Emisiones de CO2 en la vida del coche. Eléctricos Vs Combustión.

Coche eléctrico, Elegir Coche, Medioambiente, Movilidad
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De acuerdo a la información publicada estimamos que el vehículo eléctrico emitirá como mínimo 10,4 Toneladas menos de CO2 en toda su vida útil (asumiendo que esta es de 200.000 kilómetros).

El vehículo eléctrico tiene el potencial de llegar a ser neutro en carbono si la electricidad utilizada tanto en los procesos industriales para producirlo, como en la carga del mismo, se obtuviera de energías renovables.

ENFOQUE DEL POST


Para poder evaluar las emisiones de diferentes tecnologías, es necesario contemplar todo el ciclo de vida del mismo. Es necesario considerar desde la producción del vehículo, hasta la obtención de la energía o combustible hasta su uso en el vehículo. Este es el ámbito de este post. Nos faltaría abordar también el fin de vida del vehículo, pero este tema lo trataremos en otro post por la amplitud que tiene por sí mismo.

Este post tiene como objetivo responder a la realidad en España, para lo que hemos combinado la bibliografía a la que hemos tenido acceso a nivel global con los datos oficiales disponibles para España en 2021.

Nos hemos limitado a las emisiones de CO2, existen naturalmente otras emisiones que podrían ser objeto de análisis, pero por ser el más común y el principal responsable del efecto invernadero hemos decidido limitarnos a este.

TABLA SÍNTESIS EMISIONES C02 ELÉCTRICOS VS GASOLINA


En la siguiente tabla mostramos una síntesis de las conclusiones a las que hemos llegado:

Cabe destacar que existen iniciativas muy interesantes como la del grupo Volkswagen en su planta de Zwickau que anuncia que su producción es neutra en carbono. Aunque esto bien puede ser cierto en la fábrica en sí, para que realmente el conjunto de la producción fuera neutra en carbono los componentes que se ensamblan en dicha fábrica también habrían de ser neutros en carbono. Esto parece cuando menos poco probable que esté sucediendo, pero no por ello deja de ser un excelente inicio que hay que celebrar.
http://comunicacion.volkswagen.es/actualidad/notas-de-prensa/volkswagen-empieza-la-produccion-del-id-3-en-zwickau__887-889-c-57364__.html

En la misma línea Mercedes-Benz en su planta de Stuttgart-Hedelfingen anuncia que produce las baterías para su recién lanzado EQS en una línea de producción en la que se combinan procesos manuales y automáticos que tiene como resultado una fabricación con huella neutra de carbono.
https://bit.ly/3m2DdoH

En cualquier caso trazar toda la huella de carbono en la cadena de suministro implicada en la producción de un vehículo, sea o no eléctrico, es extremadamente complejo y reducirla todo un desafío para la industria:

ANÁLISIS DETALLADO DE LA CONTAMINACIÓN DE LOS VEHÍCULOS POR FASES

1. Emisiones de CO2 en la fabricación de vehículos

1.1 Tren de propulsión del vehículo

1.1.1 Según el estudio “Estimation of CO2 Emissions of Internal Combustion Engine Vehicle and Battery Electric Vehicle” realizado en 2019″

https://www.mdpi.com/2071-1050/11/9/2690

La fabricación del Motor e inversor de un vehículo eléctrico emite más CO2 que el Motor y transmisión de vehículos de combustión interna. La diferencia es de 173 kgs de CO2 más que un vehículo diésel y 437 kgs más que un vehículo de gasolina:

Los autores de este estudio provienen de la División de Estrategia de Producto de Mazda Corp. y del Departamento de Química medioambiental e Ingeniería química de la universidad de Tokio.

1.1.2 Estimación realizada por la Agencia Europea del Medioambiente: «Electric vehicles from life cycle and circular economy perspectives» https://www.eea.europa.eu/publications/electric-vehicles-from-life-cycle

Según este estudio las emisiones de CO2 en la fabricación del vehículo eléctrico pueden ser hasta una tonelada mayor que en un vehículo de combustión sin tener en cuenta su batería.

Conclusión contaminación en la fabricación del vehículo (sin batería)

Parece haber coincidencia en que la producción de piezas específicas del vehículo eléctrico (sin contar todavía con las baterías) tales como el inversor y el motor eléctrico, genera más emisiones que uno de combustión tradicional. El vehículo eléctrico puede emitir entre 437 kilos más de CO2 (según el Estudio realizado en Japón en 2019 respecto de vehículo gasolina) y una Tonelada más (Estudio realizado por la Agencia Europea de Medioambiente, publicado en 2018 pero con datos para este análisis de 2016).
En la tabla de síntesis hemos considerado el dato del estudio de 2019 por considerarlo mucho más reciente.

1.2. Emisiones CO2 en la batería de un vehículo eléctrico

Es sin duda la parte en la que más emisiones se producen en el ciclo de vida de un vehículo eléctrico, aunque depende de cómo se lleve a cabo esta producción.

1.2.1 Estimación realizada por la Agencia Europea del Medioambiente: Electric Vehicles from life cycle and circular economy perspectives

Como vemos en el gráfico situado en el punto inmediatamente anterior la estimación de emisiones en este análisis se cifra en torno a 4 Toneladas de CO2 para un vehículo de tamaño medio. 

1.2.2 Estimación realizada por el Instituto sueco de Investigación medioambiental
https://www.ivl.se/english/ivl/topmenu/press/news-and-press-releases/press-releases/2019-12-04-new-report-on-climate-impact-of-electric-car-batteries.html

En este estudio se considera que las emisiones se sitúan entre 61 y 106 kg de CO2 por kWh de batería producida. Tomando un valor promedio entre ambos límetes, podríamos considerar 83,5 kgs de CO2 lo que supondría unas emisiones para una batería de 60 kWh de alrededor de 5 Toneladas.

1.2.3 Estimación realizada por Transport&Environment Life Cycle Analysis of the Climate Impacto of Electric Vehicles
https://www.transportenvironment.org/discover/electric-vehicle-life-cycle-analysis-and-raw-material-availability/

En este estudio se lleva a cabo un análisis de las emisiones para baterías concretas, diferenciando en función de la química de la misma. Las emisiones varían entre 40 y 350 kg de CO2 / kWh con una media de 110. 

Como en el caso anterior, asumiendo 60 kWh de tamaño de batería las emisiones de una batería estarían en unas 6,6 Toneladas de CO.   

1.2.4 Estimación realizada en el estudio “Estimation of CO2 Emissions of Internal Combustion Engine Vehicle and Battery Electric Vehicle” realizado en 2019 
https://www.mdpi.com/2071-1050/11/9/2690

Como en el caso anterior se realiza un análisis diferenciado en función de la química de la batería, aunque en promedio concluye que podríamos considerar 177 kgs de CO2 por kWh. Esto nos llevaría para un vehículo de 60 kWh a 10,6 T., cifra recogida en la infografía de síntesis que es la más pesimista de todas las estimaciones recogidas.

A continuación mostramos la extracción del estudio realizado:

Conclusión respecto de las emisiones en la producción de una batería de vehículo eléctrico

La producción de la batería es un proceso que supone una importante generación de emisiones de CO2. Según los estudios recogidos estas emisiones pueden situarse entre los 4 Toneladas (Estudio realizado por la Agencia Europea de Medioambiente) hasta las 10,4 Toneladas (Estudio realizado en Japón en 2019).

En la tabla de síntesis hemos considerado el dato del estudio que ofrece una peor estimación de emisiones.

En todos los casos se indica que estas emisiones provienen de la energía consumida en su fabricación, algo que podría reducirse considerablemente si se utilizaran energías renovables en los procesos productivos.  


2. EMISIONES EN LA PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD PARA ALIMENTAR EL VEHÍCULO ELÉCTRICO

Para evaluar las emisiones que se emiten en la producción de la electricidad con la que alimentaremos los vehículos eléctricos, es necesario para el caso de España contemplar:
– cuánto se emite por cada kWh producido mediante energías no renovables
– cuánta energía se produce mediante energía renovable.

2.1 Emisiones de CO2 por kWh en España energía no renovable 

Red Eléctrica de España publica diariamente las emisiones de CO2 por kWh producido mediante fuentes no renovables, a fecha 01/10/2021 este valor se situaba en 0,18 tCO2 / MWh lo que equivale a 180 gr. CO2 por kWh.

https://www.ree.es/es/datos/generacion/no-renovables-detalle-emisiones-CO2

2.2 Porcentaje de electricidad producida en España por fuentes renovables 

Según la publicación realizada por Red Eléctrica de España, “Avance del Informe del sistema eléctrico español”, editado en febrero de 2021, la contribución media en España de energías renovables fue en 2020 de un 45,5%.
 

https://www.ree.es/sites/default/files/publication/2021/03/downloadable/Avance_ISE_2020_1.pdf

Conclusión de emisiones de CO2 emitidas por el consumo de kWh de un vehículo eléctrico en España

Si en España se emiten alrededor de 180 gramos de CO2 por cada kWh producido mediante energías no renovables y estas representan el 55% del total, esto supone que cada kWh producido en España habrá emitido de media 99 gr. de CO2

Teniendo en cuenta un consumo de unos 16 kWh a los 100 por parte de un vehículo eléctrico esto equivaldría a 1.584 gr. de CO2 a los 100 kilómetros o 3.168 kgs en 200.000 kilómetros.

3. EMISIONES CONTAMINACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE COMBUSTIBLE

Llevar el combustible hasta nuestros depósitos tampoco está exento de emisiones. Estas emisiones se generan en los procesos de extracción, transporte, producción y de nuevo transporte hasta la estación de servicio. 

3.1- Estimación realizada por ZEMO, ONG ubicada en Reino Unido 

Tal y como se puede observar en su publicación estiman unas emisiones de 613 gr./CO2 por litro de combustible, lo que asumiendo un consumo medio de 5,5 litros / 100 kilómetros nos llevaría a 3.371 gramos de CO2 a los 100 kilómetros, o 6.742 kgs en 200.000 kilómetros
https://www.zemo.org.uk/work-with-us/buses-coaches/low-emission-buses/well-to-tank.htm

3.2 Estimación realizada por Innovation Origins, plataforma europea relacionada con la innovación, start-ups y tecnología

De acuerdo a su publicación estiman unas emisiones de 720 gr./CO2 por litro de combustible, lo que asumiendo un consumo medio de 5,5 litros / 100 kilómetros nos llevaría a 3.960 gramos de CO2 a los 100 kilómetros, o 7.920 kgs en 200.000 kilómetros.
https://innovationorigins.com/en/producing-gasoline-and-diesel-emits-more-co2-than-we-thought/

4. EMISIONES DE CO2 EN EL ESCAPE

Para evaluar las emisiones de un coche de gasolina hemos optado por considerar 120 g/km de CO2. Este valor representa el límite por debajo del cual los vehículos no tendrán que pagar Impuesto de Matriculación a partir de 2.022.

En este caso la aritmética es, si cabe, más sencilla ya que esto nos lleva a que a lo largo de su uso un vehículo de gasolina emitiría 12.000 g. de CO2 por cada 100 kilómetros recorridos, lo que equivale a 24.000 kilos en 200.000 kilómetros.

FACTORES DE EMISIÓN (Como elemento de medida que sintetiza la huella de carbono derivada del uso de combustibles fósiles)

El Ministerio para la Transición Ecológica y Reto Demográfico, MITECO, establece en un documento que publica periódicamente los factores de emisión que se han de utilizar para la inscripción de Huella de carbono.

https://www.miteco.gob.es/es/cambio-climatico/temas/mitigacion-politicas-y-medidas/factoresemision_tcm30-479095.pdf

Según su última publicación en Abril de 2021 el factor de emisión para la gasolina E5 era de 2,24 kg CO2/l. Teniendo en cuenta una estimación de consumo de un motor de gasolina d 5,5 litros a los 100 kilómetros esto nos llevaría a 12.342 gramos de CO2 a los 100 kilómetros kilómetros, o lo que es lo mismo, 24.686 kgs en 200.000.



Conclusión producción de combustible y emisiones en el escape

Si tenemos en cuenta las estimaciones disponibles para las fases de producción y consumo de combustible, las emisiones delos vehículos de combustión podrían situarse ente las 32 Toneladas de CO2 (Según los estudios menos favorables) y 24,7 Toneladas (Según el e más favorable, Factores de emisión).

En la tabla de síntesis hemos considerado el dato del estudio que ofrece una estimación menos desfavorable para los vehículos de combustión.

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