W amerykańskim sektorze transportowym lekkie pojazdy użytkowe, w tym sedany, SUV-y i pick-upy, są obecnie odpowiedzialne za 58 proc. emisji gazów cieplarnianych. Tylko w 2020 roku samochody typu pick-up stanowiły 14 proc. sprzedaży lekkich pojazdów dostawczych w USA, a udział w rynku zarówno pick-upów, jak i SUV-ów, wzrósł w ostatnich latach.
Zadano więc sobie pytanie, czy elektryfikacja popularnych pick-upów wpłynie na dekarbonizację branży transportowej? Zależność tę postanowili zbadać naukowcy z Uniwersytetu Michigan oraz Forda. W najnowszym badaniu eksperci sprawdzili, jak w Stanach Zjednoczonych wygląda poziom emisji gazów cieplarnianych w przypadku pick-upów elektrycznych i tych napędzanych silnikami spalinowymi.
Lekkie auta emitują mniej, wymieniać więc trzeba ciężkie
Naukowcy odkryli, że elektryczne lekkie samochody dostawcze emitują średnio o 64 proc. mniej gazów cieplarnianych w całym cyklu życia pojazdu, niż auta z silnikami spalinowymi.
– Wyniki badania wyraźnie pokazują, że elektryfikacja układów napędowych we wszystkich klasach samochodów może pomóc w znacznym ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych. Dane dostarczone nam przez ekspertów powinny być zatem traktowane nie tylko informacyjnie, ale także jako inspiracja i zachęcenie całej branży do działań na rzecz klimatu – mówi Greg Keoleian, starszy autor badania, profesor School for Environment and Sustainability, University of Michigan, dyrektor Center for Sustainable Systems, University of Michigan.
W ramach badania naukowcy przeprowadzili ocenę cyklu życia pick-upów, a także porównali efekty ich elektryfikacji z elektryfikacją sedanów oraz SUV-ów.
Skupiając się na ocenie emisji gazów cieplarnianych, eksperci przeanalizowali trzy warianty układów napędowych z roku modelowego 2020. Były to pojazdy z silnikiem spalinowym, hybrydowo-elektryczne oraz elektryczne w podziale na klasy aut: średniej wielkości sedany, średnie SUV-y i pełnowymiarowe pick-upy. Badania uwzględniały jednocześnie różnice w zużyciu paliwa, rocznym przebiegu, produkcji pojazdów i okresie eksploatacji w poszczególnych klasach samochodów.
Emisje różne w różnych typach pojazdów
– Najnowsze dane są rozszerzeniem naszych wcześniejszych badań, w których porównywano przede wszystkich elektryczne sedany i ich odpowiedniki napędzane silnikami spalinowymi lub hybrydowymi – powiedział Keoleian. – W obecnym badaniu sprawdziliśmy także dane dotyczące emisji na etapie produkcji, użytkowania oraz wycofywania pojazdów z eksploatacji w przeliczeniu na kilometr oraz przez cały okres używania auta. Ponadto przeanalizowaliśmy regionalne zróżnicowanie emisji gazów cieplarnianych, biorąc pod uwagę różnice związane z produkcją elektryczności, czy temperaturami otoczenia, a także zbadaliśmy wpływ tempa dekarbonizacji sieci na redukcję emisji.
Badanie zawiera kluczowe wnioski. Naukowcy stwierdzili m.in., że zamiana samochodu z silnikiem spalinowym na taki napędzany elektrycznie powoduje większą całkowitą redukcję emisji wraz ze wzrostem wielkości pojazdu, ze względu na większe zużycie paliwa przez duże auta.
– Procentowe oszczędności są mniej więcej takie same dla różnych klas pojazdów, jednak wymiana tych z silnikiem spalinowym na auta z napędem elektrycznym daje średnio oszczędność 45 ton dwutlenku węgla w przypadku sedana, 56 ton dla SUV-a oraz 74 ton dla pick-upa w całym okresie eksploatacji pojazdów – mówi Max Woody, jeden z autorów badania, specjalista ds. badań nad zrównoważonymi systemami.
Emisje są różne w różnych krajach. Użytkowanie też ma znaczenie
Naukowcy przyznali również, że jeśli chodzi o sam proces produkcji aut, emisja gazów cieplarnianych w przypadku pojazdów elektrycznych, w związku z produkcją samych akumulatorów, jest większa w porównaniu do samochodów napędzanych silnikiem spalinowym. Eksperci podkreślają jednak, że wpływ ten jest równoważony oszczędnościami w ich eksploatacji. Mówiąc natomiast o czasie potrzebnym do zrównoważenia tych emisji naukowcy podają następujące wartości: od 1,2 do 1,3 roku dla sedanów, od 1,4 do 1,6 roku dla SUV-ów i 1,3 roku dla pick-upów (w oparciu o średnie wartości przebiegu aut i emisji sieci elektroenergetycznej w USA).
Warto pamiętać, że emisje pojazdów różnią się od siebie w zależności od kraju, w którym użytkowane są auta. Wynika to m.in. z różnych temperatur i cyklów jazdy mających wpływ na zużycie paliwa. Mówiąc o samochodach elektrycznych istotnym czynnikiem jest także intensywność emisji z lokalnej sieci elektroenergetycznej. W ramach przeprowadzonego badania naukowcy opracowali więc mapy, na których przedstawiony został poziom emisji dwutlenku węgla na milę w całym okresie eksploatacji zarówno dla każdego rodzaju napędu (silniki spalinowe, samochody hybrydowe oraz elektryczne) jak i rodzaju auta (sedan, SUV oraz pick-up) w poszczególnych hrabstwach USA. Co ciekawe, eksperci potwierdzili również, że obawy, iż pojazdy elektryczne będą emitować więcej zanieczyszczeń niż pojazdy z silnikami spalinowymi lub auta hybrydowe są w dużej mierze bezpodstawne. Samochody elektryczne przewyższają bowiem auta hybrydowe w 96 proc. hrabstw, a pojazdy z silnikami spalinowymi w 99 proc. hrabstw, nawet przy założeniu jedynie niewielkiego postępu w kierunku dekarbonizacji sieci elektroenergetycznej.
Znaczącym aspektem wpływającym na jeszcze większe obniżenie emisji gazów cieplarnianych z pojazdów elektrycznych mogą być również strategie ładowania. Badacze z Uniwersytetu w Michigan odkryli, że ładowanie pojazdów w godzinach, gdy intensywność emisji z sieci jest najniższa może zmniejszyć emisje średnio o 11 proc.
Badanie „The role of pickup truck electrification in the decarbonization of light-duty vehicles” zostało opublikowane online 1 marca 2022 roku w Environmental Research Letters.