"Těžba surovin do baterií zatěžuje planetu, a proto si nepořídím elektrmobil a budu dále raději jezdit spalovákem."

Detailní rozbor z pohledu objemu surovin

1. Spalovací vůz

• Spotřeba: 6 litrů na 100 km
• Celkový nájezd: 200 000 km za životnost

Celkové množství spotřebovaného paliva: 200,000 km×6 litru/100 km=12,000 litrů

Těžba ropy: K výrobě 1 litru benzínu je potřeba asi 1,2 litru ropy (zahrnuto ztráty při rafinaci a zpracování).

2. Elektroauto s LFP baterií (Lithium Iron Phosphate)

• Kapacita baterie: 65 kWh

Pro LFP baterie jsou důležité následující suroviny:

• Lithium
• Železo
• Fosfát
• Měď (pro kabeláž)
• Grafit (pro anodu)

Spotřeba nerostných surovin:

• Pro 1 kWh LFP baterie je potřeba přibližně:
  • 0,8 kg lithia
  • 7 kg železa a fosfátu
  • 12 kg grafitu
  • 1,5 kg mědi

Celková hmotnost surovin pro 65 kWh baterii tedy bude přibližně:

• Lithium: 0,8 kg × 65 = 52 kg
• Železo a fosfát: 7 kg × 65 = 455 kg
• Grafit: 12 kg × 65 = 780 kg
• Měď: 1,5 kg × 65 = 97,5 kg

Celkově tedy pro výrobu jedné 65 kWh LFP baterie je potřeba přibližně $$1384.5\text{kg surovin.}$$

Srovnání výsledků

• Spalovací vůz spotřebuje během své životnosti přibližně 14 400 litrů ropy, což odpovídá 12 tun.
• Elektroauto s baterií o kapacitě 65 kWh potřebuje celkem asi 1,4 tun různých surovin na výrobu a následně v rámci Evropského energetického mixu stále ještě cca 2 tuny uhlí a 1,5 m³ zemního plynu. Tohle se však v následující dekádě, kdy bude stále čistší energetický mix a právě tyto auta najedou 200 000 km diametrálně sníží.

1. Hmotnostní srovnání: Spalovací motor během svého životního cyklu vyžaduje podstatně více ropy (14 400 litrů je přibližně 12 000 kg), což znamená, že spalovací vůz „spotřebuje“ více hmoty než samotná hmotnost materiálů potřebných k výrobě baterie elektroauta a jeho provozu.
2. Opakovatelnost těžby: Ropa je těžena po celou dobu životnosti auta, zatímco suroviny pro elektroauto jsou potřeba jednorázově při výrobě baterie.
3. Recyklace: Baterie elektroauta může být na konci své životnosti částečně recyklována a suroviny mohou být použity znovu, zatímco ropa po spálení jako palivo nenabízí žádnou recyklovatelnost.

Detailní rozbor z pohledu produkce CO2

Pro přesné srovnání produkce CO₂ je nutné zohlednit nejen spalování paliva, ale také emise spojené s těžbou, rafinací a přepravou ropy. Přidání těchto faktorů poskytne komplexnější pohled na celkovou uhlíkovou stopu spalovacího vozu.

Pro podložené srovnání produkce CO₂ mezi spalovacím vozem a elektroautem musíme zohlednit emise vznikající při:

1. Spalování benzínu u spalovacího vozu po celou dobu jeho životnosti.
2. Emise spojené s těžbou, rafinací a přepravou ropy
3. Výrobě elektřiny pro elektroauto v evropském mixu.
4. Výrobě baterie pro elektroauto, což je klíčový faktor ve srovnání celkové uhlíkové stopy.

1. Spalovací vůz

a) Emise z přímého spalování paliva

• Spotřeba paliva: 6 litrů/100 km
• Celkový nájezd: 200 000 km
• Emise CO₂ na litr benzínu při spalování: 2,31 kg CO₂

Celkové množství paliva spotřebovaného za 200 000 km: 200,000 km × (6 litrů / 100 km) = 12,000 litrů

Emise CO₂ při spalování: 12,000 litrů × 2.31 kg CO₂/litr = 27,720 kg CO₂

b) Emise z těžby, rafinace a přepravy ropy

Těžba a zpracování ropy v průměru produkuje kolem 0,5 kg CO₂ na litr benzínu.

Celkové emise z těžby a rafinace: 12,000 litrů × 0.5 kg CO₂/litr = 6,000 kg CO₂

Celkové emise pro spalovací vůz: 27,720 kg CO₂ (spalování) + 6,000 kg CO₂ (těžba a rafinace) = 33,720 kg CO₂

2. Elektroauto

a) Emise z výroby baterie

• Velikost baterie: 65 kWh
• Průměrná produkce CO₂ pro výrobu 1 kWh baterie je 100-150 kg CO₂ (použijeme průměr 125 kg CO₂).

Emise pro výrobu baterie:

65 kWh × 125 kg CO₂/kWh = 8,125 kg CO₂

b) Emise z výroby elektřiny pro provoz

• Spotřeba elektřiny na 100 km: 17 kWh
• Celková spotřeba pro 200 000 km: 200,000 km × (17 kWh / 100 km) = 34,000 kWh

Průměrné emise CO₂ v evropském mixu: 295 g CO₂/kWh

Celkové emise za 200 000 km: 34,000 kWh × 0.295 kg CO₂/kWh = 10,030 kg CO₂

Celkové emise pro elektroauto: 8,125 kg CO₂ (výroba baterie) + 10,030 kg CO₂ (provoz) = 18,155 kg CO₂

Celkové srovnání (včetně těžby ropy)

• Spalovací vůz: 33,720 kg CO₂
• Elektroauto: 18,155 kg CO₂

Elektroauto tedy produkuje o 15,565 kg CO₂ méně než spalovací vůz během své životnosti na 200 000 km, což představuje pokles emisí přibližně o 46 %. Tento rozdíl se navíc může v průběhu času ještě více zvýšit, jakmile se evropský energetický mix bude stále více orientovat na obnovitelné zdroje energie.

Naopak potřeba eletrické energie pro těžbu a zpracování ropy

Když se zamýšlíme nad ekologickými dopady spalovacích vozů a elektroaut, často přehlížíme fakt, že i samotné získávání a přeprava ropy vyžadují velké množství elektrické energie. Cesta ropy z ropných polí na Blízkém východě až na čerpací stanici v České republice je náročná a zahrnuje těžbu, přepravu přes oceán, a nakonec rafinaci na pohonné hmoty. Pojďme se podívat, kolik elektrické energie je ve skutečnosti zapotřebí, než benzín skončí v nádrži vašeho automobilu.

Detailní analýza spotřeby energie

Získání ropy a její doprava zahrnují několik kroků:

• Těžba: Pro těžbu 1 barelu ropy (159 litrů) je třeba asi 1,6 kWh elektrické energie.
• Přeprava tankerem z Blízkého východu do Rotterdamu: Přes oceán se 1 barel přepravuje s průměrnou spotřebou 0,2 kWh na 1000 km. Na trase dlouhé přibližně 12 000 km je to 2,4 kWh na barel.
• Přeprava do ČR: Z Rotterdamu do rafinerie v České republice (asi 900 km) je spotřeba energie pro přepravu 0,045 kWh na barel.
• Rafinace: Zpracování 1 barelu ropy na palivové produkty vyžaduje dalších 10 kWh energie.

Celkově tedy získání a doprava 1 barelu ropy od těžby po rafinaci vyžaduje přibližně 14,045 kWh elektrické energie, což znamená, že na 1 litr ropy připadá asi 0,088 kWh elektrické energie.

Při životnosti běžného spalovacího vozu, který spotřebuje přibližně 12 000 litrů benzínu (200 000 km se spotřebou 6 l/100 km), je na získání, přepravu a rafinaci tohoto paliva zapotřebí přibližně 1 056 kWh elektrické energie. Pro srovnání, toto množství elektřiny by umožnilo elektroautu ujet přes 6 200 km (při spotřebě 17 kWh/100 km). Tento fakt ukazuje, že i spalovací vozidla spotřebovávají značné množství elektřiny nepřímo, což ještě více posiluje argument ve prospěch elektroaut z hlediska celkové energetické účinnosti a udržitelnosti.

Závěrečné zhodnocení ze všech úhlu pohledů

Spalovací auta spotřebují velké množství ropy a její těžba má nepříznivý vliv na životní prostředí, zejména vzhledem k uvolňování CO₂. Elektroauta mají vyšší nároky na těžbu nerostných surovin, ale jednorázová těžba a možnost recyklace baterií představují ekologicky udržitelnější alternativu v dlouhodobém horizontu.

Použité zdroje a odkazy

• Spotřeba ropy a výroba benzínu:
  • Zprávy o efektivitě rafinace ropy a výrobě palivových produktů: U.S. Energy Information Administration (EIA)
  • Informace o těžbě ropy a konverzních poměrech mezi surovou ropou a konečným palivem lze nalézt například v publikacích IEA (International Energy Agency) a dalších zdrojích zaměřených na těžbu a zpracování ropy.
• Množství surovin potřebných pro výrobu LFP baterií:
  • Studie o výrobě a složení baterií, například:
    • European Battery Alliance
    • Lithium-Ion Battery Production and Recycling – Circular Energy Storage
• Spotřeba materiálů a recyklace baterií:
  • World Economic Forum (WEF) zveřejňuje zprávy o surovinách potřebných pro výrobu baterií a o potenciálu recyklace.
  • Detailní informace o těžbě a výrobě konkrétních surovin pro lithium-iontové baterie je možné najít také v databázích United States Geological Survey (USGS) a publikacích zaměřených na těžbu surovin.