המכונית החשמלית: יותר או פחות CO2 לקילומטר נסיעה?

נשלח 1 ביוני 2011, 11:53 על ידי Sustainability Org   [ עודכן 18 ביוני 2011, 0:27 ]
מאת פרופ' דני רבינוביץ, 28/5/2011

בפוסט קודם השוויתי בין עלויות ההנעה (מילוי והחלפת מצברים) של המכונית החשמלית של בטר פליס לבין עלויות ההנעה (כלומר מחיר הדלק) של מכוניות קונבציונאליות. הפעם אני מבקש להתמקד בפליטת CO2.

כידוע, במכונית החשמלית לא מותקן מנוע שריפה פנימית, היא אינה צורכת דלק ונסיעתה לא מייצרת במישרין CO2. אך המצבר שמניע אותה חייב להיטען כל הזמן מרשת החשמל, וייצור חשמל מפיק כידוע CO2 לרוב. פליטת ה CO2 של המכונית החשמלית, במלים אחרות, איננה נעלמת אלא רק משנה מקום – מצינור הפליטה של המכונית לארובת תחנת הכח. השאלה היא כמה CO2 נפלט בתחנת הכח בגין ייצור חשמל שמשמש לנסיעה של קילומטר במכונית החשמלית, והתשובה תלויה בשני מרכיבים עיקריים: כמה אפשר לסוע על מצבר אחד (כלומר באיזו תדירות צריך לטעון או להחליף את המשבר), וכמה פחמן נפלט בתחנות הכח כדי לייצר את החשמל שטוען את המצבר.

נתחיל מפליטות הפחמן בתחנות הכח. בישראל יש רק רשת חשמל אחת, ונכון לעכשיו (2011) כ 60% מהחשמל כאן מיוצר בתחנות כח ששורפות פחם. ממחשבון חברת החשמל עולה שעל כל קווט"ש של חשמל נפלטים לאטמוספירה 700 גרם של CO2. יש אגב הערכות גבוהות יותר: על פי הפחמנומטר שפיתחה חברת אליסיום מדובר ב 990 גרם לקווט"ש, בעוד אסיף אסטרטגיות בע"מ חישבו ב 2010 741 גרם לכל קילווט שעה. לצורך החישובים שכאן אקח תחילה דווקא את גרסת הנחתום (חברת החשמל) שמעיד על עיסתו שלו, כלומר 700 גרם לקווט"ש.

נעבור לשאלת הקילומטרים ממצבר אחד. על פי נתוני "בטר פלייס", המצבר שיותקן ברנו פלואנס החשמלית שלה, שתעלה על הכבישים בישראל ביולי 2011, יכיל 24 קילוואט-שעה. טעינתו, לפיכך, על פי הנתון של 700 גרם לקילווט שעה, תהיה כרוכה בפליטת 16.8 ק"ג CO2 לאטמוספרה.

מנתוני בטר פלייס עולה גם שמצבר אחד יספיק לנסיעה של 185 ק"מ. 16.8 ק"ג ל-185 קילומטרים נותן 91 גרם CO2 לקילומטר. גם החישוב הזה, יש לאמר, מקל מאוד עם 'בטר פלייס'. בעיקר כי עד היום טרם נעשתה בדיקה עצמאית ובלתי תלויה של הטענה שהפלואנס אכן תסע 185 ק"מ על מצבר אחד. נסיעות המבחן שערכו עיתונאים עד כה היו קצרות – רק קילומטרים ספורים בשטח במרכז המבקרים בפי גלילות ותו לא. אני קורא בזאת ל'בטר פלייס' להזמין אותי לנסיעת מבחן בת 185 קילומטרים, שעה אחת בכביש הפתוח (נניח 45 קילומטר הלוך, 45 חזור) שעה בלב תל-אביב ואת שאר הזמן עד התרוקנות המצבר, במסלול המבחן בפי גלילות, ואז נדע מה המספר האמיתי.

מה שברור הוא שאם טווח הנסיעה האמיתי של המצבר הוא נמוך יותר, כמות פליטת ה-CO2 מקילומטר נסיעה עולה: אם המצבר מספיק ל 160 ק"מ הפליטה תהיה 105 גרם לקילומטר, ואם המצבר יספיק ל-135 ק"מ הפליטה תהיה 121 גרם לקילומטר. הנוסחא איננה לינארית, אבל על כל ירידה של קילומטר בטווח המצבר, עולה פליטת ה CO2 לקילומטר בממוצע בכ-0.8%.

אגב, אם ניקח את נתוני פליטת ה CO2 של אליסיום (990 גרם לקילווט"ש) נראה שגם אם המצבר מספיק ל 185 קילומטרים, הפלואנס החשמלית תהיה אחראית לפליטה של 128 גרם לקילומטר. ואם ניקח את נתוני אסיף איסטרטגיות מ 2010 (741 גרם פחמן לקילווט"ש) הפליטה שלה מתייצבת על 96 גרם לקילומטר נסיעה.

לחישובים הללו יש להוסיף עוד שתי בעיות. האחת, שידועה לכל בעל מחשב נייד או טלפון אלחוטי, היא שההספק של כל מצבר יורד עם הזמן. מצבר חדש יעיל הרבה יותר מאותו מצבר כשהוא בן ששה חודשים או שנה. זה עוד נימוק לקחת את נתוני היצרן על טווח הנסיעה עם קורט מלח, ולהניח שהטווח יירד עם השימוש. בכמה? ימים ולקוחות יגידו. הבעיה השניה היא שמילוי מצבר ב 24 קילווט כרוך בהשקעת חשמל בכמות גדולה מזו. בכמה? אינני יודע בכמה בדיוק. מומחים בלתי תלויים למצברים יצטרכו להכיר את המצבר לעומק כדי לקבוע. אבל גם בסעיף הזה תהיה מן הסתם תוספת לרמת הפליטות של המכונית החשמלית. מצד שני, ככל שרשת החשמל בארץ תלך ותתבסס על יותר גז ופחות פחם – והיא כבר בכיוון הזה – כך יילכו וישתפרו גם נתוני הפליטה של המכונית החשמלית.

עכשיו להשוואה עם מכוניות דומות. ראשית הרנו פלואנס הרגילה, שכבר מסתובבת בכבישי הארץ. כמות הפליטה שלה על פי אתר שמשווה ברמות הפליטה של מכוניות שונות היא 177 גרם לקילומטרים – נתון לא מחמיא בעליל שברור שהפלואנס החשמלית מנצחת אותו בקלות.

לעומת זאת, כמה מכוניות ההיברידיות (כלומר כאלו שמצויידות גם במצבר מניע וגם במנוע בנזין רגיל שטוען את המצבר) פולטות קצת פחות מכמות הפליטה שהרנו פלואנס החשמלית תייצר. הטויוטה פריוס למשל פולטת 89 גרם לקילומטר. גם בתחום זה ברור שבשנים הקרובות יהיו התפתחויות טכנולוגיות מפליגות.

לפוסט של פרופ' דני רבינוביץ


עדכון לפוסט:
המכונית החשמלית בישראל תהיה אחראית ליותר פליטות פחמן מההיברידיות

עמיר בן דוד (הכתב לעניני סביבה של 'ידיעות אחרונות') העלה הערה חשובה לפוסט הקודם שלי על פליטות הפחמן הצפויות מן המכונית החשמלית של בטר פלייס. תודה לעמיר, שבעקבות ההערה שלו חישבתי שוב את נתוני הפליטה הצפויים בגין נסיעה במכונית החשמלית.
מסתבר שהנתון של 700 גרם לקילווט"ש (זה שמופיע באתר חברת החשמל לציון כמות הפליטה הממוצעת שנוצרת בתחנות הכח שלה) הוא שיקלול בין הפליטה הגבוהה מתחנות הכח הפחמיות והפליטה הנמוכה מהמחז"מים (תחנות המחזור המשולב שמופעלות על טורבינות גז). בטר פלייס כבר הסבירה שכדי להקטין את החשבון שהיא תידרש לשלם לחברת החשמל, היא תמשוך את החשמל לתחנות מילוי המצברים שלה בשעות הלילה, כשהחשמל זול משמעותית מהחשמל בשעות השיא של מהלך היום.
אלא מה? מסתבר שבלילה, התחנות שעובדות, המיועדות לספק את עומס החשמל הבסיסי (baseload) הינן, בגלל שיקולי תפעול ועלויות, התחנות ששורפות פחם ולא גז. תחנות הגז מצטרפות לרשת רק בשעות היום, כשהצריכה עולה.
ואם בטר פלייס תמשוך את רוב החשמל שלה בלילה, זה אומר שהחשמל למכונית החשמלית יהיה 'מלוכלך' יותר. על פי הדו"ח הסביבתי של חברת החשמל לשנת 2009, כל קיולווט"ש שמיוצר בתחנת כח פחמית בישראל אחראי לפליטה של 842 גרם CO2 לאטמוספירה. נתון זה מקפיץ את פליטת הפחמן שיש לייחס לכל קילומטר נסיעה ברנו פלואנס החשמלית בישראל מ 105 ל 126 גרם לקילומטר – כל זאת כמובן אם לוקחים את נתוני הספק המצבר שמופיעים באתר בטר פלייס (185 קילומטר למצבר אחד) ככתבם וכלשונם. אם 25% מהחשמל שתמשוך בטר פלייס עבור לקוחותיה יהיה חשמל יומי, הפליטה הממוצעת לקילומטר נסיעה תרד לסביבות 120 גרם. ונתונים כאלה מעניקים לרוב המכוניות ההיברידיות המשווקות בישראל, שפולטות בין 89 ל 120 גרם לקילומטר, יתרון ברור על הרנו פלואנס ZE החשמלית.

אני מודה שיש נתון אחד קצת אניגמטי שקשה לפצחו. יש סברה שהחשמל (הפחמי) שמיוצר כ baseload בלילות  הוא בכמות גדולה יותר משצרכי החשמל הליליים של ישראל דורשים, כלומר כיום יש כמות מסויימת של חשמל שמתבזבזת. אם אכן זה המצב (כדאי אולי שחברת החשמל תבהיר האם בכל לילה היא אכן 'שפוכת חשמל לים'. אם כן, וחלק מן החשמל הזה יופנה לבטר פלייס, אזי גם נתוני הפליטה לקילומטר של מכוניות חשמליות בישראל יהיו מעט טובים יותר.

אז לסיכום:

  • הרנו פלואנס תהיה אחראית כנראה ליותר פליטות פחמן לקילומטר מכמה מן המכוניות ההיברידיות שנוסעות כבר בכבישי הארץ.
  • היא גם לא זולה יותר לרכישה ולהנעה מכמה מכוניות בנזין רגילות בגודלה.
  • אנחנו ממתינים עדיין להזמנה מטעם בטר פלייס לנסוע על מצבר מלא עד שהוא יתרוקן, כדי לבדוק בעצמנו את הטענה שהמצבר מספיק ל 185 קילומטרים.
  • וחברת החשמל צריכה להסביר לנו האם היא שופכת כל לילה המון חשמל לים.

לפוסט של פרופ' דני רבינוביץ


כתבות קשורות:
המכונית החשמלית של בטר פלייס יוצאת לדרך בישראל – היבטים כספיים וסביבתיים חלק א'
איזו מכונית גורמת לפליטת יותר גזי חממה: מכונית עם מנוע בנזין או מכונית חשמלית?
לא כל כך ירוקה – כמה עובדות על המכונית החשמלית של Better Place
Comments