Πόσο βιώσιμο είναι το αυτοκίνητό σας;

Δημήτρης Μπαλής

Το Green NCAP ανακοίνωσε τα πρώτα αποτελέσματα «Αξιολόγησης Κύκλου Ζωής» (LCA), εξετάζοντας τις πραγματικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις ορισμένων από τα πιο δημοφιλή αυτοκίνητα της Ευρώπης, προκειμένου να βοηθήσει τους αγοραστές αυτοκινήτων να κάνουν πιο βιώσιμες επιλογές.

Για να κατανοήσουμε τον πραγματικό οικολογικό αντίκτυπο και τη βιωσιμότητα ενός αυτοκινήτου, πρέπει να το δούμε στο πλαίσιο ολόκληρου του κύκλου ζωής του. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να ληφθούν υπόψη όλες οι διαδικασίες και οι ροές πόρων και ενέργειας που σχετίζονται με την παραγωγή, τη χρήση και την ανακύκλωση του αυτοκινήτου. Η «Αξιολόγηση Κύκλου Ζωής» ή LCA, είναι η μέθοδος που εκτιμά την πρόβλεψη των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του αυτοκινήτου σε όλη τη διάρκεια ζωής του «από την κούνια μέχρι τον τάφο», επισημαίνουν χαρακτηριστικά στον οργανισμό.

Η αξιολόγηση του κύκλου ζωής του Green NCAP περιλαμβάνει εκτιμήσεις που βασίζονται στα δεδομένα και την επιστημονική μεθοδολογία αιχμής, που αναπτύχθηκε από την JOANNEUM RESEARCH και αξιολογήθηκε από από το Ινστιτούτο Paul Scherrer. Ένα μοναδικό χαρακτηριστικό της προσέγγισης του Green NCAP, είναι η χρήση ρεαλιστικών, περιεκτικών και ακριβών μετρήσεων του οχήματος για την εκτίμηση του αντίκτυπου της φάσης χρήσης του οχήματος. Η μέση, η καλύτερη και η χειρότερη μετρηθείσα κατανάλωση καυσίμου και ενέργειας από τις δοκιμές του Green NCAP χρησιμεύουν ως δεδομένα εισόδου για τους υπολογισμούς LCA, αποκαλύπτοντας την πιθανή επίδραση του στυλ οδήγησης και των συνθηκών περιβάλλοντος στα αποτελέσματα LCA. Εκτός από τα δεδομένα δοκιμών οχημάτων, η μεθοδολογία LCA περιλαμβάνει την πρόβλεψη για την αλλαγή του μείγματος ηλεκτρικής ενέργειας σε διάφορες χώρες και την εκτιμώμενη εξέλιξη του ενεργειακού εφοδιασμού για τις επόμενες δύο δεκαετίες.

Ως εκ τούτου, η αξιολόγηση κύκλου ζωής του Green NCAP, θέτει τις βάσεις για την πρώτη πραγματική μακροπρόθεσμη εναρμονισμένη πλατφόρμα LCA οχημάτων για την ευρωπαϊκή αγορά.

Για να αποδείξει την αξία της προσέγγισης LCA, το Green NCAP υπολόγισε τις εκτιμώμενες συνολικές εκπομπές αερίων θερμοκηπίου στον κύκλο ζωής και τη ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας για τα 61 αυτοκίνητα που δοκιμάστηκαν στο πρόγραμμα την περίοδο 2019-2021. Αυτή η παρτίδα περιλαμβάνει οχήματα όλων των μεγεθών και τύπων, συμπεριλαμβανομένων συμβατικών βενζινοκίνητων και ντίζελ, πλήρως ηλεκτρικών και υβριδικών-ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Για τη συγκριτική ανάλυση, υποτίθεται ότι η ονομαστική διάρκεια ζωής του οχήματος είναι 16 χρόνια και η συνολική διανυόμενη απόσταση 240.000 χλμ. Οι υπολογισμοί βασίζονται στην τρέχουσα πρόβλεψη για τη μεταβολή της μέσης ενέργειας των 27 κρατών μελών της Ευρωπαϊκής Ένωσης και του Ηνωμένου Βασιλείου, ακυρώνοντας την επίδραση που έχει η τοπική παροχή ενέργειας στις τιμές LCA των αυτοκινήτων.

Συνολικά, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι εκτιμώμενες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και η ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας, και οι αντίστοιχες συνεισφορές σε διαφορετικές φάσεις και χρόνο στον κύκλο ζωής, μπορεί να διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με το σύστημα πρόωσης, τον ενεργειακό φορέα και άλλους παράγοντες.

Για τα συμβατικά οχήματα, η καύση ορυκτών καυσίμων, κατά τη φάση λειτουργίας, ευθύνεται για το μεγαλύτερο μέρος των εκπομπών του κύκλου ζωής και της ζήτησης ενέργειας. Αυτό είναι διαφορετικό για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, για τα οποία η φάση παραγωγής αντιπροσωπεύει κατά μέσο όρο μεγαλύτερο μερίδιο του συνόλου, ενώ οι εκπομπές στη χρήση μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με το ποσοστό ενέργειας από μη ανανεώσιμες πηγές, στην ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη φόρτιση. Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα έχουν μηδενικές, τοπικές εκπομπές αερίων θερμοκηπίου, και παρουσιάζουν συνολικά τους καλύτερους αριθμούς LCA, στον ευρωπαϊκό μέσο όρο. Δεν είναι επίσης όλα τα αυτοκίνητα του ίδιου τύπου συστήματος μετάδοσης κίνησης: η ανάλυση LCA δείχνει ξεκάθαρα ότι η επίδραση της μάζας και του μεγέθους του οχήματος παραμένει σημαντική για όλους τους τύπους οχημάτων. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για το πώς οδηγούνται τα αυτοκίνητα – χαλαρά ή πιο σπορ. Επιπλέον, στη βελτιστοποίηση του στυλ οδήγησης, οι καταναλωτές που επέλεξαν plug-in υβριδικά αυτοκίνητα μπορούν να συμβάλουν στη μείωση των επιπτώσεων στο κλίμα, εφόσον τα αυτοκίνητά τους είναι πάντα πλήρως φορτισμένα.

Αν και είναι ακόμη πολύ νωρίς για να εξεταστεί ένα ολοκληρωμένο σύστημα αξιολόγησης αστεριών με βάση το LCA, οι πληροφορίες που παρέχονται υπογραμμίζουν τη σημασία της υιοθέτησης μιας ολιστικής προσέγγισης ως προς τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο του πραγματικού κύκλου ζωής των σύγχρονων αυτοκινήτων και τον ρόλο που θα διαδραματίσει η LCA στα προγράμματα ενημέρωσης των καταναλωτών.

Το επόμενο βήμα, που έρχεται σύντομα, είναι η κυκλοφορία μιας διαδραστικής πλατφόρμας LCA, η οποία επιτρέπει στους καταναλωτές να εξετάζουν τα αποτελέσματα LCA με βάση τις δικές τους τοπικές παραμέτρους και τη χρήση αυτοκινήτου.

Με τον αντίκτυπο στην υπερθέρμανση του πλανήτη και τη συνολική ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας, η LCA του Green NCAP αντιπροσωπεύει τις πιο σχετικές περιβαλλοντικές πτυχές. Ωστόσο, δεν λαμβάνονται υπόψη άλλες περιβαλλοντικές επιπτώσεις των εκπομπών ρύπων, όπως NOx, SO2, σωματίδια και οι επακόλουθες επιπτώσεις τους, όπως η οξίνιση, ο σχηματισμός όζοντος και η τοξικότητα για τον άνθρωπο. Ο αντίκτυπος του κύκλου ζωής ενός συστήματος μεταφορών στη ζήτηση νερού, στη ρύπανση του νερού ή του εδάφους δεν περιλαμβάνονται επίσης στην αξιολόγηση ακόμη.

Παράδειγμα 1: Διαφορετικοί τύποι κινητήρων

Οχήματα παρόμοιου μεγέθους αλλά με διαφορετικά συστήματα μετάδοσης κίνησης.

Συγκρίνοντας οχήματα παρόμοιας μάζας/μεγέθους και σχήματος αμαξώματος αλλά με διαφορετικό σύστημα μετάδοσης κίνησης, το παραπάνω σχήμα δείχνει ότι, ενώ το ηλεκτρικό όχημα δεν παράγει τοπικές εκπομπές κατά τη χρήση, η παραγωγή του – συμπεριλαμβανομένων όλων των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και της υψηλής τάσης μπαταρίας – προβλέπεται ότι θα παράγει ήδη σημαντική ποσότητα αερίων θερμοκηπίου (GHG). Η προσθήκη του εκτιμώμενου GHG που εκπέμπεται κατά την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας, κατά τη διάρκεια της ζωής του, φέρνει τις εκπομπές του κύκλου ζωής κοντά σε ορισμένους από τους ανταγωνιστές του με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Παρόλα αυτά, το ηλεκτρικό αυτοκίνητο εξακολουθεί να δείχνει το καλύτερο συνολικό αποτέλεσμα, ειδικά όταν προστεθεί και το όφελος της ανακύκλωσης ηλεκτρικών εξαρτημάτων. Αυτή η σύγκριση των αυτοκινήτων επιβεβαιώνει επίσης ότι το βενζινοκίνητο όχημα έχει ένα μικρό μειονέκτημα σε σχέση με το ντίζελ, λόγω της μεγαλύτερης κατανάλωσης καυσίμου. Συνολικά, το CNG και τα plug-in υβριδικά αυτοκίνητα δίνουν παρόμοια αποτελέσματα κύκλου ζωής περίπου 40 τόνους ισοδύναμου CO2. Σαφώς, παρά τις σχετικά χαμηλές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από την παραγωγή καυσίμου, όλα τα οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης αντιμετωπίζουν ένα μειονέκτημα λόγω του CO2 που εκλύεται, όταν καίγεται το ορυκτό καύσιμο.

Παράδειγμα 2: Μάζα οχήματος

Είναι γνωστό ότι η επιτάχυνση ενός ελαφρού οχήματος απαιτεί λιγότερη ενέργεια από την επιτάχυνση ενός βαρέως τύπου, επομένως η μείωση της μάζας του οχήματος μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των επιπτώσεων στο κλίμα. Η LCA μπορεί να προσφέρει χρήσιμες πληροφορίες για την επίδραση της μάζας στο εκτιμώμενο αποτύπωμα θερμοκηπίου του οχήματος. Για να το διευκρινίσει αυτό, το παραπάνω σχήμα συγκρίνει τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου στον κύκλο ζωής ηλεκτρικών και συμβατικών οχημάτων διαφορετικής μάζας και μεγέθους. Τα μεγαλύτερα οχήματα, παρόλο που συχνά προσφέρουν υψηλότερη μεταφορική ικανότητα και χρηστική αξία, χρειάζονται περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια ή καύσιμα και όσο μεγαλύτερη είναι η κατανάλωση ενέργειας, τόσο μεγαλύτερα είναι τα αέρια του θερμοκηπίου που εκπέμπονται για την παροχή της απαιτούμενης ενέργειας. Ενώ είναι αλήθεια ότι τα ηλεκτρικά συστήματα κίνησης είναι εξαιρετικά αποδοτικά και η ικανότητα ανάκτησης κινητικής ενέργειας μετριάζει τις απώλειες ενέργειας, ο αντίκτυπος της μάζας παραμένει προφανής. Η ανάλυση LCA υπογραμμίζει επίσης την αυξημένη συμβολή της παραγωγής βαρύτερου πλαισίου, μεγαλύτερων μπαταριών υψηλής τάσης και της κατασκευής περισσότερων ηλεκτρικών εξαρτημάτων, όπως καλωδίων και κυκλωμάτων ισχύος, στην εκτιμώμενη παραγωγή αερίων θερμοκηπίου. Τέλος, οι καταναλωτές δεν πρέπει να υποτιμούν το συνολικό μέγεθος των εκτιμώμενων συνολικών εκπομπών αερίων θερμοκηπίου στον κύκλο ζωής από τα αυτοκίνητα. Για παράδειγμα, το νέο ηλεκτρικό Fiat 500, αναμένεται να εκπέμπει σχεδόν 31 τόνους, πράγμα που σημαίνει ότι κατά τη διάρκεια της ζωής του, φορτισμένο με το ευρωπαϊκό μείγμα ηλεκτρικής ενέργειας, ακόμη και αυτό το μικρό, αποδοτικό ηλεκτρικό όχημα, προκαλεί εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου 24 φορές τη μάζα του!

Παράδειγμα 3: Συνθήκες χρήσης

Ένα μοναδικό χαρακτηριστικό της αξιολόγησης του κύκλου ζωής του Green NCAP, είναι η δυνατότητα υπολογισμού αποτελεσμάτων με βάση τα πραγματικά αποτελέσματα κατανάλωσης καυσίμου/ενέργειας, που μετρώνται σε διαφορετικές δοκιμές του προγράμματος Green NCAP – από συμπεριφορά εξοικονόμησης ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον έως απαιτητική, υψηλή ισχύ ή κρύο καιρό. Ενώ άλλες μέθοδοι LCA απλώς παρουσιάζουν τα αποτελέσματα υποθέτοντας τις επίσημα δηλωμένες τιμές κατανάλωσης, το Green NCAP μπορεί να διαφοροποιήσει με ακρίβεια τη χρήση της βέλτιστης, της μέσης και της χειρότερης περίπτωσης. Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, η επίδραση της κατανάλωσης καυσίμου/ενέργειας στις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου από τη φάση λειτουργίας του κύκλου ζωής (παροχή καυσίμου/ενέργειας και εκπομπές σωλήνα εξαγωγής) μπορεί να είναι σημαντική. Σε αυτό το παράδειγμα, σε μια δοκιμή στους -7°C το ηλεκτρικό όχημα καταναλώνει υπερδιπλάσια ενέργεια από ό,τι στην καλύτερη περίπτωση. Αν και οι σχετικές διαφορές δεν είναι τόσο υψηλές για το πετρελαιοκίνητο αυτοκίνητο, η διαφορά μεταξύ της καλύτερης και της χειρότερης περίπτωσης είναι ιδιαίτερα έντονη για το plug-in υβριδικό όχημα. Εδώ δεν έχει σημασία μόνο το στυλ οδήγησης και οι συνθήκες περιβάλλοντος (καιρικές συνθήκες), αλλά και η κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας. Στην καλύτερη περίπτωση, το όχημα ξεκινά με μια πλήρως φορτισμένη μπαταρία και λειτουργεί με τρόπο εξοικονόμησης ενέργειας υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, ενώ στη χειρότερη περίπτωση οδηγείται στους -7°C με άδεια μπαταρία. Ως εκ τούτου, για να μειωθεί η παραγωγή αερίων θερμοκηπίου και η επίδραση στο κλίμα, τα plug-in υβριδικά πρέπει να φορτίζονται τακτικά.

Παράδειγμα 4: Ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας

Η αξιολόγηση του κύκλου ζωής του Green NCAP, δίνει την ίδια σημασία στη ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας (PED), όπως και στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Το PED αντιπροσωπεύει το άθροισμα όλης της πρωτογενούς ενέργειας που εξάγεται από τη φύση για την παροχή της μεταφοράς, συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα, του πετρελαίου, του φυσικού αερίου, της υδροηλεκτρικής ενέργειας, της αιολικής ενέργειας, των απορριμμάτων, της ηλιακής και της πυρηνικής ενέργειας. Καθώς οι προμήθειες ενέργειας είναι σπάνιες και πολύτιμες, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με σύνεση και να μεγιστοποιείται η αποτελεσματικότητα όλων των διαδικασιών στον κύκλο ζωής ενός οχήματος. Το παραπάνω σχήμα δείχνει ότι στον κύκλο ζωής του ένα μεγάλο ηλεκτρικό όχημα χρειάζεται πολύ περισσότερη ενέργεια από ένα μικρό και ότι ένα ηλεκτρικό όχημα, γενικά, μπορεί να έχει παρόμοια ή και μεγαλύτερη ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας από ένα συγκρίσιμο συμβατικό αυτοκίνητο. Τα καλύτερα αποτελέσματα σε αυτό το παράδειγμα επιτυγχάνονται με ένα συμβατικό οικογενειακό όχημα ντίζελ, το Skoda Octavia, με εκτιμώμενη συνολική ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας στον κύκλο ζωής 164 MWh. Ωστόσο, για σύγκριση, αυτό ισούται με την ετήσια ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας 55 ευρωπαϊκών μέσων νοικοκυριών. Για όλα τα οχήματα, η υψηλότερη ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας εμφανίζεται στη φάση χρήσης, επομένως η ενέργεια που απαιτείται για την τροφοδοσία του φορέα ενέργειας (ηλεκτρική ενέργεια ή καύσιμο) και η κατανάλωση των οχημάτων, θα πρέπει να μειωθούν όσο το δυνατόν περισσότερο.

Παράδειγμα 5: Μίγμα ηλεκτρικής ενέργειας

Για ένα ηλεκτρικό όχημα φορτισμένο με το ευρωπαϊκό μείγμα ηλεκτρικής ενέργειας, μια σημαντική συμβολή στην αξιολόγηση του κύκλου ζωής προέρχεται από τις πηγές που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας που το τροφοδοτεί. Όσο υψηλότερο είναι το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο μείγμα ηλεκτρικής ενέργειας, τόσο πιο «πράσινο» είναι το ηλεκτρικό αυτοκίνητο, και σε αυτό το σημείο τα τοπικά αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν από τον ευρωπαϊκό μέσο όρο. Εάν υποτεθεί, για τους υπολογισμούς, ένα μείγμα ηλεκτρικής ενέργειας από αμιγώς ανανεώσιμες πηγές, η φάση χρήσης του VW ID.3 δείχνει ελάχιστη επίδραση στα GHG και ο εκτιμώμενος συνολικός κύκλος ζωής είναι μόλις το μισό από αυτό ενός συμβατικού αυτοκινήτου. Όπως φαίνεται, το υψηλό μερίδιο της ανανεώσιμης ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη Σουηδία, παρέχει στο ηλεκτρικό αυτοκίνητο την καλύτερη απόδοση στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Αλλά όταν το μερίδιο της ορυκτής ενέργειας στο μείγμα ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνεται, το ίδιο αυξάνονται και οι εκπομπές της παροχής ενέργειας. Στην Ιταλία, το ID.3 δείχνει εκπομπές αερίων θερμοκηπίου στον κύκλο ζωής παρόμοιες με ορισμένους συμβατικούς ανταγωνιστές, ενώ στην Πολωνία –την ευρωπαϊκή χώρα με το υψηλότερο μερίδιο ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από άνθρακα– το ηλεκτρικό όχημα έχει γίνει σημαντικά χειρότερο από συγκρίσιμα οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας το μέσο ευρωπαϊκό μείγμα ηλεκτρικής ενέργειας, το ηλεκτρικό αυτοκίνητο έχει ένα μικρό πλεονέκτημα αερίων θερμοκηπίου σε σύγκριση με ανταγωνιστές με διαφορετικούς τύπους κινητήρων.