„Elektryki” tylko dla nielicznych – dlaczego nie zastąpią nam aut spalinowych

Spójrzmy na tak postawione pytania w kontekście problemu surowców potrzebnych do wyprodukowania samochodu elektrycznego, który według powszechnej propagandy miałby zastąpić auta spalinowe.

Najbardziej istotnym komponentem nie jest tu wcale silnik. Ten elektryczny jest bowiem pod względem konstrukcyjnym o wiele prostszy od spalinowego. Samo jego wytworzenie nie stanowi bynajmniej jakiegokolwiek większego problemu. Natomiast najważniejszą część samochodu elektrycznego stanowi potężny magazyn energii elektrycznej, potrzebnej do jego napędzania. Ma on postać akumulatora litowego. Powinien umożliwiać zmagazynowanie przynajmniej 60 kWh energii elektrycznej. W związku z tym jego masa wynosi około 400 kilogramów. Skład zawartości tego rodzaju akumulatora został przedstawiony poniżej, na rysunku 1.

Obecnie w Polsce zarejestrowanych jest ponad 27 milionów aut osobowych. Ciężarowych – znacznie mniej, bo nieco ponad 1,2 miliona. Załóżmy nawet, że jakaś część widnieje tylko w ewidencji, a w praktyce ze względu na swój stan techniczny zalega w garażach albo zaśmieca miejskie parkingi. Jednak licząc bardzo ostrożnie, aby po wymianie wszystkich wspomnianych aut spalinowych na pojazdy poruszające się dzięki bateriom chcielibyśmy nadal być zmotoryzowani mniej więcej w obecnym stopniu, docelowo po polskich drogach poruszać się powinno około 20 milionów różnego typu samochodów elektrycznych.

Publikacja, którą czytasz, powstała z dobrowolnych datków

- czy dorzucisz się do wydania przez nas kolejnej?

50 zł Twoja kwota

Twoja kwota

Przyjmijmy teraz, że średnio w każdym z nich zainstalowany będzie akumulator litowy, taki jaki przedstawiono właśnie na rysunku 1. W związku z powyższym należałoby wyprodukować 20 milionów tego rodzaju akumulatorów. Zatem aby wyliczyć zapotrzebowanie na „składniki” baterii, należałoby właśnie o tyle przemnożyć wartości podane we wspomnianej grafice z wyliczeniami. Oczywiście gdy bierzemy pod uwagę pojazdy typu SUV, masa akumulatorów jest nawet dwa razy większa i wynosi około 800 kg. W przypadku aut dostawczych, a zwłaszcza ciężarowych i autobusów – tutaj tego rodzaju akumulatory litowe ważą nawet i po kilka ton. Z tego powodu wartość potrzebnego do obliczeń mnożnika może być w rzeczywistości nawet znacznie większa niż wspomniane 20 milionów. Przedstawione w dalszej części artykułu szacunki należy więc uznać za bardzo ostrożne.

Zobaczmy zatem, czy pozyskanie ilości surowców potrzebnej do wytworzenia wspomnianych 20 milionów akumulatorów litowych jest aby w ogóle realne. Być może są to li tylko jakieś swego rodzaju fantasmagorie bądź sen dziecka, które kiedyś naczytało się literatury z gatunku science fiction. Albo też wręcz – mówiąc bez ogródek – po prostu sen jakiegoś wariata, który dopiero co był uciekł ze szpitala dla obłąkanych.

Rys. 1. Wykres kołowy zawierający informację odnośnie zawartości akumulatora litowego
(źródło: https://elektrowoz.pl/magazyny-energii/co-wchodzi-w-sklad-baterii-li-ion-z-samochodu-elektrycznego-ile-jest-litu-ile-kobaltu-oto-odpowiedz/)

LIT

Jak wynika z rys. 1, do wyprodukowania akumulatora litowego potrzeba 8 kg pierwiastka chemicznego – litu. Mnożąc tę wartość przez 20 milionów akumulatorów otrzymujemy 160 milionów kg, czyli 160 tysięcy ton czystego surowca. Problem polega na tym, że całe światowe wydobycie litu wynosi zaledwie niewiele ponad 100 tysięcy ton. Pierwiastek ten pozyskuje się głównie w trzech krajach, takich jak Australia, Chiny i Chile, co pokazano na rys. 2.

Załóżmy teraz realistycznie, że jesteśmy w stanie pozyskiwać zaledwie około 1% światowego wydobycia litu. Nie sądzę, aby w przypadku kraju wielkości Polski mogło to być istotnie więcej. Przecież na świecie jest zapewne bardzo wielu chętnych na ten rzadki pierwiastek chemiczny. Musielibyśmy z nimi skutecznie na tym polu konkurować, co zapewne pod żadnym względem nie jest sprawą łatwą. Przyjmijmy zatem, że w ciągu roku jesteśmy w stanie pozyskać około jednego tysiąca ton czystego litu. Jak z tego wynika, ilość potrzebną do wyprodukowania rozważanych 20 milionów pojazdów elektrycznych musielibyśmy gromadzić przez około 160 lat (sic!).

To jest po prostu całkowicie nierealne. Istny sen wariata!

Rys. 2. Wydobycie litu na świecie
(źródło: https://elektrykapradnietyka.com/53941/najwieksi-producenci-litu-wydobycie-na-swiecie-w-latach-1995-2021/)

KOBALT

Jak wynika z rysunku 1, do wyprodukowania naszego akumulatora o masie 400 kg potrzebowalibyśmy nawet jeszcze nieco więcej kobaltu niż litu, bo około 9 kilogramów. Zatem aby mogło powstać 20 milionów takich akumulatorów, musielibyśmy pozyskać aż 180 tysięcy ton kobaltu. Tymczasem jego roczne wydobycie na świecie wynosi około 130 tysięcy ton. Zakładając ponownie, że jesteśmy w stanie pozyskiwać około 1% tej wartości, czyli rocznie około 1 300 ton, to cały potrzebny kobalt zdołamy zgromadzić dopiero po około 140 latach (sic!).

To wszystko są jakieś beznadziejne mrzonki, brednie i fantasmagorie! Tej liczby akumulatorów nie będziemy w stanie wytworzyć nigdy.

NIKIEL

Do budowy naszego akumulatora potrzeba jeszcze 41 kg niklu – dla 20 milionów pojazdów elektrycznych potrzebowalibyśmy go około 820 tysięcy ton. Tymczasem światowe wydobycie wynosi 2,7 miliona ton. Ponownie zakładając możliwości pozyskania 1% zasobów pierwiastka, czyli 27 tysięcy ton rocznie, to cały potrzebny nikiel mielibyśmy zgromadzony dopiero po około 30 latach.

Zatem również i w tym wypadku zdobycie w jakimś sensownym horyzoncie czasowym potrzebnego nam surowca do wytworzenia baterii samochodowych jest całkowicie poza naszym zasięgiem. Warto także wiedzieć, że około połowy światowego wydobycie niklu pochodzi z Rosji. Jeśli zatem nastąpi odcięcie dostaw z tamtego kierunku, to rozważany czas potrzebny do pozyskania potrzebnych ilości tego metalu może się w praktyce nawet podwoić, sięgając około 60 lat!

ALUMINIUM

Z rysunku 1 wynika, że rozważany przez nas akumulator litowy o masie 400 kg zawiera jeszcze 126 kg aluminium. Zatem 20 milionów akumulatorów zawierało będzie około 2,5 miliona ton. Przy rocznym globalnym wydobyciu w wysokości około 69 milionów ton, pozyskując 1% tych zasobów zdołalibyśmy zgromadzić potrzebną ilość dopiero za około cztery lata.

Przyznajmy: to już bliższy realiom przedział czasu. Jednak z samego aluminium akumulatora litowego w żaden sposób nie wykonamy.

MANGAN

Z rys. 1 wynika, że nasz akumulator potrzebowałby jeszcze 12 kg manganu. Dla 20 milionów pojazdów poruszających się po polskich drogach musielibyśmy pozyskać około 240 tysięcy ton. Na świecie wydobywa się około 9 milionów ton rocznie. Zatem w tym wypadku, mając do dyspozycji 1% tych zasobów zdołalibyśmy zgromadzić wymaganą ilość za około trzy lata.

Przynajmniej w tym wypadku zdobycie surowca jest w naszym realnym zasięgu.

Mrzonki o milionie „elektryków”

Jak wynika jasno z przedstawionych powyżej wyliczeń dla naszego kraju, nie jesteśmy w stanie wyprodukować 20 milionów elektrycznych pojazdów samochodowych. Niezbędne w tym celu lit i kobalt zdołalibyśmy pozyskać w potrzebnych ilościach dopiero po ponad stu latach.

Nawet wypuszczenie z fabrycznych taśm jednego miliona tego rodzaju pojazdów – co swego czasu obiecywał premier Mateusz Morawiecki – jest w praktyce mało realne. Zdobycie odpowiednich zapasów litu i kobaltu potrwałoby około dekady.

Jak pamiętamy, Unia Europejska nałożyła obowiązujący od roku 2035 zakaz produkcji i importu pojazdów wyposażonych w silniki spalinowe. Słychać o planach rewizji tego planu, nadal jednak są to jedynie niewiążące spekulacje. Pozostajemy więc w realiach każących uwzględniać taką perspektywę.

Nawet więc wyprodukowanie przez Polskę w ciągu kilku lat zapowiadanego miliona pojazdów elektrycznych nie uchroniłoby nas przed degradacją do statusu swego rodzaju motoryzacyjnego skansenu. Nasze samochody spalinowe stawać się będą coraz starsze, a nowych przybywać przecież nie będzie. Zatem gdzieś w okolicach roku 2050 nie uświadczymy już właściwie w ogóle na naszych drogach pojazdów spalinowych, o ile wcześniej władze nie zabronią w ogóle jazdy nimi – przykładowo poprzez powszechne wprowadzanie tzw. stref czystego transportu.

W związku z powyższym liczba samochodów w naszym kraju w połowie XXI stulecia zostanie zredukowana do co najwyżej jednego miliona.

Warto w tym kontekście przypomnieć, że liczba aut osobowych osiągnęła ten poziom już w roku 1975, a dziesięć lat wcześniej – w roku 1965 – wynosiła jedynie ćwierć miliona.

W rozważanym kontekście można zadać kluczowe, moim zdaniem, pytanie: o co mianowicie w całej tej elektryfikacji transportu tak naprawdę chodzi?

Czy pożądanym ideałem, do którego tak naprawdę tutaj zmierzamy, jest redukcja krajowej indywidualnej motoryzacji wręcz do poziomu z epoki towarzysza Wiesława, gdy posiadanie prywatnego samochodu osobowego było wręcz szczytem luksusu, a nieliczne talony na syreny, trabanty i warszawy trafiały jedyne do elitarnych kręgów wyższych rangą członków Polskiej Zjednoczonej Partii Robotniczej?

Rys. 3. Przewidywany w nadchodzących latach deficyt mocy dyspozycyjnej w krajowym systemie elektroenergetycznym
(źródło: https://nczas.info/2024/08/10/blackout-coraz-blizej-polska-gospodarka-na-drodze-do-destrukcji/)

Odrębną kwestią są także zasoby energii elektrycznej, potrzebnej do napędzania rozważanych 20 milionów samochodów elektrycznych. Uwzględniając fakt, iż średni roczny przebieg pojazdu samochodowego w Polsce wynosi około 20 tysięcy kilometrów, a na przejechanie 100 kilometrów „elektryk” potrzebuje około 20 kWh energii (trzeba uwzględnić przy tym straty przesyłowe, straty w układach prostowniczych oraz straty cyklu ładowania i rozładowania akumulatorów), daje to wszystko sumaryczny wzrost popytu na energię elektryczną w Polsce w wysokości aż 80 TWh. To praktycznie połowa naszych obecnych rocznych potrzeb!

Skąd mielibyśmy zdobyć aż tyle dodatkowej energii podczas gdy już w najbliższych latach w krajowym systemie przewidywany jest potężny deficyt mocy dyspozycyjnej? Spowoduje on konieczność ponownego wprowadzenia stopni zasilania oraz przymusowych rotacyjnych wyłączeń dla wybranych grup odbiorców.

O tym jak potężny deficyt mocy dyspozycyjnej grozi nam w nieodległej przyszłości, można przekonać się analizując wykres zamieszczony na rys. 3. Wynika z niego, że w początkowym roku wprowadzenia zakazu produkcji, importu i sprzedaży samochodów o napędzie spalinowym (2035), w krajowym systemie elektroenergetycznym brakować może już nawet ponad 10 GW mocy dyspozycyjnej. Jest to wartość wręcz niewyobrażalna.

Gdy swego czasu premier Mateusz Morawiecki mówił, że w Polsce będziemy mieć milion samochodów elektrycznych, to prawdopodobnie wszyscy doskonale zdawali sobie sprawę z tego, że jest to nieprawda. Niestety, zapewne mało kto wówczas przewidział, że za kilka lat – oprócz realizacji księżycowych wizji polityków – zabraknie nam też nawet prądu.

Dr inż. Mirosław Gajer, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie