum rafbíla og athuganir á stöðu rafhlaðna í þeim hefur sýnt að eftir 200.000 km akstur er drægnin um og yfir 90% af upphaflegri drægni.





7- En er drægnin ekki of lítil?


Drægni rafbíla getur verið talsvert minni en drægni eldsneytisbíla. Engin lausn er fullkomin í þessum ófullkomna heimi og stundum þarf að sætta sig við það. Hins vegar er það ljóst að í daglega lífinu þurfa flestir ekki á mikla drægni að halda. 99% af bílferðum okkar eru ferðir í vinnuna, verslunina, skólann, til læknis eða annað þar sem drægni upp á 500 km er fullkomlega óþörf. Hin 1% eru aðallega ferðalög í frítímanum okkar þar sem við höfum alveg tíma til að stoppa aðeins á leiðinni til að hlaða, og þurfum hvor sem er að gera það til að hvíla bílstjórann og fá okkur næringu. Það vill svo heppilega til að við ferðumst mest yfir sumarið þegar veðrátta er hagstæð fyrir starfsemi rafhlöðunnar og þá er rafbíllinn í sínu "besta formi". Heimurinn er víst fullkominn eftir allt saman.

Það er hins vegar ljóst að hleðsluinnviðir þurfa að vera til staðar ef rafbíllinn á að vera raunhæfur möguleiki í ferðalögum um landið. Sem betur fer hafa stór skref verið stigin á því sviði á síðustu árum.



8- En er ekki mikil eldhætta af bílarafhlöðum?


Eldur í rafhlöðu er viðkvæmari en hefðbundinn eldur vegna þess að til þess að slökkva hann þarf sérstakur slökkvibúnaður. Rafbílar eru búnir sérstöku rafhlöðukerfi (e. "Battery Management System) sem hefur umsjón með hleðslu og vaktar hitastig rafhlöðunnar. En slysin geta alltaf gerst: eldur í rafbíl getur kviknað af ýmsum ástæðum: tjón, skammhlaup, ofhleðsla, etc. Tíðni eldsvoða í rafbílum er hins vegar um tíu sinnum lægri en í bensínbílum og eldur í rafbíl er lengri að fara af stað heldur en í bensínbíl (enda bensín nokkuð eldfimt efni segja efnafræðingar) þannig að hættan sem stafar af mögulegum eldsvoða fyrir farþegana er í raun minni en í bensín- og dísilbílum þótt hún sé alltaf til staðar.



9- En er ekki ódýrara að kolefnisbinda með skógrækt frekar en að veita ívilnanir á rafbílakaupum?


Það er algengur misskilningur að loftslagsmál snúist um að velja á milli þess að draga úr losun annars vegar eða auka bindingu kolefnis hins vegar. En vísindamenn hafa endurtekið það nógu oft: kolefnisbinding er nauðsynleg en hún mun í sjálfu sér aldrei duga til að ná þann samdrátt í losun sem Parísarsamkomulagið gerir ráð fyrir. IPCC (milliríkjanefndin) hefur endurtekið það í öllum síðustu skýrslum sínum: jarðefnaeldsneyti þurfa að vera úr sögunni um eða rétt eftir 2050. Aukin skógrækt lætur jarðefnaeldsneyti ekki hverfa. Það að bera saman kostnað við skógrækt annars vegar og ívilnarnir fyrir rafbíla hins vegar er þannig eins og að bera saman epli og appelsínur. Í slíkum útreikningum gleymist líka oft að rafbílavæðingin snýst ekki eingöngu um losun gróðurhúsalofttegunda heldur líka um orkuöryggi, í heimi þar sem framleiðsla jarðefnaeldsneytis er dæmd til að dragast saman óháð vilja okkar.



Niðurstaða


Út frá loftslagsmálum er niðurstaðan sú að rafbílar eru klárlega umhverfisvænni kostur en hefðbundnir eldsneytisbílar. Hins vegar er ýmislegt sem þarf að hafa í huga varðandi innleiðingu þeirra. Kolefnisspor rafbíls getur verið mjög mismunandi eftir stærð bíls og rafhlöðu: Audi e-tron hefur til að mynda tvöfalt stærra kolefnisspor en Volkswagen e-Up:


Heimild: Carbone 4

Stærri bílar eyða líka meiri orku og þurfa meira magn af ýmsum málmum. Málmar og orka eru takmarkaðar auðlindir og þær þarf að nýta sparlega. Fólksbílar eins og við umgengumst þá í dag nýtast afar illa: að nota 2000 kílóa tæki til að flytja 70 kílóa manneskju frá A til B er ekki sérstaklega skilvirk flutningsaðferð. Við þurfum minni og léttari bíla í hversdagslegar ferðir, og við þurfum líka færri bílar og betri nýtni: bílamenning sem byggir á "einn bíl á mann og helst jeppi" er ekki raunhæf: ef allir jarðarbúar vildu eignast tveggja-tonna rafbíl yrði aldrei nóg til af þeim málmum sem þarf í allar þær rafhlöður og alla þá raforkuframleiðslu sem til þyrfti.

Ef efnaðri þjóðirnar í vestri leggja eingöngu áherslu á að skipta út bensínbíla fyrir rafbíla án þess að fækka þeim og minnka þá, mun eftirspurnin þrýsta verðið upp og efnaminni þjóðir munu ekki hafa efni á því að rafvæða bílaflotann sinn. Alþjóða Orkustofnunin (IEA) hefur nú þegar varað við líklegan skort á ýmsum málmum á næstu áratugum vegna mikillar eftirspurnar sem fylgir orkuskiptunum. Þegar þessi grein er skrifuð hefur verð á nickeli tvöfaldast á síðustu 6 mánuðum svo dæmi sé tekið. Í heimi þar sem auðlindir eru takmarkaðar þurfum við að læra að setja okkur mörk. Til þess að lágmarka hráefnisþörf þurfum við líka að leggja áherslu á fleiri valkosti en eingöngu einkabílinn. Virkir samgöngumátar þar sem þeir eiga við (ganga, hjól, rafhjól, rafskutlur), smábílar, almenningssamgöngur í þéttbýli, deilibílaþjónusta, samflot: allt getur þetta hjálpað okkur til að skapa fjölbreytt samgöngukerfi sem byggir ekki eingöngu á einkabílnum, og sparað okkur um leið dýrmætan gjaldeyri. En til þess þarf að styðja við þessa valkosti og auka gildi þeirra, rétt eins og gert hefur verið við rafbílinn. Í stuttu máli: er rafbíllinn hluti af lausninni við loftslagsvána? Já, en í hófi...

Commentaires


Post: Blog2_Post
bottom of page