Ekologiczny przekręt z samochodami elektrycznymi.

Na dzień dzisiejszy jednym z największych kłamstw obecnym w mediach, polityce, w świecie nauki i o zgrozo również wśród jej popularyzatorów, jest wiara w to, że samochody elektryczne w Polsce i w wielu innych krajach emitują mniej CO2 od spalinowych. Użycie słowa "wiara" jest jak najbardziej zasadne, ponieważ dosłownie nikt w Polsce nie podejmuje prób myślenia przyczynowo-skutkowego. Wiedza, że źródła OZE są niesterowalne, jest powszechna, natomiast wiara, że po podłączeniu elektryka do 100 kW ładowarki, w dzień, w którym 50% energii elektrycznej pochodzi z OZE, na pola wybiegną krasnoludki, by dmuchać w wiatraki i odganiać chmury znad paneli fotowoltaicznych, by zwiększyć ich moc o 50 kW, jest jeszcze powszechniejsza. Na tym polu wiedza przegrywa. A na przeszkodzie do zwycięstwa stoją silne lobby elektromobilności, dysonans poznawczy, a nawet takie instytucje jak NASK i tzw. faktczekerzy, którzy również powielają kłamstwa na temat elektromobilności.

Za wyższymi emisjami CO2 samochodów elektrycznych stoją tzw. emisje krańcowe, czyli emisje krańcowego źródła prądu, którego moc musiała zostać zwiększona lub uruchomiona po podłączeniu kolejnego odbiornika do sieci. Są one powszechnie znanym parametrem w światowym środowisku naukowym. Operator sieci Nowej Anglii w Stanach Zjednoczonych (ISO-NE) oblicza ich poziom już od 1999 roku [1]. Przygotowany przez naukowców w 2009 roku raport naukowy dla Komisji Europejskiej [2] dobitnie pokazuje, jak niedoszacowane mogą być emisje CO2 samochodów elektrycznych liczone wg. emisji średnich. Zwykle o tym moc, którego źródła prądu może zostać zwiększona po podłączeniu kolejnego odbiornika prądu, będzie decydowała jego cena (tzw. merit order). Może się oczywiście zdarzyć, że w sieci energetycznej, lub w jakimś jego węźle, w wietrzny i słoneczny dzień podłączeniu elektryka do ładowania będziemy zawdzięczać ograniczenia wyłączeń źródeł odnawialnych. Wtedy elektryk będzie ładowany źródłami bezemisyjnymi. We Francji często będzie można zwiększyć moc elektrowni atomowych, chociaż gdyby Francja nie miała 1.5 miliona elektryków na drogach, to mogłaby wyeksportować więcej energii do Niemiec, by zmniejszyć generację w tamtejszych elektrowniach opalanych węglem brunatnym i realnie, a nie na papierze zmniejszyć emisje CO2. Samochody elektryczne mogą się szczycić niskimi emisjami CO2 tylko dzięki przeksięgowaniu ich na nasze pralki, lodówki i inne urządzenia elektryczne.

Reasumując:

OZE są sterowalne tylko gdy jest ich nadmiar w sieci ponieważ wtedy możemy zmniejszyć lub zwiększyć ograniczenia ich mocy

w pozostałych wypadkach po podłączeniu elektryka do ładowarki musimy zwiększyć moc elektrowni sterowalnych, w Polsce węglowych i gazowych

w związku z powyższym samochody elektryczne mają większe emisje CO2 od spalinowych na przejechany kilometr

Na tym właściwie mógłbym zakończyć, ale dwuletnie przemyślenia, zmusiły mnie niejako do szerszego spojrzenia na kwestię emisji krańcowych. Jeżeli masz jeszcze kilka minut i chcesz się wybrać do krainy myślenia przyczynowo - skutkowego to zapraszam do dalszej lektury.

Aha. Jeżeli się ze mną nie zgadzasz i tutaj chcesz zakończyć, ale nie masz, żadnych naukowych argumentów to nie zapomnij wyśmiać mojego artykułu.

Polemika z krytyką emisji krańcowych

Zacznę od krytyki poglądów na temat emisji krańcowych wyrażanych przez świat naukowy. Większość z argumentów dezawuujących metody wykorzystujące emisje krańcowe do obliczania emisyjności samochodów elektrycznych zawarł w swojej prezentacji, Dr. Martin Doppelbauer, Profesor Karlsruhe Institute of Technology, którą możecie znaleźć na portalu Youtubie ("Quantifying clean: Electric vehicles and marginal emissions"). Oto one i moja polemika:

• "Emisje samochodów spalinowych są wyższe niż deklarowane przez producentów, co pokazują realne dane ze stacji benzynowych". - Zapewniam, że gdyby samochody spalinowe miały 15 litrowe baki, a kierowcy mieli świadomość, że po dojechaniu na stację benzynową, dystrybutory paliwa będą miały pompy o wydajności 1 litra paliwa na 2-3 minuty z "szybkiego dystrybutora" to te "realne dane" byłyby o wiele niższe.
• "Realne pomiary spalania pokazują, że rozwój silników spalinowych się zatrzymał, co więcej spalanie samochodów spalinowych rośnie od kilku lat". Widocznie autor tych słów nie słyszał o SUV-ach, które są cięższe, wyższe i ich sprzedaż rośnie. Rozwój silników spalinowych jest wolniejszy od przyrostu masy i rozmiarów samochodów.
• "Nie mamy alternatywy dla samochodów elektrycznych, ponieważ są one mniej emisyjne i bardziej wydajne od spalinowych, i są one naszym ostatecznym celem". Jak to nie mamy alternatywy? Mamy samochody spalinowe. My nie osiągniemy tego celu, o którym Dr. Martin Doppelbauer mówi, ponieważ postawiono wóz przed koniem. W każdym samochodzie elektrycznym jest kilkadziesiąt kilogramów miedzi, która nie pracuje przez 23/24 dnia zamiast być częścią sieci wysokich napięć pomiędzy krajami i pracować przez 24/24 dnia przesyłając po europie mniej emisyjną energię. Jest też w każdym elektryku kilka bezrobotnych kilogramów metali ziem rzadkich, o które rywalizują turbiny wiatrowe. Firmy budowlane, zamiast budować linie wysokich napięć, budują stacje ładowania samochodów elektrycznych itd. Poza tym najbardziej ekologiczną alternatywą są rowery i transport publiczny.
• "Każde nowe urządzenie elektryczne podłączone do sieci energetycznej powoduje wzrost emisji krańcowych, dlatego jest nonsensem twierdzić, że samochody elektryczne i inne nowe urządzenia elektryczne są opalane tylko węglem" i dalej Dr. Doppelbauer wymienia między innymi lodówki, pompy ciepła, telewizory. Jest to ponownie niezrozumienie koncepcji alternatywy, ponieważ samochód elektryczny ma mniej emisyjną alternatywę. Jeżeli chciałbym zmniejszyć emisje CO2 na jedną wyprasowaną koszulę, to mógłbym powrócić do żelazka na węgiel, które zamieniało 100% energii zawartej węglu na ciepło. Ja nie mam dobrej alternatywy dla żelazka, lodówki (na gaz?), o telewizorze nie wspominając (teatr?). Jeżeli wymieniam telewizor to tylko na elektryczny, stary i nowy będzie podobnie emisyjny. Nie oglądam jednocześnie dwóch telewizorów. Tak serwisy streamingowe i ich serwery zwiększyły zużycie prądu, ale jeżeli pamiętacie, jak jeździliście samochodem po kasety wideo do wypożyczalni, które musiały być ogrzewane i zdacie sobie sprawy ile energii zużywały magnetowidy oraz produkcja kaset to sami przyznacie, że serwisy streamingowe zmniejszyły emisje CO2. Tak samo jeżeli wymieniam samochód ze spalinowego na elektryczny, to zwiększam emisje CO2 do atmosfery. Koronnym dowodem na całkowity brak zrozumienia tego tematu przez Dr. Martin Doppelbauera jest jednak wymienienie wśród podłączanych nowych urządzeń elektrycznych pompy ciepła. Jeżeli wymienię najnowocześniejszy kondensacyjny piec gazowy na gruntową pompę ciepła, chociażby ta byłaby zasilana wyłącznie prądem z elektrowni na węgiel brunatny, to ja zmniejszę emisję CO2 na kWh wytworzonego ciepła.
• "Posiadając fotowoltaikę na dachu, znacząco przyspiesza się zwrot długu węglowego powstałego w trakcie produkcji elektryka". To twierdzenie jest oparte całkowicie na magicznym myśleniu, ponieważ gdy ładuje się elektryka z domowej fotowoltaiki, prąd z niej nie trafia do sieci i musi być zastąpiony innymi źródłami energii, najczęściej emisyjnymi. Podobny argument wraca kilka minut póżniej, "baterie produkowane w Gigafactory w Nevadzie mają mniejszy ślad węglowy, ponieważ na dachu fabryki Tesli są panele fotowoltaiczne". Po raz kolejny - magiczne myślenie.
• "Uważam, że pomysł, by obliczać emisyjność samochodów elektrycznych metodą emisji krańcowych, jest głupi. Ostatnio dowiedziałem się, że ukazały się pseudonaukowe artykuły o emisjach krańcowych w recenzowanych czasopismach naukowych". - to pozostawiam bez komentarza.

Jest też fragment prezentacji Dr. Martina Doppelbauera, z którą się zgadzam. Mianowicie efektywność procesu wydobycia, transportu i rafinacji ropy naftowej (tzw. well to wheel) jest podobna do efektywności sieci energetycznej i ładowarek (tzw. grid to wheel).

Polemika z modelami emisji krańcowych

Metod obliczania emisji krańcowych jest co niemiara. Sam artykuł "Towards objective evaluation of the accuracy of marginal emissions factors" Sama Koebricha z zespołem [1] wymienia ich osiem. Ich osią wspólną jest wymieniony parę akapitów wyżej tzw. merit order czyli uszeregowanie źródeł energii, których moc będzie zwiększana (lub które będą uruchamiane) w miarę zwiększania zapotrzebowania na energię, od najtańszych do najdroższych do uruchomienia. Tymi najtańszymi wg. merit order są zwykle źródła OZE, a po nich atom, węgiel brunatny, węgiel kamienny i ropa. Oczywiście, w różnych krajach ze względu na dostępność surowców energetycznych węgiel, gaz i ropa mogą się zamieniać ze sobą miejscami. O ile sam koncept obliczania emisji krańcowych oparty na merit order zbliża nas do rzetelniejszego wyznaczenia emisji CO2 przez samochody elektryczne to jednak nie uwzględnia on wcale faktu, że samochody elektryczne mają spalinową alternatywę oraz kosztów społecznych. Mój zarzut zawiera się w następującej serii eksperymentów myślowych i odpowiedzi (odpowiadam sam sobie, ale zapraszam do konstruktywnej dyskusji w komentarzach!):

Eksperyment myślowy 1: Czy uruchomienie pralki lub odkurzacza w momencie mniejszego zapotrzebowania na energie elektryczną w sieci spowodowało konieczność zwiększenia mocy węglowych i wysokie emisje krańcowe, a podłączenie samochodu elektrycznego w wieczornych godzinach szczytu spowodowało konieczność zwiększenia mocy gazowych i spadek emisji krańcowych?

Odpowiedź 1: Tak, i nie jest to wyłącznie wynik przyczynowo-skutkowego myślenia, ale wniosek z analiz naukowych. W artykule poruszającym temat rosnących od wielu lat w Stanach Zjednoczonych emisji krańcowych pt. "Why marginal CO2 emissions are not decreasing for US electricity: Estimates and implications for climate policy" [3] Stephen P. Holland z zespołem zwraca uwagę, że najniższe emisje krańcowe występują w godzinach szczytu zapotrzebowania na prąd, a najniższe w godzinach nocnych. Rosnące od wielu lat emisje krańcowe są efektem konieczności utrzymywania w podstawie mocy węglowych ze względu na nieprzewidywalność źródeł odnawialnych. Średnie emisje spadają wraz ze wzrostem OZE. Emisje krańcowe rosną ponieważ sprawność elektrowni węglowych spada wraz ze zmniejszaniem stopnia wykorzystywania ich mocy.

Eksperyment myślowy 2: Czy jeżeli odłączymy od ładowarki elektryka w godzinach szczytu to operator systemu obniży moc elektrowni węglowych, czy gazowych?

Opdowiedź 2: Zostanie zmniejszona moc elektrowni gazowych, ponieważ gaz jest droższym paliwem.

Eksperyment myślowy 3: Moc których elektrowni należałoby obniżyć po odłączeniu samochodu elektrycznego od ładowarki by zmniejszyć emisje CO2 do atmosfery?

Opdowiedź 3: Oczywiście elektrowni węglowych.

Wniosek: Samochód elektryczny był ładowany prądem z elektrowni węglowych.

Tutaj pojawi się wobec takiego toku rozumowania zarzut, że "przekombinowałem i myśląc przyczynowo-skutkowo elektryk w godzinach szczytu był ładowany prądem z elektrowni gazowych". Rozumiem ten zarzut, i postawię kolejny eksperyment myślowy:

Eksperyment myślowy 4: Moc których elektrowni należałoby obniżyć po odłączeniu samochodu elektrycznego od ładowarki by zmniejszyć emisje CO2 samochodów elektrycznych?

Opdowiedź 4: Oczywiście elektrowni wiatrowych, fotowoltaicznych lub atomowych.

Czy zwolennicy samochodów elektrycznych rozumieją absurdalność obniżania mocy bezemisyjnych w godzinach szczytu? Ta pula dostępnego gazu, którą można by spalić w elektrowniach gazowych przed szczytem w momencie gdy włączam pralkę lub wodę na herbatę, ze względu na wzrost ilości elektryków nie jest uruchamiana, a uruchamiane są moce węglowe.

Tymi eksperymentami myślowymi chciałem udowodnić, że kwestia emisyjności samochodów elektrycznych nie należy do świata nauki, ale do świata ideologii i polityki. Na dzień dzisiejszy samochody elektryczne są bardziej emisyjne od spalinowych. Nie można zjeść ciastka (mieć tanią energię elektryczną z węgla) i mieć ciastko (mieć samochody o mniejszej emisji CO2 od spalinowych). Te ciastka zresztą widać w świecie realnym:

• Francja wraz ze wzrostem liczby samochodów elektrycznych odkłada w czasie zamknięcie swoich ostatnich bloków węglowych
•  Norwegia, Francja, Dania i inne kraje importują z Niemiec prąd o emisyjności 0,94 kg/kWh [4]
•  Norwegia i Francja mogłyby eksportować więcej bezemisyjnej energii elektrycznej, by pomóc zamykać w Niemczech niewydajne bloki na węgiel brunatny, niestety na drogach w tych krajach jest coraz więcej elektryków i w rezultacie produkcja prądu z tych starych niemiecki bloków rośnie
•  zużycie węgla w Chinach rosło pomimo spadku produkcji cementu i stali ze względu na energochłonna produkcję baterii i ładowanie baterii samochodów elektrycznych
•  wielu właścicieli elektryków stara się ładować swoje samochody w nocy, gdy w sieci jest tani prąd z bloków węglowych

Tak więc za moją tezą nie stoją tylko eksperymenty myślowe. Właściciel samochodu elektrycznego ma możliwość zakupu mniej emisyjnego samochodu spalinowego lub jeszcze lepiej skorzystania z transportu publicznego. Właściciel pralki, żelazka czy lodówki nie może go zastąpić nie elektrycznym odpowiednikiem. Jeżeli celem polityki jest obniżenie emisji CO2 do atmosfery to należy przejść z merit order na environmental dispatch [5] i obłożyć samochody elektryczne wysokimi podatkami do czasu zamknięcia wszystkich elektrowni opalanych węglem. Jeżeli celem polityki jest wzrost dobrobytu to należy promować samochody elektryczne, zwiększyć wydobycie węgla w kraju i jego spalanie w elektrowniach.

[1] Sam Koebrich, Joel Cofield, Gavin McCormick, Ishan Saraswat, Nat Steinsultz, Pierre Christian - "Towards objective evaluation of the accuracy of marginal emissions factors"; Renewable and Sustainable Energy Reviews https://doi.org/10.1016/j.rser.2025.115508.

[2] Quantification of the effects on greenhouse gas emissions of policies and measures, Reference: ENV.C.1/SER/2007/0019 - https://climate.ec.europa.eu/system/files/2016-11/ghgpam_method_121209_en.pdf

[3] Stephen P. Hollanda, Matthew J. Kotchenb, Erin T. Mansur, Andrew J. Yatese - "Why marginal CO2 emissions are not decreasing for US electricity:Estimates and implications for climate policy" - https://doi.org/10.1073/pnas.2116632119

[4] Filippo Beltrami, Luigi Grossi, Mario Liebensteiner - "Beyond borders: Estimating the marginal emission factor of electricity trade" - https://doi.org/10.1016/j.eneco.2025.108588 [5] Morsali, Roozbeh; Mohammadi, Mohsen; Maleksaeedi, Iman; Ghadimi, Noradin - "A new multiobjective procedure for solving nonconvex environmental/economic power dispatch" - https://doi.org/10.1002/cplx.21505