Prawdopodobnie najlepszy
portal analityczny w Polsce
poświęcony energetyce



Ile emituje samochód na prąd z węgla?

Kategoria: Rynek energii , Węgiel , Technologie i innowacje

tagi: węgiel kamienny węgiel brunatny samochody elektryczne Tesla 

Milion elektrycznych samochodów ładowanych energią wytwarzaną z polskiego węgla – taką wizję przyszłości za 10 lat roztoczył niedawno wicepremier Mateusz Morawiecki. Bezsprzecznie, jest to droga do ograniczenia emisji zanieczyszczeń ulatujących z rur wydechowych. Spróbujmy jednak oszacować, jak wygląda to z punktu  widzenia emisji CO2.

Rząd nie kryje, że jednym z celów jest zwiększenie popytu na energię elektryczną, który zostanie pokryty przez elektrownie palące krajowym węglem. Minister energii Krzysztof Tchórzewski wspominał już o miliardach, jakie przy okazji elektryfikacji transportu zarobią kontrolowane przez państwo spółki energetyczne. Czy jednak da się w ten sposób obniżyć emisję dwutlenku węgla? I czy gra warta jest świeczki?

Dla naszych szacunków przyjmijmy kilka założeń, przybliżeń i uśrednień, w taki jednak sposób by nie wpłynęło to znacząco na końcowe wyniki. Zasadnicze znaczenie ma tu emisyjność procesu spalania węgla. Obowiązujące uśrednione wskaźniki to powstanie 342 kg CO2 przy wytworzeniu 1 MWh energii cieplnej z węgla kamiennego i 396 kg CO2 dla węgla brunatnego. Energię cieplną trzeba przetworzyć na elektryczną, co dzieje się z określoną sprawnością. Jeśli przyjmiemy że obecnie sprawność bloków dla obydwu typów paliwa wynosi w Polsce ok. 36 proc., to otrzymujemy emisję 950 kg CO2 dla wytworzenia 1 MWh energii elektrycznej z węgla kamiennego i 1100 kg z brunatnego.

W tym miejscu można zauważyć, że blok na węgiel kamienny o sprawności 46 proc. - co jest granicą dzisiejszej technologii - emituje „tylko” 743 kg CO2/MWh. Z tego prostego rachunku wynika argument rządu za budową nowych wysokosprawnych elektrowni węglowych. Rzeczywiście emisja na jednostkę energii jest w nich o ok. 20 proc. niższa, ale z powodu kilku nowych bloków średnia sprawność całej energetyki węglowej wzrośnie znacznie mniej.

W Polsce energia wytwarzana z węgla pochodzi dziś w 60% z węgla kamiennego, na brunatny przypada pozostałe 40%. Średnia emisyjność energetyki węglowej to zatem 1010 kg CO2/MWh. Ponieważ z obu rodzajów węgla pochodzi 86% wytwarzanej w Polsce energii, to łatwo obliczyć, że emisyjność „prądu w gniazdku” powinna wynosić 868 kg CO2/MWh. Jednak przesyłowi i dystrybucji energii towarzyszą straty. W 2012 r. BBN oszacował je na średnio 7,3% (z czego 84% przypadło na dystrybucję). Przyjmijmy 7%, zakładając, że sytuacja nieco się poprawiła. Zatem, aby odebrać z gniazdka 1 kWh energii, musimy jej wyprodukować ok. 1,07 kWh. Czyli 1 kWh energii „w gniazdku” to emisja 929 g CO2. Przy tym ostatnim działaniu zmieniliśmy jednostki (z MWh na kWh i z kg na g) w celu ułatwienia dalszych rachunków.

Ograniczanie udziału węgla w produkcji energii wygląda na bardziej  efektywną metodę niż kosztowne podnoszenie sprawnościMożemy wreszcie podłączyć do gniazdka nasz elektryczny samochód, zakładając przy okazji, że ładowanie odbywa się bez strat. W tym czasie powinniśmy rzucić okiem na parametry samochodów na prąd. Wszystkie dostępne dziś modele (oraz niedostępna jeszcze, acz najgłośniejsza Tesla 3) na 1 kWh zgromadzonej w baterii energii są w stanie przejechać ok. 6 km. Przekładając to na dzisiejsze polskie realia wychodzi nam, że 1 km w dziecku Elona Muska oznacza emisję dokładnie 155 g CO2. Z jednej strony to więcej niż wyznaczony przez UE na 2015 r. średni poziom 130 g/km dla wszystkich nowych samochodów osobowych. Z drugiej strony z pewnością mniej, niż emitują jeżdżące dziś po polskich drugach auta, których średnia wieku oscyluje wokół 15 lat.

Sytuacja natomiast wygląda gorzej w realiach 2026 r., bo w 2021 r. nowe samochody osobowe w UE mają emitować już średnio tylko 95 g CO2/km. Bez zmian w polskiej energetyce nasz „elektryk” będzie zatem emitował sporo więcej niż „spalinówka” z przyszłej dekady. Co prawda w ciągu 10 lat technologia samochodów na pewno pójdzie naprzód, ale sprawność transformacji energii w aucie na prąd jest już bardzo wysoka, a sam układ napędowy tak prosty, że niewiele się da się w nim poprawić. Postęp nastąpi głównie w dziedzinie baterii, co dla naszych rachunków jest mało znaczące. Z taką czy inną baterią, elektryczne auto na 1 kWh dalej będzie w stanie przejechać ok. 6 km. Do dalszych rozważań powinniśmy zatem założyć pewne transformacje rodzimej energetyki.

Na początek wariant zachowawczy – w 2026 r. ciągle produkujemy 85 proc. prądu z węgla. Jeżeli wywindujemy średnią sprawność polskich elektrowni do 40 proc., to przy zachowaniu obecnej proporcji węgla kamiennego i brunatnego oraz spadku strat przesyłu i dystrybucji do 5 proc., pokonanie kilometra elektrycznym autem będzie się wiązało z emisją 135 g CO2. Jeżeli udział węgla spadnie do 80 proc. (przy zachowaniu proporcji kamienny/brunatny) – mamy 127 g, a przy 75 proc. - 119 g.

Możemy sobie też wyobrazić całkiem pokaźną transformację. Czyli, że w 2026 r. średnia sprawność polskich elektrowni to aż 46 proc., a udział węgla to jedynie 75 proc. I wtedy wychodzi nam 110 g CO2/km. Wystarczy rzucić okiem na pierwsze lepsze zestawienie emisyjności produkowanych dzisiaj aut (np. http://www.carpages.co.uk/co2/co2-121-to-150-1.asp ), aby skonstatować, że emisję w przedziale 100-150 g/km ma dobre półtora tysiąca modeli, w większości przeznaczonych dla masowego odbiorcy.

Można co prawda jeszcze uwzględnić np. spadek udziału węgla brunatnego, który powoli zaczyna się kończyć. Przy zmianie proporcji na 70 do 30 w ostatnim wariancie dostajemy wynik 102 g. Dopiero zakładając całkowite wyeliminowanie węgla brunatnego przy maksymalnej sprawności schodzimy poniżej 100 g. Możemy jeszcze modyfikować inne zmienne (byle w granicach rozsądku) ale rewolucji w wynikach nie będzie. W największym możliwym skrócie wniosek da się sformułować następująco: z deszczu (non-ETS) pod rynnę (ETS). A leje cały czas podobnie.  

 

Dodaj komentarz

Kod antyspamowy
Odśwież



Zamów cotygodniowy newsletter

Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

Akceptuje pliki cookie z tej strony.