Kilkanaście stanów dołączyło do Kalifornii i wielu państw, uchwalając przepisy zakazujące sprzedaży konwencjonalnych samochodów i zmuszające wszystkich do nabywania pojazdów elektrycznych (EV), i wiele z tych przymusów wcielonych ma byż w ciągu następnej dekady.
Podobnie, w ramach wyczynu regulacyjnego, Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych zaproponowała przepisy dotyczące emisji, które wymagałyby od producentów samochodów sprzedawania głównie pojazdów elektrycznych. I oczywiście ustawa o złej nazwie Inflation Reduction Act, znana również jako Green New Deal, zapewnia subsydia w całym ekosystemie wyłącznie dla pojazdów elektrycznych.
Pęd do subsydiowania i wprowadzania przymusów dla pojazdów elektrycznych jest ożywiany fatalną pewnością siebie i nieudowodnionym założeniem, że radykalnie zmniejszą one emisję CO2. To założenie jest zakorzenione nie tylko wśród zielonych ekspertów i administratorów państw regulacyjnych, ale także wśród krytyków pojazdów elektrycznych, którzy kwestionują wymuszoną transformację głównie z powodu utraconych wolności, kosztów i zakłóceń na rynku.
Ale prawda jest taka, że ze względu na charakter niepewności w globalnych ekosystemach przemysłowych nikt tak naprawdę nie wie, jak bardzo powszechne przyjęcie pojazdów elektrycznych może zmniejszyć emisje lub nawet je zwiększyć. (I nie, to nie jest wcale żartem, że Tesle są opalane węglem podczas tankowania w wielu miejscach). To jedna z tych kwestii technicznych, które przyciągają slogany, uproszczenia i iluzje dokładności; lepsze zrozumienie wymaga trochę cierpliwości i dokładniejszego wytlumaczenia problemu.
Rzeczywistość emisji pojazdów elektrycznych zaczyna się od fizyki. Aby osiągnąć energię zmagazynowaną w 1 kg ropy, potrzeba 6,8 kg baterii litowej, co z kolei pociąga za sobą wykopanie około 3175,14 kg skał i ziemi w celu uzyskania potrzebnych minerałów – litu, grafitu, miedzi, niklu, aluminium, cynku, neodymu, manganu , i tak dalej. Tak więc wyprodukowanie typowej, pojedynczej półtonowej baterii EV wymaga wydobycia i przetworzenia około 250 ton materiałów. (Liczby te są z grubsza prawdziwe dla wszystkich związków chemicznych litu).
Dla liczników dwutlenku węgla śledzących takie rzeczy, globalny sektor wydobywczy i mineralny zużywa 40 procent całej energii przemysłowej – zdominowany przez ropę naftową, węgiel i gaz ziemny – i to zanim weźmiemy pod uwagę masową ekspansję, która byłaby wymagana do zaopatrywania wszystkich fabryki akumulatorów planowane do powszechnej adopcji pojazdów elektrycznych.
Nieodłączna niepewność co do obliczania rzeczywistych emisji pojazdów elektrycznych wynika z niezliczonych „znanych niewiadomych” dotyczących działalności wydobywczej i rafineryjnej. Wszystko to dzieje się gdzie indziej, przed montażem w fabryce akumulatorów lub pojazdów elektrycznych – to znaczy przed pierwszą milą przejechaną na kilowatogodzinie dostarczanej z sieci. Oczywiście konwencjonalny samochód również emituje emisje, chociaż pochodzą one głównie ze stali i żelaza, które stanowią 85 procent jego masy. W przypadku samochodów konwencjonalnych te emisje poprzedzające są czynnikiem drugorzędnym; spalanie benzyny dominuje w śladzie CO2. Ale zapotrzebowanie na znacznie więcej materiałów i różnych rodzajów dominuje w całkowitym śladzie pojazdu elektrycznego. Produkcja tych metali, takich jak miedź, nikiel i aluminium, zużywa średnio trzy do dziesięciu razy więcej energii na kilogram niż produkcja stali. Wszystkie inne minerały EV są podobnie energochłonne.
Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) wskazała te realia w raporcie z 2021 r. Podczas gdy raport ten koncentrował się na niedostatecznych dostawach „minerałów energetycznych” (coś, co w końcu stało się powszechnie znane), naukowcy zauważyli, że emisje CO2 z produkcji pojazdów elektrycznych mogą „znacznie się różnić w zależności od firmy i regionu”.
Rzeczywiście. Na przykład zmiana źródła miedzi lub niklu może prowadzić do podwojenia lub ponad trzykrotnego podwojenia intensywności emisji związanych z produkcją tych metali, w zależności od wieku obiektu, rodzajów procesów i lokalizacji. Budowa pojazdu elektrycznego wymaga ok 100 kg więcej miedzi niż budowa samochodu spalinowego. Założenia dotyczące aluminium również mają znaczenie, ponieważ pojazdy elektryczne zwykle wymagają ok 100kg więcej tego materiału, a dwie trzecie światowej produkcji aluminium pochodzi z sieci węglowych w Chinach, Rosji i Indiach. (Stany Zjednoczone produkują zaledwie 2% aluminium). Ogólnie rzecz biorąc, rafinerie w Chinach, które odpowiadają za 50–80 proc. światowych dostaw „minerałów energetycznych”, emitują 1,5 raza więcej niż rafinerie w Unii Europejskiej czy USA.
Przegląd dziesiątek badań nad emisjami z wyższego szczebla wykazał, że końcowe szacunki emisji w cyklu życia pojazdów elektrycznych różniły się pięciokrotnie. Pogarsza się. W tym samym przeglądzie stwierdzono, że w tych badaniach mediana wielkości baterii przyjętej do analiz wynosiła 30 kilowatogodzin. Ale przytłaczająca większość amerykańskich pojazdów elektrycznych kupiła w zeszłym roku dwa do trzech razy większe akumulatory. Potrojenie rozmiaru baterii potraja wilkość emisji.
Żadna z tych zmiennych nie pojawia się w rządowych prognozach dotyczących samochodów o „zerowej emisji”. W rzeczywistości zakres wzrostu emisji jest tak szeroki, że użycie średniej liczby do obliczenia ogólnego śladu węglowego pojazdu elektrycznego jest bez znaczenia. Ale to właśnie robią analitycy, czy to w IEA, czy w EPA.
Niektórzy producenci samochodów – zwłaszcza Volkswagen i Volvo – opublikowali własne badania, które uwzględniają zarówno emisje z wyższego szczebla, jak i realia sieci. Analizy te wykazały, że pojazd elektryczny zasilany z sieci europejskiej emituje więcej CO2 niż konwencjonalny samochód do co najmniej 50 000 mil jazdy bez benzyny. Po przejechaniu 120 000 mil badania oszacowały, że całkowite skumulowane redukcje emisji ostatecznie osiągną odpowiednio około 15 procent i 25 procent. Raczej „zero”. Oszczędności te maleją w przypadku samochodów z akumulatorami znacznie większymi niż mały w Volkswagenie i średni w Volvo. A obliczone redukcje CO2 załamują się, a nawet całkowicie wyparowują, jeśli weźmie się pod uwagę wyższe zakresy znanych wartości emisji w górnictwie i przetwórstwie, a nie niskie, średnie wartości wybrane w tych badaniach.
Niektórzy producenci samochodów – zwłaszcza Volkswagen i Volvo – opublikowali własne badania, które uwzględniają zarówno emisje z wyższego szczebla, jak i realia sieci. Analizy te wykazały, że pojazd elektryczny zasilany z sieci europejskiej emituje więcej CO2 niż konwencjonalny samochód do co najmniej 80 467 kilometrów jazdy bez benzyny. Po przejechaniu 193 121 kilometrów badania oszacowały, że całkowite skumulowane redukcje emisji ostatecznie osiągną odpowiednio około 15 procent i 25 procent. Raczej nie „zero”.
Oszczędności te maleją w przypadku samochodów z akumulatorami znacznie większymi niż mały w Volkswagenie i średni w Volvo. A obliczone redukcje CO2 załamują się, a nawet całkowicie wyparowują, jeśli weźmie się pod uwagę wyższe zakresy znanych wartości emisji w górnictwie i przetwórstwie, a nie niskie, średnie wartości wybrane w tych badaniach.
Co gorsza, jeśli chodzi o liczniki dwutlenku węgla, wiemy, że emisje z wyższego szczebla rosną. IEA przyznaje, że zbliżający się wzrost popytu na minerały energetyczne ma miejsce, gdy globalne gatunki rud nadal „spadają w szeregu towarów” ze względu na realia geologiczne. Niższe gatunki rudy oznaczają, że więcej ziemi musi zostać wykopane i przetworzone, aby uzyskać ten sam funt metalu. Tak więc, według IEA, „rudy niższej jakości wymagają więcej energii. . . emisji gazów cieplarnianych i ilości odpadów”. Już na przykład w ciągu ostatniej dekady w Chile, największym na świecie dostawcy miedzi, zużycie energii w górnictwie wzrosło dziesięć razy bardziej niż produkowany tonaż.
Entuzjaści pojazdów elektrycznych odpowiadają, że technologia będzie coraz lepsza. Oczywiście że będzie lepsza, lżejsze akumulatory są nie tylko możliwe, ale wręcz nieuniknione — jakoś tam, w końcu. Podobnie jest z lepszą technologią wydobycia, która doprowadzi do niższych kosztów i mniejszej powierzchni. Ale postęp jest powolny w dużych dziedzinach przemysłu.
Pośpiech w celu subsydiowania i zatwierdzania wczorajszych technologii nie sprawi, że ta przyszłość stanie się wcześniej; w rzeczywistości robienie tego zwykle hamuje innowacje. Być może pewnego dnia Stany Zjednoczone przywrócą przemysł minerałów, który byłby zarówno czystszy, jak i bardziej przejrzysty. Nie liczyłbym na to jednak dzisiaj.
W międzyczasie setki miliardów dolarów przeznaczone na szalenie przedwczesne przymusowe wdrożenia dla wszystkich pojazdów elektrycznych prawdopodobnie staną się kapitałem osieroconym, ponieważ potrzebne ilości minerałów nie będą dostępne wystarczająco szybko. Po drodze te osierocone miliardy zrobią niewiele lub nic, aby ograniczyć emisje CO2. Ostatecznie pośpiech w kierunku pojazdów elektrycznych może nawet zwiększyć globalne emisje związane z pojazdami.
