E-Auto vs. Polttomoottori: CO2-Bilanssi

Saksassa sähköautojen määrä kasvaa hitaasti, ja suurin osa autoilijoista valitsee edelleen polttomoottoriautoja. Myydyimpien kymmenen automallin joukossa ei ole yhtään sähköautoa. Tämä on valitettavaa ympäristön kannalta, sillä nykyisin ainoastaan HVO-diesel pääsee lähes ilmastoneutraaliksi, kun taas bensiiniautot tulevat tulevaisuudessa yhä kalliimmiksi kasvavien fossiilisten polttoaineiden hintojen myötä.

Vaikka monet sähköauton omistajat ovat vakuuttuneita sähköajoneuvojen ylivertaisuudesta, kysyvät polttomoottoriautojen käyttäjät, kuinka puhtaita sähköautot todella ovat. Miten ympäristövaikutukset näyttäytyvät, kun otetaan huomioon kaksi tärkeää muuttujaa:

• autojen elinkaaren ja niiden kasvihuonekaasupäästöt
• sähköauton akkujen CO2- jälki elinkaarten vertailussa.

Sähköautojen akkujen valmistuksessa syntyy merkittävä osa ilmastoa kuormittavista päästöistä. Kun akkujen ja niiden tuottamien päästöjen määrä on kompensoitu, sähköautot voivat toimia lähes ilmastoneutraalisti, erityisesti aurinkoenergian avulla. Kuitenkin monet kriitikot ovat väittäneet, että sähköautojen käyttövoima tulee vain osittain uusiutuvista energialähteistä, ja näin ollen sähköautot olisivat ympäristöystävällisempiä kuin polttomoottoriautot. Tämä väite on kumottu, sillä vuonna 2024 jo 62 prosenttia Saksan sähköverkosta tuotettiin uusiutuvilla energioilla – suuntaus ylöspäin.

Mutta kuinka paljon hiilikuormaa sähköautolla on, ja mikä etäisyys tekee sähköautosta ympäristöystävällisemmän verrattuna polttomoottoriin? Tuore IFEU-tutkimus mukana vertailee kaikkia voimansiirtomuotoja, mukaan lukien sähköautot, bensiinimoottorit, dieselit ja pistokehybridit.

Elinkaaritarkastelussa otetaan huomioon kaikki päästöt, jotka syntyvät auton koko käyttöiän ajan – sen valmistuksesta käyttöön ja lopulta kierrätykseen. Lasketaan myös energia, joka kuluu energiatuotannosta sen kulutukseen autossa: bensiinille ja dieselille laskemiseen huomioidaan polttoaineen päästöt, kun taas sähköautossa otetaan lukuun osuus, joka ei perustu uusiutuvaan energiaan.

Kaikista näistä arvoista lasketaan CO2-bilanssi, eli se määrä haitallisia kasvihuonekaasuja, joita syntyy keskimäärin per ajettu kilometri, mukaan lukien kulutetut energialähteet. Tämän lisäksi lasketaan energia kierrättämiseen ja romutukseen. Tuloksena syntyy ekologinen kokonaisbilanssi.

Polttomoottoriautojen osalta valmistusvaiheessa syntyy aluksi vähemmän hiilidioksidia kuin sähköautosta, mutta silti polttomoottoriautot vapauttavat CO2:ta koko elinkaarensa ajan fossiilisista polttoaineista johtuen. Bensiinissä tämä on 2,42 kg/litra ja dieselissä 2,67 kg/litra. Lisää tähän öljyn etsinnässä käytetty CO2, mikä tunnetaan alan kielenkäytössä nimellä „Well-to-Tank“ -laskenta. Yhteensä CO2-kuormitus on noin 2,8 kg bensiinilitraa kohti ja 3,2 kg dieselilitraa kohti.

IFEU-instituutin tuoreen tutkimuksen mukaan sähköautot ovat ilmastoa kuormittavuudeltaan merkittävästi ystävällisempiä kuin bensiiniautot. Tämä on tulos päivitetystä Ifeu-tutkimuksesta helmikuulta 2025, joka hyödyntää uusimpia tietoja. Mukana on myös se, miltä nykyinen sähköntuotanto näyttää ja mitä teknisiä innovaatioita akku- ja ajoneuvoteknologiassa on käytössä.

Tutkimuksen lopputulos: sähköautojen ympäristöedut täydentyvät entisestään, sillä ne tuottavat nykyisellä sähkömixillä, josta yli 62 prosenttia on vihreää sähköä, jatkuvasti vähemmän päästöjä. Jos energiamurros jatkuu, ennustetaan uusiutuvan sähkön osuuden nousevan 76 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä ja yli 90 prosenttiin vuoteen 2040 mennessä.

Kalkyylejä varten käytettiin arvoja uusimaan auton valmistus-, käyttö- ja hävitysprosessit. Tätä laskentaa varten otettiin huomioon 220 000 ajokilometriä auton koko elinkaaren aikana.

Uuden sähköauton, jonka akku on 65 kWh, hiilidioksidipäästöt koko elinkaarensa aikana olivat 59 prosenttia alhaisemmat kuin dieselillä ja 53 prosenttia alhaisemmat kuin bensiinillä. PHEV-auto (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) päästöt lähestyivät bensiiniautojen tasoa, eikä niillä ole ympäristönäkökulmasta mitään merkittävää etua, koska monet ajot perustuvat edelleen polttomoottoriin, mikä nostaa niiden päästöjä kaksinkertaisiksi verrattuna sähköautoihin.

Tutkimus kumoaa myös myytin, että polttomoottoriautot olisivat ilmastollisesti parempia pitkällä aikaväillä kuin uudet sähköautot. Itse asiassa, mitä pidempään polttomoottoriauto kulkee, sitä enemmän päästöjä se tuottaa, ja tämä osuus kasvaa tuotanto- ja kierrätystasolla.

Kysymys kuuluu, kuinka suuri ajomatka tarvitaan, jotta sähköautolla saavutetaan ilmaston etu? Hiilidioksidipäästö liittyy suoraan ajomatkaan ja voimanlähteeseen. Uudet sähköautot osoittavat selvästi parempaa suorituskykyä kuin vanhemmat mallit. Vuonna 2023 rekisteröidyt sähköautot saavat ilmastoedun jo 45 000 kilometrin ajomatkalla. Dieselin ja PHEV:n vertailuarvo on vain 25 000 kilometriä.

Yleisesti ottaen tutkimus olettaa, että energiamurros Saksassa jatkuu.

Kiinnostavaa on se, että sähköautojen ympäristöetu säilyy myös silloin, kun polttomoottoriautoja siirretään tulevina vuosina enemmän E-Fuels -polttoaineeseen, joka on uusiutuvilla energioilla tuotettu synteettinen polttoaine. Jos uusiutuvan sähkön tuotanto lisääntyy nopeammin, tämä etu kasvaa entisestään. Kuten UBA (Saksan ympäristövirasto) totesi: "Kaiken kaikkiaan akkukäyttöiset ajoneuvokonseptit osoittautuvat kaikentyyppisiä ja -vuotisia ajoneuvoja koskevissa kasvihuonekaasun ja energialähteiden käytössä ylivoimaisiksi."

Kun tarkastellaan tarkemmin akkua, sen tuotanto on erityisen energiaintensiivistä. Akkua varten tarvitaan materiaaleja, kuten kobolttia, nikeliä ja harvinaisia maametalleja, joiden kaivaminen voi aiheuttaa suuria ympäristövahinkoja. Tuoreimmissa tutkimuksissa on todettu, että vuoden 2020 sähköautojen ympäristövaikutuksissa havaittiin vielä haittoja, erityisesti vesistön (korkea ravinteiden kuormitus) ja maaperän (happamoituminen) osalta. Kuitenkin vuosisadan loppua kohti, viimeistään vuoteen 2050 mennessä, sähköautot nousevat kaikkien tutkittujen osa-alueiden osalta edelle polttomoottoriautoista.

Vertailu E-Fuels: sähköautot tuottavat 80 prosenttia vähemmän CO2:ta. "Transport & Environment" -järjestön tutkimus osoittaa, että sähköautot ovat jopa E-Fuelsia vastaan ilmastoedullisempia. E-Fuels, tunnetaan myös elektro-polttoaineina, tuotetaan elektrolyysillä vedestä ja CO2:sta. Mikäli sähkö tuotetaan uusiutuvista lähteistä, sitä voidaan pitää ilmastoneutraalina. Tutkimus katsoi kokonaisprosessia valmistuksesta, logistiikasta aina käyttöön. Tämä vertailumenetelmä tunnetaan nimellä "Well to Wheel" -laskenta, ja se ottaa huomioon kaikki päästöt, jotka syntyvät sekä polttoaineen valmistuksessa että kuljetuksessa, ei pelkästään ajamisen aikana. Tutkimuksessa todetaan, että sähköautot tuottavat vain viidesosan siitä CO2:sta, minkä E-Fuel-polttoaineen käyttäjät tuottavat. E-Fuel-autot puolestaan tuottavat vain viidesosan fossiilisiin energialähteisiin (raakaöljy) perustuvien autojen päästöistä.

VDI-tutkimus ennustaa paremman ympäristövaikutuksen 90 000 kilometrin ajomäärän jälkeen. Myös saksalainen insinööriliitto (VDI) myönsi, että sähköautolla on kokonaisuudessaan vähemmän CO2-päästöjä kuin polttomoottoriajoneuvolla. Sähköauton on kuitenkin ajettava keskimäärin 90 000 kilometriä saavuttaakseen bensiiniauton ympäristösuhteet. Tässä on syynä sähköauton valmistuksen aikaiset korkeat CO2-päästöt, jotka johtuvat pääasiassa akkujen tuotannosta, joka on laskentatavassa 83 prosenttia kasvihuonekaasupäästöjen päätoteuttaja. Erityisesti, jos akkujen tuotannossa käytetään hiilivoimaa, kuten Kiinassa usein tapahtuu, tämä laskelma tulee raskaammaksi.

Tämä painolasti on sähköauton otettava kilometrin mukaan. Kuitenkin, ajan myötä sähköauto tulee suuresti syytelemään sekä dieseliä että bensiiniautoa. 200 000 kilometrin ajokilometreillä – nykyaikaisten sähköautojen akkujen käyttöiän ollessa selvästi yli tämän – sähköauton CO2-päästöt ovat vain 24,2 tonnia. Dieselillä tämä luku on 33 tonnia ja bensiinitorella jopa 37,1 tonnia. Arvot ovat keskimääräisiä. Jos sähköautoa käytetään pelkästään aurinkoenergialla, sen CO2-bilanssi on enää vain 19,1 tonnia; tämä tarkoittaa, että se on jo aiemmin hävittänyt akkujen tuotannon aikaisen ylityksensä, jo noin 160 000 kilometrin ajomatkalla.

Annalysissa laskettiin kasvihuonekaasujen vertailu per kilometri. Life Cycle Analysis (LCA) -tutkimus Grazin Joanneum Research tutkimuslaitoksessa laski keskimääräisen kompaktauton kasvihuonekaasupäästöt vuonna 2022 per kilometri. Tutkijat arvioivat auton käyttöiäksi 16 vuotta ja 15 000 ajettua kilometriä vuodessa (yhteensä 240 000 km). He ottivat huomioon muuttuvan sähkötuotannon – ja laajentuvan uusiutuvien energialähteiden. Tulos on laskettu eteenpäin vuoteen 2037.

Tuloksena sähköautot päästivät 115 grammaa CO2-ekvivalenttia (mukaan lukien metaani ja dityylioksidi) per kilometri, joka oli selvästi parempi kuin bensiinillä (244 g/km) ja dieselillä (209 g/km). Akkutuotannon vaatima energia on siten tasoittunut jo kolmen-neljän vuoden kuluessa, ja täydellä vihreällä sähkömixillä alkuperäinen CO2-maininta on saatu vielä nopeammin kuriin.

Entä maakaasu- ja vetyautot? Vaikka biokaasulla toimivat maakaasuautot, vihreää vetyä käyttävät polttokennot tai diesel E-Fuels voivat tarvita parempaa tasoa, ne eivät kuitenkaan ole tällä hetkellä saatavilla riittävän suurina määrinä tai niillä on muita puutteita, kuten alhaisempi energiatehokkuus.

ICCT: Sähköautot ovat selvästi puhtaimpia. International Council on Clean Transportation (ICCT) julkaisi heinäkuussa 2021 laajan elinkaarianalyysin tärkeimmillä markkinoilla, EU:ssa, Yhdysvalloissa, Kiinassa ja Intiassa. Tutkimus paljasti, että sähköautot ovat selvästi puhtaimpia ajoneuvoja. Nykyisellä energiansyötöllä keskikokoinen sähköauto Euroopassa tuottaa noin kaksi kolmasosaa (66 - 69 prosenttia) vähemmän haitallisia kasvihuonekaasuja verrattuna polttomoottoriautoihin. Yhdysvalloissa tämä luku on 60 - 68 prosenttia. Tällöin oletetaan, että sähkösyötteet perustuivat EU:n ilmastosuunnitelmiin vuosille 2021 - 2038. Taulukko puhtaasta vihreästä sähköstä muuttaa tämän jopa 78 - 81 prosenttiin elinkaaripäästöistä.

Nykyinen akkujen kierrätysprosessi kehittyy jatkuvasti. Myös akkuvalmistajat suuntautuvat yhä enemmän kestävämpiin tuotantotapoihin. Tällä hetkellä kierrätysaste on 50 painoprosenttia, joka saadaan aikaan erottamalla kotelo ja akkut ponnella ja kierrättämällä niissä olevaa kuparia; muu osa poltetaan yleensä. Asiantuntijat kuitenkin uskovat, että elektrobilaisteiden riittämättömät tyrehtyvät maat 2050 todennäköisesti suurentuvat. Tämä prosessi voi perustua paljon kriittisten raaka-aineiden kierrätykseen, kuten koboltin, nikelin ja litiumin osalta, joilla EU:lla on määräyksiä raaka-aineiden kierrättämisestä. Siis vuoteen 2026 mennessä, 90 prosenttia käytetystä koboltista tulee kierrättää.

Vuodesta 2027 eteenpäin tätä kierrätysasteen nostoa tehdään askel askeleelta. Tällä tarkoitetaan, että Li-Ion akkujen kierrätysprosentti EU:ssa nousee 65 prosenttiin vuoteen 2026 mennessä ja 70 prosenttiin vuoteen 2031 mennessä. Lisäksi tietylle raaka-aineelle on erityisiä kierrätysmääräyksiä: esimerkiksi litiumin saamisprosentti saavutetaan 80 prosenttiin vuoteen 2032 mennessä. Käyttöliittymät, kupfer, koboltti ja nikkeli tulee saada kierrätettyä 90 prosenttiin vuoteen 2028 mennessä, ja kierrätysprosentti vuoteen 2032 on 95 prosenttia. Mitä enemmän akkukentän arvokkaita materiaaleja kierrätetään, sitä parempi se on sähköautojen ekologiselle tasolle.

Yhteenveto: Hyväksyttävien laskelmien käytännön myötä klimapiiri kääntyy koko ajan enemmän sähköauton puoleen, sillä puhtaasti ilmastoystävällisten autojen, olipa se sitten bensiini, diesel tai pistokehybridi, ympäristökuorma vain kasvaa. Sähköauto on ympäristöystävällisempi vaihtoehto.