Emise skleníkových plynů podle způsobu dopravy

# https://onge.cz/b6f65d48

Doprava se podílí na emisích skleníkových plynů více než 20 % a je tak oblastí lidské činnosti, o které je dobré přemýšlet v kontextu změny klimatu. Tento text shromažďuje dostupná fakta o jednotlivých způsobech individuální dopravy a srovnává je, pro lepší orientaci a racionálnější rozhodování o tom, jaký způsob dopravy zvolit a jaký vliv toto rozhodnutí bude mít na emise skleníkových plynů (výsledky jsou na konci).

V textu se objevují různé zkratky, které bude dobré na začátek vysvětlit:

CO₂ – oxid uhličitý, skleníkový plyn nejvíce spojený s činností člověka, zvlášť spalováním fosilních paliv.

CO₂eq – ekvivalent oxidu uhličitého, efekt různých skleníkových plynů přepočtený na množství oxidu uhličitého, které by mělo stejný efekt.

NOx – oxidy dusíku, zastřečující termín pro všechny oxidy dusíku.

N₂O – oxid dusný, skleníkový plyn s dlouhou životností v atmosféře, jehož efekt je asi 265 větší, než CO₂.

g CO₂/km – gramy oxidu uhličitého za kilometr cesty.

g CO₂eq/km – ekvivalent gramů oxidu uhličitého za kilometr cesty – nejedná se tedy jen o CO₂, ale i další započítané skleníkové plyny (v našem případě N₂O).

Osobní auto se spalovacím motorem

Toto je velmi široký pojem a jednotlivá auta se mohou značně lišit. Stejně tak se bude v čase lišit průměr.

Podle regulace EU 2019/631 musejí osobní auta vyrobená po roce 2020 v průměru splňovat limit na emise CO₂ 95 g/km. Limit je počítán na „flotilu“, tj. se zprůměrují všechna auta, která výrobce vyrobil. Takže pokud vyrobí 1 auto co vypouští 190 g/km, pak musí vyrobit 1 elektromobil co vypouští 0 g/km, aby se dostali na průměr 95 g/km. Tento limit je tak spíše účetní položka a příliš nám nevypovídá o reálných emisích.

Podle údajů o nově registrovaných vozech v ČR v roce 2022 vychází emise CO₂ v průměru na 138 g/km. Průměr v letech 2010–2022 se pohyboval v rozmezí 121 – 149 g CO₂/km.

Podle údajů z Británie z roku 2008 vycházely emise v rozmezí 127 – 257 g/km.

Průměrné stáří osobních vozů v ČR je 16 let, což v době sepsání tohoto textu odpovídá roku 2008. Pro účely srovnání tedy vyjdu z údajů z Británie a rozumně zaokrouhlím na 125 – 250 g CO₂/km. Časem tato hodnota bude spíš klesat, jak budou starší auta nahrazována novějšími.

Neméně významnou roli hrají i oxid dusný N₂O. Emisní normy EURO stanoví limit pro oxidy dusíku (NOx) takto:

EURO 6 (od roku 2014): 0,08 g NOx/km

EURO 5 (od roku 2009): 0,18 g NOx/km

EURO 4 (od roku 2005): 0,25 g NOx/km

EURO 3 (od roku 2000): 0,50 g NOx/km

Pro účely srovnání budu, s ohledem na stáří vozového parku a šizení emisí v rámci aféry Dieselgate, jako bezpečnou hodnotu počítat 0,2 g NOx/km. Předpokládejme (pro nedostatek relevantních dat), že z tohoto je množství N₂O kolem 0,15 g N₂O/km

Atomobilová doprava se na emisích N₂O podílí výraznou měrou (tato práce uvádí (str. 15) že se jedná až o 55 %). N₂O je současně výrazně potentnější skleníkový plyn, než CO₂. Uvádí se, že 1 g N₂O odpovídá 265 g CO₂.

Se započítáním N₂O jako ekvivalentu CO₂ nám emise průměrného osobního automobilu vycházejí na 165 – 290 g CO₂eq/km. Opět je třeba zdůraznit, že závisí na konkrétním autu a časem se tato hodnota bude spíš snižovat.

Pro úplnost ještě doplním, že emise hybridů jsou pochopitelně nižší. Jak moc nižší se dá ale těžko určit, protože velmi záleží na stylu jízdy, tedy na tom, jak moc zabírá spalovací a jak moc elektrický motor. Dopracovat se k obecně platným výsledkům je tak dost těžké a proto žádné konkrétní číslo neuvádím.

Elektromobil

Ačkoliv provoz elektromobilu přímo nevytváří emise skleníkových plynů, výroba elekřiny potřebné k jejich nabití ano. Podle dostupných údajů se spotřeba elektromobilů pohybuje v rozmezí 0,139 – 0,286 kWh/km. Účinnost baterií (tedy kolik energie z toho, co do ní nabijeme, dostaneme zpět) přesahuje 95 %, ztráty v přenosové síti se pohybují kolem 1 až 2 %. Množství energie potřebné, které musíme do eletromobilu nabít na ujetí jednoho kilometru můžeme tedy rozumně zaokrouhlit na 0,145 – 0,300 kWh/km.

Podle údajů ministerstva průmyslu a obchodu se v současnosti pohybují emise CO₂ na výrobu 1 kWh elektřiny kolem 400 g. Vzhledem k zastoupení uhelných elektráren lze očekávat i emise N₂O, ale nepodařilo se mi najít relevantní data.

Emise elektromobilu tedy vycházejí na 58 – 120 g CO₂/km.

Tato hodnota nezahrnuje emise N₂O spojené se spalováním uhlí (u spalovacích motorů jsme započítali i N₂O, odpovídající zhruba 40 g CO₂eq/km). Současně je ale třeba zmínit, že elektromobily si nezřídka pořizují lidé s fotovoltaikou a nabíjejí tak do značné míry z vlastních zdrojů bez dalších emisí. Ani v takovýchto případech nelze považovat takové nabíjení za bezemisní, protože vyrobená elektřina by jinak šla do přenosové sítě a spotřebovala by se jinde. Přínos nabíjení z vlastní fotovoltaiky je tak, kromě ceny, spíš v nižším zatížení přenosové soustavy a tedy i nižších ztrátách.

Výroba elektromobilů, zejména baterií, je ve srovnání s auty se spalovacím motorem náročnější a tak nový elektromobil má výrazně vyšší uhlíkovou stopu, než auto se spalovacím motorem. Konkrétní hodnota se bude lišit model od modelu, běžně se udává, že nové auto se spalovacím motorem srovná svoji uhlíkovou stopu s elektromobilem po ujetí desítek až sto tisíc kilomertů.

Dalším faktorem je životnost baterií. Zatímco dobře udržované auto se spalovacím motorem může bez problémů jezdit 20 a více let, baterie tak dlouho s rozumnou kapacitou nevydrží. Rozhodující faktor je počet nabíjecích cyklů a hodně používaný elektromobil může potřebovat výměnu baterie už po několika letech. V současnosti výrobci garantují životnost na 100 – 300 000 km. Je to přitom právě baterie, co je tím nejdražším a nejnáročnějším na celém elektromobilu.

Jízdní kolo

Člověk šlapající na kole spotřebuje víc energie, než když se veze autem. Větší výdej energie vyžaduje i vyšší příjem energie, tedy jídla, které bylo nějak vyprodukováno a dopraveno a s tím jsou spojeny emise skleníkových plynů.

Pokud spočítáme množství energie potřebné na ujetí 1 km a dostaneme se, v závislosti na dietě, k hodnotě 25 – 90 g CO₂/km. Výpočet je podrobě popsán v tomto článku, včetně odkazů na zdroje.

Předpokladem je, že člověk vážící 70 kg jede rychlostí 15 km/h a spotřebuje tak 20–40 kcal/km. V závislosti na dietě se emise skleníkových plynů spojených s jídlem, které musel člověk k získání této energie spotřebovat, pohybuje v rozmezí 1,5 – 5,3 g CO₂eq/kcal. Současně uvádí, že vyšší zátěž nutně nesměřuje k vyšší konzumaci jídla, respektive že toho člověk zvýší příjem energie asi o 57 % výdeje. To zřejmě platí při jednorázové zátěži, při pravidelném ježdění si člověk jídelníček nastaví tak, aby odpovídal jeho energetickému výdeji.

Pokud tedy budeme počítat příjem a výdej na 100 % odpovídá, dostaneme hodnotu 30 – 60 g CO₂eq/km pro vegany a 106 – 212 g CO₂eq pro vášnivé masožravce. Při přepočtu na 57 % zvýšení příjmu energie to vychází na 17 – 34 g CO₂eq/km pro vegany a 60 – 120 g CO₂eq/km pro masožravce.

Vědecký článek z roku 2020 dochází k podobným závěrům. Jízda na kole vychází ma 140 g CO₂eq/km, ale může se pohybovat v intervalu 60 – 280 g CO₂eq/km. Při zohlednění kompenzace vydané energie (tj. o kolik toho člověk sní víc kvůli tomu, že se víc nadřel) se může průměrná hodnota pohybovat v rozmezí 30 – 130 g CO₂eq/km.

Evropská cyklistická federace uvádí, že emise na 1 km jízdy na kole odpovídají 21 g CO₂/km.

Jako nejpřesnější a nejlépe podložené bych označil údaje z článku v Nature, tedy 30 – 130 g CO₂eq/km. Jelikož je kolo poháněné člověkem, je však ještě potřeba zohlednit, jakou roli to ježdění v jeho životě hraje. Pokud si jízdou na kole nahradí šlapání na rotopedu, pak jsou emise fakticky nulové, protože by energii vydal tak jako tak a naopak ušetří tím, že na místo nejdel nějakým jiným způsobem. Člověk co někam občas zajede na kole asi nebude výrazně měnit svůj jídelníček a jeho emise tak budou spíš nižší. Naopak rikša, co šlape celý den a každý den, bude muset vydanou energii kompenzovat do značné míry (aby se nezničil) a jeho emise tak budou vyšší. V neposlední řadě bude záležet i na tom, na čem a v jakém terénu člověk jezdí.

S ohledem na výše popsané pro účely srovnání počítám emise z jízdy na kole na 20 – 130 g CO₂/km.

Údaje o elektrických kolech (tedy kolech, kde se šlapáním pomáhá elektromotor, žádný skůtr) jsou, podobně jako u hybridů, dost nejednoznačné a výsledky budou záviset na konkrétním modelu (existují elektrokola, která rekuperují a dobíjí se brždením, ale jsou spíše výjimkou) a stylu jízdy. Podle některých zdrojů tak vycházejí nižší, podle jiných naopak vyšší emise než u klasických kol. Konkrétní číslo neuvádím, protože se mi nepodařilo dopracovat k dostatečně přesvědčivému výsledku.

Chůze

Stejně jako v případě jízdy na kole i chůze vyřaduje energii, kterou musí člověk získat tím, že něco sní a aby měl co a to něco se k němu dostalo, vznikly nějaké emise skleníkových plynů. Vyjdeme ze stejného článku jako u jízdy na kole, který dochází k závěru, že chůzí se vyprodukuje 50 – 250 g CO₂/km.

Ačkoliv je tento výsledek poněkud překvapující, dává docela dobrý smysl. Kolo (ať už jízdní, nebo to na autě) se pohybuje velice efektivně, ve srovnání s chůzí. Na překonání stejné vzdálenosti tak potřebuje méně práce, než je pokládání jedné nohy za druhou. Chůze má zase řadu jiných nesporných výhod, ať už prostupnost terénem, řiditelnost, nebo prostý fakt, že valná většina lidí má nohy v základní výbavě a na rozdíl od ostatních dopravních prostředků si je nemusí kupovat.

Srovnání

Jak je z výsledků patrné, rozdíly mezi jednotlivými způsoby dopravy jsou znatelné, ne však tak propastné, jak by se z vyhrocené debaty občas mohlo zdát. Možná největším překvapením je zjištění, že chůze vychází na emise hůř, než jízda elektromobilem.

Toto srovnání nelze brát jako soutěž „který způsob dopravy je nejlepší“. Chůze je pomalá a má dvojnásobné emise ve srovnání s jízdou na kole, ale zas nezabíráte tolik místa, můžete se otočit na místě, nemusíte řešit parkování, ani si kupovat kolo (jehož výroba také nese uhlíkovou stopu). Na kole zas neodvezete ani náklad ani pasažéry (a když, tak jen velmi malý náklad a malé pasažéry). Pokud autem pojede pět lidí, pak emise (nepočítáme-li emise na výrobu toho auta) budou nižší, než kdyby jeli všichni na kole. Co je v dané situaci nejlepší závisí vždy na konkrétní situaci a možnostech.

V následující tabulce jsou rozdíly v g CO₂eq/km, pokud zvolíme jeden způsob dopravy místo jiného. Sloupec „průměr“ srovnává průměrné hodnoty a má tak obecně nejlepší vypovídající hodnotu. Sloupec „nejhorší“ udává rozdíl, pokud vyměníme dopravu daného typu s nejnižšími emisemi za dopravu jiného typu s nejvyššími emisemi – jinými slovy, jaký nejhorší výsledek se dá touhle volbou dosáhnout. Sloupec „nejlepší“ naopak udává výměnu dopravy s nejhoršími emisemi za variantu s nejnižšími emisemi, tedy to nejlepší, co se může podařit. Smyslem těchto sloupců je ukázat, jak velké rozdíly jsou ve hře.