¿La producción de una batería Tesla produce tanto CO2 como conducir 200.000 km?

tl;dr: El rango declarado es un 50 % más alto que las peores suposiciones para la producción de baterías y un 500 % más alto que las mejores suposiciones. Pero no es una comparación de manzanas con manzanas.

Emisiones de carbono de la producción de baterías

El rango de valores estimados para las emisiones de la producción de baterías varía ampliamente en la literatura:

1. En una respuesta sobre Sustainability.SE, cité un estudio de 2011 ( "Evaluación ambiental del ciclo de vida de las baterías de iones de litio e hidruro metálico de níquel para vehículos híbridos enchufables y eléctricos con batería" ) que proporciona la estimación más alta que pude encontrar. El texto completo de ese artículo ya no está disponible, pero he incluido los valores que mencioné anteriormente.

2. "Evaluación del ciclo de vida de las baterías de iones de litio para vehículos eléctricos híbridos enchufables: problemas críticos" , proporciona valores similares, basados ​​en esta cifra:

3. "Evaluación del ciclo de vida de las emisiones de gases de efecto invernadero de los vehículos híbridos enchufables: implicaciones para la política" da un valor mucho más bajo (en el material complementario).

4. Los comentaristas señalaron que el informe citado por Greenpeace ha sido actualizado , dando un rango de valores que son aún más bajos.

Aquí están los valores de todas las fuentes para comparar, mostrando el amplio rango:

[1] Li-ion (LFP-type):  0.250 kg CO2eq / Wh
[1] Li-ion (NCM-type):  0.200 kg CO2eq / Wh
[3] Li-ion:             0.120 kg CO2eq / Wh
[4] Li-ion (high end):  0.106 kg CO2eq / Wh
[4] Li-ion (low end):   0.061 kg CO2eq / Wh

Resultado para un Tesla Model S

Utilizando estos valores, la producción de la batería de 100 kWh para un Tesla Model S da como resultado emisiones de 6100 a 25 000 kg CO ₂ eq .

Comparación con el vehículo ICE

Cuando se quema un litro de gasolina, se liberan 2,3 kg de CO _{2 (} fuente (PDF) ). Así, la producción de una batería Tesla equivale a quemar entre 2.700 y 10.900 litros de gasolina.

Para un "automóvil normal" (mencionado en la pregunta) con una eficiencia de combustible de 8 litros/100 km, esta cantidad de combustible equivale a una autonomía de conducción de 33 150 a 136 250 km .

Esto está muy por debajo de los 200.000 km mencionados en la reclamación. La afirmación es un 47 % alta para las emisiones de producción de baterías en el peor de los casos, y un 503 % alta en el mejor de los casos.

Lo que la afirmación (y este análisis) ignora

Si le damos el beneficio de la duda a Greenpeace, en realidad no están tratando de comparar los EV con los ICEV. Están señalando que la producción de baterías es intensiva en carbono y brindan una referencia útil para comprender cuán intensiva es.

Pero la comparación, tal como está escrita, se rompe debido a todo lo que ignora (gracias a los comentaristas por señalar todos estos factores):

• 8 L/100 km es arbitrario. Algunos ICEV son mejores/peores.
• La producción de gasolina también genera emisiones de CO ₂ , incluso antes de que llegue al tanque.
• La producción de todos los componentes de ICEV y EV genera cantidades variables de emisiones de carbono y puede reciclarse al final de su vida útil hasta cierto punto.
• La energía eléctrica utilizada en la producción de baterías podría provenir de fuentes renovables; los estudios citados asumen una combinación "promedio", que comprende algo de carbón y gas natural.

Además de todas las otras excelentes respuestas, hay un hecho muy importante que siempre se ignora en estas comparaciones (traducción de Google, ligeramente corregida por mí):

Las emisiones totales de gasolina y diésel están recubiertas de azúcar en este ejemplo.

Para la extracción, refinación y transporte de petróleo en tanqueros, oleoductos y camiones se utilizaron 44 kWh de energía para nuestros 6,4 litros de combustible diesel. En otras palabras, con esta energía, un coche eléctrico habría recorrido 250 kilómetros antes de que el gasóleo llegara siquiera al depósito.

La comparación fue "por 100 km", por lo que el automóvil eléctrico en realidad tiene una ventaja de casi factor 3 en eficiencia, a menos que asuma que el combustible aparece mágicamente en la estación de servicio. El transporte de electricidad, por otro lado, es casi completamente gratuito y sin pérdidas.

Lamentablemente, solo tengo una fuente en alemán para esto: https://www.wiwo.de/technologie/mobilitaet/hajeks-high-voltage-1-nachgerechnet-wann-elektroautos-sauberer-sind-als-verbrenner /25218614.html

Cita original:

Dabei sind die Gesamtemissionen bei Benziner und Diesel hier noch geschönt.

Denn für Ölförderung, Raffinade und Transport auf Tankern, in Pipelines und Lkws wurden 44 kWh Energie für unsere 6,4 Liter Diesel verbraucht. In anderen Worten: Mit dieser Energie wäre ein E-Auto bereits 250 Kilometer gefahren, ehe der Diesel-Kraftstoff auch nur den Tank erreicht.

.

En segundo lugar, la comparación asume la producción de baterías en Asia (como es el caso del Nissan Leaf, por ejemplo) con su mezcla de electricidad promedio que es pesada en carbón. Pero las empresas automotrices, especialmente Tesla, utilizan cada vez más energías renovables para la producción de baterías y componentes de automóviles con el objetivo de utilizar energía 100 % renovable generada a partir de paneles solares en la parte superior de cada Gigafactory. Incluso sin esas fuentes renovables en el sitio, la producción de la batería en los EE. UU. o la UE ya tiene un mayor porcentaje de energía renovable de la red.

Consulte https://www.carbonbrief.org/factcheck-how-electric-vehicles-help-to-tackle-climate-change

Entonces, en conclusión: si compara un Tesla Model S con el automóvil diésel más eficiente en combustible que pueda encontrar, ignore las emisiones de producción y transporte del combustible convencional, tome las emisiones de la producción de baterías de un Nissan Leaf y asuma que son las mismas. para una batería Tesla, tuerce los números un poco más para respaldar tu sesgo, entonces podrías terminar con una ventaja de 200,000 km.

IVL, la fuente de la cifra de 150 a 200 kilogramos de CO _{2 ,} publicó recientemente un nuevo estudio que terminó con una estimación mucho más baja: 61-106 kg por kWh de capacidad de la batería, según las fuentes de energía y la eficiencia de las diferentes plantas de fabricación. "[Esto] lo pone mucho más en línea con otros estudios". ¹

Razones de la diferencia:

• El nuevo estudio deja de lado las emisiones asociadas con el reciclaje de la batería, que representaron 15 kg de CO ₂ en el estudio de 2017. ¹ 1 Implica que esto hace que la comparación de manzanas con manzanas sea más justa.
• La química de las baterías más nuevas está cambiando. Dado que una gran parte de las emisiones relacionadas con las baterías proviene de la extracción y el procesamiento de las materias primas necesarias, esto tiene un impacto en las emisiones. "Hay una tendencia en curso para aumentar el níquel y disminuir el cobalto en la química del cátodo que se utiliza". ¹

• El nuevo estudio aprovechó datos más recientes que miden las emisiones durante los pasos críticos del proceso de fabricación. ¹ La producción de baterías se vuelve más eficiente a medida que el proceso madura.

  • El principal gasto de energía durante el proceso ocurre cuando los cátodos y ánodos de las baterías se fabrican mezclando materiales en un solvente (agua u otro) y el solvente se evapora para dejar atrás un polvo. ¹
    Mediciones más recientes en plantas operativas arrojaron una cifra mucho más baja que el estudio de 2017, "que estimó de 1,6 veces a 3 veces más el uso de energía para el secado". ¹

  • La nueva versión también reconoce que la electricidad utilizada en el proceso de fabricación proviene de fuentes más limpias y potencialmente podría provenir en su totalidad de energías renovables. Eso ayuda a reducir el extremo inferior del rango estimado. De los 61-106 kg de emisiones de CO ₂ estimadas por kilovatio-hora de capacidad de la batería, 59 kg provienen de las materias primas utilizadas en la batería. Luego, el proceso de fabricación representa de 2 a 47 kg, dependiendo de la combinación de fuentes de energía utilizadas. ¹

  • El estudio de 2017 utilizó un número ligeramente mayor para las materias primas (60-70 kg de CO ₂ ), pero estimó las emisiones de fabricación en 70-110 kg. ¹

En qué medida cada paso del proceso de fabricación contribuye a las emisiones de CO ₂ asociadas con la producción de baterías, según el estudio IVL de 2019: ¹

No.

Está la calculadora del panel de cambio climático finlandés en https://www.ilmastopaneeli.fi/autokalkulaattori/

Desafortunadamente, la calculadora está en finlandés, pero la herramienta tiene valores predeterminados bastante buenos. El vehículo 1 es un coche a gasolina (Bensiini) y el segundo vehículo es un vehículo eléctrico puro (Sähkö) con una batería de 42,1 kWh.

Las emisiones del ciclo de vida a 14000 km por año se nivelan entre 2 y 3 años. Digamos 2,5 años (aunque para ser justos, está más cerca de 2 años que de 3 años). Entonces, se compensan alrededor de 35000 km y las emisiones adicionales de producción de la batería.

Las emisiones de electricidad, 0,137 kg/kWh, son aproximadamente lo que produce la producción/importación de electricidad extranjera bastante limpia en Finlandia. Las emisiones de la quema de gasolina (2,348 kg/litro) son reales y asumo que las emisiones indirectas de la producción de gasolina (0,655 kg/litro) son aproximadamente correctas.

El vehículo eléctrico de batería consume 17 kWh/100 km, y el vehículo de gasolina consume 7,1 litros/100 km. Cifras bastante realistas en mi opinión.

Al presionar el botón "info", se muestra una descripción bastante detallada de la base teórica y las fórmulas de cálculo, desafortunadamente solo en finlandés.

Si encuentra la herramienta interesante, envíe sus comentarios a los autores a palaute@autokalkulaattori.fi y solicite amablemente una versión en inglés de la herramienta.