Sähköauto - ympäristöystävällinen vaihtoehto?

Saksassa on mietitty tätäkin asiaa. Allaoleva on suora käännös  saksan kielestä. 

FACTOR 10 INSTITUTE  
GERMANY

Prof. Dr. F. Schmidt-Bleek  
Teplitzer Strasse 19
Am Roseneck
14193 BERLIN

Tel +49 30 897 847 50

 

Berliini, elokuussa 2013

 Sähköauto on vihreä valhe
  
  R. Klüting, F. Schmidt-Bleek 

 
Yksityisautoilulle annetaan arvo, jolla ei sinänsä ole mitään tekemistä järkevän käytön kanssa. Siis ei ostajan järkevän käytön. Toinen, ajankohtainen esimerkki ovat sähköautolle asetetut innostuneet odotukset. On tosin olemassa niitäkin, jotka sanovat, että sähköä tuotetaan myös ilmastolle vahingollisia hiilidioksidia tuottaen ja että Saksassa nykyisin eri tavoin tuotettavan energia takia, johon yhä kuuluu paljon hiiltä ja kaasua, niin että ei sähköautoista muutenkaan olisi ilmastolle paljonkaan hyötyä. Periaatteessa oikein. Mutta kuten niin usein, kun ilmastonsuojelua tarkastellaan muusta erillään, vain osatotuus.

Se tosiasia, että paljon kehuttu sähköauto vahingoittaa ilmastoa vielä enemmän kuin bensiini- ja dieselkäyttöinen auto ja että siksi sitä ei voi suositella niin kuin väitetään, johtuu muun muassa siitä, että tarvitaan muutamia harvinaisia metalleja ja suuria määriä painavaa hiilijalanjälkeä kantavaa kuparia. Lisäksi akut, joiden hiilijalanjälkeä ei ole vielä laskettu ja joiden elinkaarta ei ole vielä tarpeeksi tunneta. Se, että sähköautosta ei tule päästöjä ja että toki sellainen on kaupunkialueiden ilmalle etu, on myös kaupungissa asuvien ihmisten terveydelle etu, mutta se ei kuitenkaan ole lainkaan etu ympäristölle.

Karlsruhessa sijaitseva Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschuns (ISI – Fraunhoferin menetelmä- ja innovaationtutkimuslaitos) listaa tärkeimmät raaka-aineongelmat julkaisussaan (Weissenberger-Eibl, 2010) näin.

Odotettu sähköajoneuvojen markkinakasvu tulee vaikuttamaan joidenkin raaka-aineiden, kuten lithiumin kysyntään. Siksi on tärkeää pitää huolta sähköautojen muidenkin raaka-aineiden saatavuudesta. Näitä ovat esimerkiksi akkuihin tarvittava kobalt, sähkömoottoreihin tarvittava kupari ja sähkömoottoreiden magneeteissa tarvittava neodym.

ISI on itse tutkinut tarkemmin kaksi esimerkkiä, nimittäin lithiumin ja kuparin tarpeen (Angerer 2009 ja 2010). Lithium-tutkimuksesta lainaan tähän yhteenvedon, koska siinä käsitellään raaka-aineen ekologista puolta:

”Johtopäätös on, että myös pahimmissa arvioissa ei seuraavan neljän vuosikymmenen aikana tule litiumista puutetta. Mutta on otettava huomioon, että lithiumia on vain muutamissa maissa ja tärkeimmät näistä maista eivät kuulu geopoliittisesti vakaisiin seutuihin (esimerkiksi Bolivia). Lisäksi litiuhimia rikastaessa puututaan koskemattomiin luonnonalueisiin, esimerkiksi Etelä-Amerikan ja Kiinan suolajärviin.”

Periaatteessa siis sanottiin, että lithiumista ei tule puutetta vain silloin, jos ei oteta huomioon, että sitä rikastaessa ympäristöllä ei ole mitään merkitystä.

Vähän tarkemmin siteeraan Fraunhoferin tutkimusta kuparivarannoista. Vaikka akkuteknologiaa parastaikaa parannetaankin ja tutkitaan mahdollisuutta olla käyttämättä lithiumia, ei kuitenkaan tulla toimeen ilman kuparia.

Periaatteessa sähkömoottoriin voidaan käyttää myös alumiinia, ei vain kuparia. Se olisi kuitenkin vähemmän energiatehokasta. Kupari siis on tärkeää.  

Yhteenvedossaan ISI toteaa, että maailmanlaajuisesti kuparia on riiittävästi. ”Siksi kuparin saatavuus ei vaikeuta sähköautojen valmistusta eikä maailmantalouden kasvua”, tutkimuksessa sanotaan. Tähän syyksi annetaan maailmaanlaajuisten varantojen laajuus, ja toisaalta lasketaan, että muissa sähkömoottoreissa kuin ajoneuvoissa ja sähköjohdoissa sitä tullaan tarvitsemaan huomattavasti enemmän.

Kuparin kysyntään ei sähköauton kehittyminen paljonkaan vaikuta. Vaikka oletettaisiin, että tarve suuresti kasvaa, sähköautot tarvitsevat vuonna 2050 vain 21% kuparista. Jos kehitys on hitaampaa, vain 14%. Muualla kuparin tarve, sähkön siirrossa ja sähkömoottoreissa, on suurempi.

Vuoteen 2050 mennessä, tutkimuksessa sanotaan, on vuonna 2008 tiedossa olleista kuparivarannoista käytetty 29 prosenttia. Onko se paljon? Vähän? ISI erottelee, kuten tieteessä tavallista, varannot ja resurssit. Resurssit ovat raaka-aineen kokonaismäärä maailmassa, mukaan lukien se, mitä ei joko taloudellisista tai teknisistä syistä ole vielä voida hyödyntää. Varannot sen sijaan ovat ne resurssit, joita voidaan nykytekniikalla ja nykyisillä menetelmillä käyttää. Kuparin maailmanlaajuiset resurssit ISI-tutkijat arvioivat 700 miljoonaksi tonniksi, käyttäen myös USA:n geologista laitosta (United States Geological Survey, USGS). Siihen he lisäävät 700 miljoonaa tonnia, joiden oletetaan sijaitsevan manganlähteissä merien syvyyksissä. Yhteensä tämä tekee resursseja 3,7 miljardia tonnia. Miten paljon tästä voidaan joskus käyttää, on mahdotonta tietää, koska ensin on löydettävä menetelmät nostaa se ylös. Näihin määriin ei siis voi varmasti luottaa.

Sen sijaan kyllä voidaan nykyisin laskea varannot, joita on USGS:n vuoden 2010 arvion mukaan 540 miljoonaa tonnia. ISI-tutkijat sanovat tähän selvästi: ”Nykyisin hyödynnettävissä olevat kuparivarannot on käytetty vuoteen 2030 mennessä.” Jos vuoteen 2050 mennessä tarvitaan jopa 29 prosenttia kaikista kupariresursseista, niin se tarkoittaa miljardia tonnia – siis noin kaksi kertaa se varanto, mikä nykyisin tunnetaan.” Tähän ISI:

„Tarpeen tyydyttämiseksi täytyy avata uusia resursseja, joka tulee maksamaan enemmän kuin tähän asti. Se tulee varmasti vaikuttamaan kuparin hintaan.”  Yksi mahdollisuus säästää resursseja on tietenkin lisätä uusiokäyttöä. Kuparin voi hyvin ja hyvälaatuisena käyttää uudelleen. Saksassa kierrätetäänkin kuparista jo 56 prosenttia, maailmanlaajuisesti 34,8 prosenttia.

ISI-tutkijat siteeraavat vuoden 2006 arvioita, joiden mukaan varannoissa ja ympäristössä on maailmanlaajuisesti 400 miljoonaa tonnia kupasia; sen lisäksi on 330 miljoonaa tonnia jo käytössä olevissa tuotteissa. Sitä, miten hyvin näitä voidaan käyttää, ei vielä tiedetä mitään. On siis pakko löytää uusia kuparivarantoja, joita ei vielä käytetä. Sama koskee myös lithiumia, ja tämä ei ole ollenkaan hyvä uutinen niille seuduille, joissa nämä varannot sijaitsevat.

Sitä paitsi on huomatttava, että bensiini- ja dieselajoneuvoja on ollut olemassa jo noin 120 vuoden ajan. Sillä tekniikalla toimivien autojen polttoaineen, siis öljyn loppuminen on nähtävissä, mutta se ei ole mitenkään lähellä. Kun kuparivarannoista on käytetty vajaa kolmasosa vuoteen 2050 mennessä, siis seuraavan sukupolven aikana, voidaan no nyt nähdä, että otto- ja dieselmoottoreita korvaamaan sähköautosta ei ole.

Suurin osa kuparista käytetään tosin tänään jo ihan muihin tarkoituksiin, ja ISI-tutkimuksen mukaan näin tulee myös tulevaisuudessa tapahtumaan: noin puolet (51%) maailmanlaajuisista kuparimarkkinoista vuonna 2006 käytti sähkön siirto (26%), jossa myös tulevaisuudessa tarve tulee kasvamaan; lisäksi veden saanti (putkistot, liitännät, messinkihanat, 13%) ja sähkömoottorit (koneet, pumput jne., 12%).

Jo nykyisin – sanovat Fraunhofer-tutkijat – jokaisessa autossa, myös ilman sähköllä käyvää moottoria, on 25 kiloa kuparia. Miten suuri kuparin määrä on nykyisissä sähköautoissa, ovat valmistajat kyllä tiedemiehille tutkimuksia varten kertoneet, mutta eivät sitten hyväksyneetkään saatuja lukuja. Siksi tutkimuksessa lasketaan todennäköisen keskiarvon mukaan, joka on 0,9 kg kuparia moottorin kilowattitunnin tehoa kohden. 50 kilowattitunnin moottorissa (68 hv) on siis 45 kiloa kuparia. Tutkimuksessa käytettiin tätä 50-kW-moottoria, vaikka nykyaikaisissa autoissa on yleensä huomattavasti enemmän tehoa, ja valmistajat kuten Toyota toteuttaa Priuksellaan asiakkaiden toiveet: Priuksella on 73 kW-moottori. Myös hiljan markkinoille tulleessa sähkö-Smartissa, siis etupäässä kaupunkiliikenteeseen tarkoitetussa kahden henkilön autossa on 55 kW:n moottori.

45 kg kuparia sähköautoa kohden vain moottoriin on siis liian vähän. Mutta jo tämä määrä nostaa auton materiaalintarvetta huomattavasti. Wuppertal-laitoksen vuoden 2011 laskelmien mukaan peruskuparilla on materiaaliarvo 349,48 kg abiottista (elotonta) materiaalia yhtä kuparikiloa kohden; jokaista luonnonmukaisista varannoista valmistettua kuparikiloa kohden tarvitaan siis vajaat 350 kiloa luontoa, joka siis käytetään ja muutetaan. Toissijaisen kuparin arvo, jonka ekologiseen selkäreppuun lasketaan uusiokäyttö, on vain 2,38 kg per kilo kuparia.   

Jos otetaan Saksassa käytetty hyvin edullinen sekoitus luonnosta saatua ja kierrätettyä kuparia, Wuppertal-laitos saa arvoksi 179,07 kg per kilo. Tätä sekoitusta käytettäessä sähköauton moottorilla on noin kahdeksan tonnin ekologinen selkäreppu – siis vain kuparia. Se tarkoittaa, että jos sähköauton elinikä on 200.000 kilometriä, tarvittava kupari syö puolet säästetystä polttoaineesta. Tähän ei ole vielä laskettu akkuja eikä latausasemaan tarvittavia raaka-aineita (Saksassa 600 g materiaalia per kilowattitunti). 

Jos sähköauto lyö itsensä läpi maailmanlaajuisesti ja maailmassa ajelee 2-3 miljardia sähköautoa (keskimääräisellä 50 kW:n moottoriteholla, tarvitaan yksin näiden autojen moottoreihin 90 – 135 miljoonaa tonnia kuparia. Luonnonkuparin ekologinen selkäreppu saattaa siihen mennessä olla järkyttävän painava, sillä vaikeammin saavutettavat luonnonvarat vaativat huomattavasti suurempia kuluja. Tosin kierrätys saattaa vähentää näitä kokonaisarvoja.

Jos siis sähköautoa hehkutetaan ympäristöystävällisenä vaihtoehtona henkilökohtaiselle liikenteelle, se on yksinkertaisesti väärin. Tuollainen hehkutus voi tapahtua vain, jos ajatellaan vain ilmastonsuojelua. Jälleen kerran nähdään, että hiilidioksidipäästöt eivät ole tulevaisuuden talouden ja yhteiskunnan indikaattori. Keskittyminen vain ilmastonmuutokseen ei estä sitä, että ilmastonmuutoksen paholainen voitettaisiin lisääntyvällä materiaalitarpeella.