Az elektromos autó előnyei és hátrányai: jó-e ez nekünk?

Az elektromos autó előnyeiről jellemzően sokkal több szó esik, mint a hátrányairól, pedig ez utóbbiból is akad jónéhány. Méghozzá meglehetősen súlyosak.

Az elektromos autózás ugyanis nem tündérmese, ahol minden szép és jó. Kevesebb szén-dioxid kibocsájtás versus kobaltbányászat; élhetőbb városok, de túlterhelt áramhálózat; modern autók de a túl magas ár miatt hátrányba kerülő alacsonyabb jövedelmű rétegek – ezek mind az elektromos autózás ellentmondásai.

Cikkünkben azt próbáljuk bemutatni, hogy mi az igazság, azaz ténylegesen hogyan hat az elektromos autózás a környezetre.

Hogyan működnek az elektromos autók?

A következőkben nem az összes elektromos meghajtástípussal foglalkozunk, mert ez szétfeszítené a cikk kereteit. Az elektromos autó fogalma olyan személyforgalmú gépkocsit jelent, amelyik elektromos meghajtással bír – csakhogy ilyenből rögtön három fő típus fut már most is az utakon:

1. plug-in hibrid elektromos jármű, azaz PHEV,
2. tisztán akkumulátoros elektromos jármű, azaz BEV,
3. üzemanyagcellás elektromos jármű, azaz FCEV.

Azokat a hibrideket, ahol nincs hálózati töltési lehetőség, nem vettük most számításba.

Tekintettel arra, hogy a PHEV esetében túlságosan sokféle járművet kéne alapul venni, az FCEV pedig érdemben csak Japánban terjedt el eddig, a következőkben kizárólag a tisztán akkumulátoros elektromos autókkal, az BEV-ekkel foglalkozunk.

Az elektromotor bír a legnagyobb hatásfokkal

A cikkünkben tárgyalt BEV elektromos autó hajtása, rendkívül leegyszerűsítve, akkumulátorokban tárolt elektromos energián alapul, amit mozgási energiává alakít át a villanymotor.

A jelenleg forgalomban lévő motorok közül a legmagasabb hatásfokkal a villanymotor bír, ami kifejezetten előnyös a kis elektromos autóknál: jóval fürgébbek a hasonló kaliberű benzines társaikhoz képest. (Ez mindenfajta elektromos autóknak előnye.)

Összehasonlításként, míg a belsőégésű motoroknál a hatásfok 30% körül alakul, a gőzgépeknél 2-20% között mozgott az ipari forradalom évszázadai alatt, addig a villanymotoroknál 85-90%-os az energiahatékonyság.

Akit bővebben érdekel a téma, merüljön el bátran a villanyautosok.hu-n publikált cikkben, amely részleteiben tárgyalja a BEV motorok működését.

Hogyan lehet feltölteni az elektromos autók akkumulátorait?

Az akkumulátorokat jellemzően kétféle módon tölthetjük:

1. álló helyzetben a kikapcsolt járművet töltőpontra csatlakoztatva,
2. mozgás közben, a fékezés során az energia egy részét elektromosságként betáplálva az akkumulátorokba.

Mivel az akkumulátorok hatékony töltése jelenleg csak hálózatról lehetséges, így az elektromos autók előnyeiről és hátrányairól való érdemi gondolkodásban mindig szerepet kell kapjon az infrastruktúra is.

Ám amíg az elektromos áram olcsóbb, mint a benzin, látszólag az elektromos autók előnye, hogy a fenntartása is olcsóbb. A kérdés az, tényleg megtérül-e az áruk.

Mennyibe kerül egy elektromos autó?

Az alacsony fenntartási költségeket szokták a legtöbbször kiemelni az elektromos autók előnyei között (a környezetvédelem mellett).

Mennyibe kerül egy elektromos autó feltöltése? Ez jelentős mértékben attól függ, hogy hol töltjük. Otthoni töltés esetén napszaktól függően 60-70 forint/kWh árral számolhatunk, míg hivatalos töltőhelyen ennél drágább, 100-400 forint/kWh közötti árral számolhatunk. A különbséget nem csak a cégek árképzése, hanem a töltő típusa és rendszeres vagy eseti jellege is magyarázza.

Első pillantásra tényleg jól hangzik az, hogy hetente pár ezer forintból megússzuk a „tankolást”, ám ez csak addig igaz, amíg – részben – más fizeti ki az autót, és ilyen alacsonyak az áramárak.

Az elektromos autók ugyanis egyáltalán nem olcsók, sőt.

Milyen tételekből áll össze egy elektromos autó ára?

Az adókat, járulékokat, marketingköltséget most nem számítva azt mondhatjuk, hogy az elektromos autók árának egyik legkomolyabb tétele az akkumulátorpakk.

A Financial Times felkérésére az Oliver Wyman készített egy összehasonlítást az elektromos autók és a belsőégésű autók átlagára között 2020-ban. Ebből hamar kiderült, hogy a kompakt kategóriás BEV-ek jellemzően 45%-kal drágábbak az azonos kategóriába tartozó belsőégésű motoros autóknál.

A belsőégésű motorral hajtott autó gyártási költsége 14 000 euró körül van, míg az elektromosé 20 000 eurónál is több. Két tétel növeli meg jelentősen az elektromos autók árát: az e-hajtás és az akkumulátorcsomag.

Persze, még a közel másfélszeres ár is kifejezetten jónak minősülhet, ha annyi hozzáadott értékkel bír egy BEV, kiváltképpen, hogy a következő 10 évben, az Oliver Wyman előrejelzése szerint, jelentősen mérséklődhet az új e-autók ára.

Mekkora a fogyasztása?

A fogyasztás az a paraméter, amelyet a legtöbbször emelnek ki, mint az elektromos autózás egyik fő előnyét. Mivel folyamatosan fejlődik az elektromos autózás technológiája, ezért pár évente felül kell vizsgálni a korábbi állításokat a fogyasztás terén is.

Már évekkel ezelőtt eljutottunk oda, hogy olyan, mint „átlagos elektromos autó” nincs. Az autoszektor.hu friss cikkében is jól látható, hogy a fogyasztás két szélső értékét nem is feltétlen a legdrágább és legolcsóbb járművek állították be.

A legtöbbet a Nissan e-NV200 Evalia (40 kWh) fogyasztotta, ez 28,1 kWh áramot használt fel 100 kilométeres távon, míg a Hyundai Ioniq Elektro Style csak 16,3-at, pedig mindkettő a 10-15 millió közötti ársávban található..

Igaz, ez a különbség sokáig csak a hatótáv miatt számított, hiszen még pár éve is ingyen lehetett tölteni a járműveket Magyarország bizonyos töltőpontjain.

A töltés ingyenes volt, majd fillérekbe került – de ez csak a bevezető ár volt

A bevezetési időszakban valóban „fillérekbe” került feltölteni az autót az utcai töltőállomásokról. Kifejezetten jól hangzott, és egy ideig igaz is volt, hogy kevesebb, mint 3000 forintból fel lehet tölteni az akkumulátorokat.

Ráadásul  2018. augusztus 1-ig ingyen lehetett a Mol Plugee töltőállomásait használni – az ingyenesnél meg aligha van olcsóbb. Persze, utána se volt túl drága az AC töltés alkalmankénti 1990 forintos ára, vagy a DC töltés 2990 forintos árcímkéje.

De aki elhitte, hogy az elektromos szolgáltatók majd örökké csak filléreket kérnek el a töltésért, annak van egy rossz hírünk: a húsvéti nyúl se létezik (legfeljebb, mint kulturális szimbólum és mesefigura).

Több lesz áram ára, mint a benziné?

Elsőként az Ionity jelentette be, hogy 2020. január 31-től áttér a kWh alapú elszámolásra. A BMW, a Daimler, a Ford, a Hyundai, a Kia és a Volkswagen-csoport közös cége előtte fix 8 eurót kért minden megkezdett töltésért, tavaly óta viszont már 79 eurócentet kér kilowattóránként.

Így ha valakinek egy 50 kWh teljesítményű elektromos autója van, akkor az addigi garantált 2700-2900 forintos egyszeri díj helyett, a teljes feltöltésért akár 17-18000 forintot is fizethet onnantól. Ez pedig már nem sokban tér el attól, mintha benzint tankolna valaki.

Kivéve, persze, hogy a hagyományos tankolás nem tart órákig. Ha pedig mindenki elektromos autókra tér át, ki tudja, meddig fogják emelni az áramárat?

Melyek az elektromos autók előnyei?

Egyelőre azonban az elektromos autók töltése kedvezőbb, mint benzint vagy dízelt tankolni, kiváltképpen, ha valaki odahaza oldja meg az áramfelvételt – elvégre, házi benzinkúttal sokkal kevesebben rendelkeznek, mint fali aljzattal.

Ahogy fentebb már kiderült, a fenntartás vélhetően addig kedvezőbb, amíg az államok úgy nem döntenek, ideje a benzines autók helyett az elektromosakat megsarcolni. Ezért összpontosítsunk inkább a vélt legfőbb előnyére, a környezet kíméletére.

Az elektromos autók kevesebb károsanyag-kibocsátással közlekednek

A károsanyag-kibocsátás csökkentése minden klímavédelmi stratégiának központi eleme. Mivel a BEV autók energiaforrását újratölthető akkumulátorok biztosítják, az elektromos autó vezetése nem okoz kipufogógáz-kibocsátást közvetlenül, amely a környezetszennyezés egyik fő forrása.

Az persze más kérdés, hogy az elektromos áram előállítása, szállítása, a hálózat üzemeltetése mennyi szennyezéssel jár, de ugyanezt a szénhidrogének esetében is meg kell akkor vizsgálni. Ami tény: az elektromos járművel közvetlen károsanyag kibocsátása elenyésző.

Persze azt az áramot is meg kell termelni, amivel az autót feltöltjük, és itt már kevésbé egyértelmű a helyzet. Hiszen nagyon nem mindegy, hogy az autó mondjuk a megújulóenergia-termelésben élen járó Norvégiában, vagy az erősen fosszilis energiára támaszkodó Kínában fut. Utóbbi esetben már korántsem egyértelmű az elektromos autó előnye.

Az elektromos autók nagy teljesítményűek és alacsony karbantartási igényűek

A tisztán elektromos meghajtású járművek motorjai nemcsak csendesek és egyenletesek, de kevesebb karbantartást igényelnek, mint a belsőégésű motorok. A vezetés élménye is szórakoztatóbb lehet, mivel a villanymotorok gyorsan reagálnak, így jó nyomatékkal és gyorsulással rendelkeznek.

Az elektromos autók sokkal jobban teljesítenek városban és csúcsforgalomban

Éppen a fentiek miatt (fürgeség, nincs kipufogógáz, stb.) egy elektromos autó sokkal jobban megfelel a modern városi közlekedésre, mint a belsőégésű motorral bírók.

A sciencedirect.com-on elérhető tanulmány alapján is azt mondhatjuk tehát, hogy összességében az elektromos járművek pozitív hatásai a következő tényezőktől függnek:

1. az elektromos járművek típusa,
2. az energiatermelés forrása,
3. a vezetési körülmények,
4. a töltési szokások,
5. a töltési infrastruktúra elérhetősége,
6. az állami szabályozások és
7. a régió éghajlata.

Melyek az elektromos autók hátrányai?

Röviden három közvetlen hátrányát említhetjük az elektromos autóknak:

1. sokkal tovább tart feltölteni az akkumulátorokat, mint benzint vagy gázolajat tankolni,
2. egy töltéssel az átlagos elektromos autó hatótávolsága jelentősen kisebb, mint egy hagyományos autóé, és
3. ha most hirtelen mindenki lecserélné a belsőégésű motorral szerelt autóját elektromos autóra, nem bírná el a hálózat a terhelést. 

Az elektromos autók kisebb távolságot tudnak megtenni

A legtöbb mostani modell már képes legalább 250 kilométeres távot megtenni teljes töltöttség esetén – ami városi, elővárosi közlekedéshez tökéletes, de aki rendszeresen utazik nagyobb távolságra, már külön kalkulálnia kell a töltőállomásokkal.

Olyan ez, mint az autózás hajnalán – csak akkor a benzinkutakhoz igazítva kellett az utakat előre megtervezni.

Az elektromos autóknak hosszabb ideig tart a „tankolás”

Ha már töltőállomások: amíg csak egy viszonylag szűk sugarú körön belül akarjuk rendszeresen használni az elektromos autónkat, minden rendben: munkaidőben vagy éjszaka töltőre rakjuk, és így mindig bőven lesz szufla benne.

De ha menet közben merül le az akkumulátor, az már problémásabb. Az akkumulátorpakk teljes feltöltése 1-es vagy 2-es szintű töltővel akár 8 órát is igénybe vehet, és még a gyorstöltőállomásokon is 30 percig tart, amíg az akku 80 százalékos kapacitásig feltöltődik.

Hogyan hat környezetére valójában egy elektromos autó?

Végül eljutottunk a legkényesebb kérdésig – az elektromos autók elsőre megváltásnak tűnhetnek, de ennek a megváltásnak súlyos ára van.

A hátrányok között már említettük, hogy ha mindenki lecserélné a hagyományos autóját elektromosra (feltéve, persze, ha létezne ennyi BEV jármű), akkor a közműhálózat egész egyszerűen nem tudná kiszolgálni az igényeket.

Képzeljünk el egy világot, ahol a rendszám alapján nem szmogriadó esetén kell a parkolóban hagyni az autót, hanem állandó jelleggel csak minden másnap lehetne tölteni a páros és páratlan rendszámú elektromos autókat…

Első hatás: a gyártás és üzemeltetés okozta környezeti terhelés

Ahogy a klímaváltozással foglalkozó brit carbonbrief.org-on összefoglalták, bár az elektromos járművek közvetlenül nem bocsátanak ki üvegházhatású gázokat, a világ számos részén még mindig nagyrészt fosszilis tüzelőanyagokból előállított villamos energiával működnek.

A jármű – és különösen az akkumulátor – gyártásához is energiát használnak fel. Az akkumulátorgyártásból származó károsanyag kibocsátások mintegy fele az akkumulátorok gyártásához és összeszereléséhez felhasznált villamos energiából származik.

Persze minél inkább megújuló erőforrásokból nyerjük az áramot, annál kisebb lesz ez a környezeti hatás, de a jelenben ez még súlyos gondot okoz.

Egy, az International Journal of Research in Engineering and Technology magazinban megjelent 2020-as tanulmány azt mutatta be, hogy a töltési módszerek közül egyértelműen a napelemes töltők bizonyulnak a legjobb megoldásnak.

Mindössze azt nem tudjuk, mennyire súlyosat

Az elektromos járművek és a hagyományos járművek gyártása során keletkező károsanyag kibocsátás összehasonlítása bonyolult feladat.

Függ a járművek méretétől, a felhasznált üzemanyag-gazdaságossági becslések pontosságától, a villamosenergia-kibocsátás kiszámításának módjától, a feltételezett vezetési szokásoktól, sőt még a járművek használatának régiójában uralkodó időjárástól is. Nincs egyetlen olyan becslés, amely mindenhol alkalmazható.

Az elektromos járművek akkumulátorainak gyártásával kapcsolatos kibocsátások körül is nagy a bizonytalanság, a különböző tanulmányok nagyon eltérő számokat adnak meg.

A teljes élettartamra számított üvegházhatású gázkibocsátások között nincs nagy különbség

Mind az Egyesült Államokban, mind Európában érvényes, hogy az elektromos járművek az átlagos hagyományos járművekhez képest jelentősen kevesebb üvegházhatású gáz kibocsátást okoznak a teljes életciklusuk során.

Csakhogy az elektromos járművek jelenleg nem jelentenek csodaszert az éghajlatváltozás ellen. Az Egyesült Államokban, egy 2016-os tanulmány szerint, az elektromos járművek életciklusa során az üvegházhatású gázok kibocsátása hasonló vagy akár nagyobb is lehet, mint a leghatékonyabb benzin- vagy dízelüzemű járműveké.

Persze itt fontos megjegyezni, hogy egy öt évvel ezelőtti tanulmányról beszélünk, és azért az elektromos járművek messze többet fejlődtek ennyi idő alatt, mint a hagyományosak.

Második hatás: elbocsátások (vagy éppen új munkahelyek) az európai autóiparban

Az autóiparban megszűnő munkahelyek számának becslései igen bizonytalanok, de középtávon valószínűnek tűnik, hogy 2030-ig nem, vagy csak kevés munkahely szűnik meg – állítja egy 2017-es, a transportenvironment.org oldalon publikált szaktanulmány.

Az EU-nak gyorsan kell beruháznia, és a döntéshozóknak jelentős támogatást kell nyújtaniuk az európai piacnak akár csak a szabályozás terén, ösztönözve a gyártókat arra, hogy helyben, Európában gyártsanak inkább elektromos járműveket.

Az elektromos járművekre való átállás az EU GDP-jének 1%-os növekedését eredményezné, akár 2 millió új munkahelyet teremtene, és 2050-ig 83%-kal csökkentené a személygépkocsik és kisteherautók kibocsátását.

Sok százezer munkahelyet érint az átállás – de nem feltétlen jár elbocsátással

A német IFO intézet tanulmányának becslései szerint csak Németországban 600 000 munkahelyet érint közvetlenül vagy közvetve az átállás az elektromos járművekre.

Ez azonban csak a potenciális veszteségeket számszerűsíti, és figyelmen kívül hagyja a munkahelyteremtést más területeken, például a beszállítói oldalon.

Négy lehetséges forgatókönyvet vázoltak fel

A becslések szerint minden negyedik munkahely megszűnhet az elektromos autókra való átállással, de még nagyobb kockázatot jelent az, ha az elektromos autók egyáltalán nem Európában készülnek.

Az ábra azt mutatja, hogy az elektromos járművekre történő 35%-os átállás 2030-ig milyen hatással lenne az autóipari munkahelyekre. Négy lehetséges forgatókönyvet is felvázoltak:

1. ha egyáltalán nem készül helyben BEV (a munkahelyek 32%-a veszik el, azaz majdnem annyi, ahány százalékban az emberek átállnak az elektromos autózásra),
2. ha a BEV-ek 10%-a helyben készül (28% veszteség),
3. ha a BEV-ek 90%-a helyben készül (1% veszteség),
4. ha az EU exportra is gyárt BEV-eket (20% export, 8% növekedés).

Minden azon múlik tehát, hogy az EU képes-e helyben megvalósítani az elektromos autók gyártását és mekkora mértékben teszi.

Az bizonyos, hogy ha az EU komolyan gondolja az áttérést elektromos autókra és nem akar a mostanihoz képest sok százezer munkanélküli szakemberrel többet, akkor kénytelen lesz az elektromos autók gyártását jelentős részben vagy teljes egészében helyben megoldani.

Harmadik hatás: lítium és kobaltbányászat

A mobilitást biztosító modern akkumulátorok, és a 2020-as évek elején mindegy, hogy mobiltelefonokról, laptopokról vagy elektromos autókról beszélünk, lítium-ion, esetleg lítium-polimer típusúak.

Ehhez pedig elsősorban a névadó ritkaföldfémre, a lítiumra van szükség – az erről írt cikkben alaposan kitértünk arra, milyen mértékű környezetkárosítással jár a lítiumbányászat. A problémát nem is annyira a lítium okozza, sokkal inkább a kobalt, amiből 20 kg is található 100 kWh teljesítményenként az akkumulátorokban.

Miért kell kobalt egy lítium akkumulátorba?

A kobalt lítium-ion akkumulátorokban történő felhasználása a jól ismert LiCoO2 (LCO) katódig vezethető vissza, amely nagy vezetőképességet és kimagasló szerkezeti stabilitást biztosít a töltési ciklusok során.

Az ipar felismerte a kobalt-függőség kockázatát, és számos akkumulátorgyártó dolgozik azon, hogy a lehető legnagyobb mértékben tudja kiváltani a kobaltot.

Véres gyémánt helyett véres kobalt?

A Washington Post 2016-os tényfeltáró cikkében mutatta be azokat a körülményeket, ahogy például Kongóban bányásszák a kobaltot, ami végül a lítium akkumulátorokban kerül felhasználásra.

Gyakorta az alapvető biztonsági feltételek se adottak, a munka elképesztően nehéz (sok bányász kézi szerszámokat használ), a munkások alulfizetettek, és gyakorta gyerekeket is dolgoztatnak a bányákban – és a különböző gyártók által felhasznált kobalt 60-70%-a innen, Kongóból érkezik. Az elmúlt években a 200 ezer kongói kobaltbányász helyzete is javulni kezdett, ahogy az a Financial Times cikkéből is kiderül, és ahogy az akkumulátorgyártás más anyagokkal helyettesíti be a kobaltot, remélhetőleg túllépnek az emberek és a természet kizsigerelésén is.

Elektromos autók veszélyei

Az elektromos autók kapcsán gyakran merül fel kérdésként, hogy a technológia jelent-e valamilyen közvetlen veszélyt használójára. Kimondva vagy kimondatlanul mindenki arra gondol, hogy a járművek kigyulladásának esélye nagyobb-e? Az eddigi tapasztalatok alapján az elektromos autók kigyulladása nem gyakoribb, mint más meghajtással rendelkező járművek tüzei.

A veszélyt a lítium-ion akkumulátor kigyulladása jelenti, ami tartós erős hőhatás (más forrásból származó tűz) vagy erős fizikai behatás miatt következhet be. Az ilyen tüzek hevesebbek és oltásuk is jóval nehezebb. Összességében tehát nem a tűzesetek gyakorisága növekszik, de azok súlyossága igen.

Dr. Rónay P. Tamás | Korábbi egyetemi oktató, szövegíró. Főként humán, illetve természettudományos cikkeket ír. Otthonosan mozog az okostechnológiák és megújuló erőforrások, zöld technológiák világában.