Článek
Čtete ukázku z newsletteru TechMIX, ve kterém Pavel Kasík a Matouš Lázňovský každou středu přinášejí hned několik komentářů a postřehů ze světa vědy a nových technologií. Pokud vás TechMIX zaujme, přihlaste se k jeho odběru!
Dnes se podíváme na jeden z velkých slibů elektromobility. Ne na ten klimatický, ten se má naplňovat celá desetiletí, ale na ten bezprostřednější: Že města, kde spalovací motory nahradí elektrické, budou mít znatelně čistší vzduch. Výfukové plyny jsou totiž v ulicích hlavním zdrojem oxidu dusičitého (NO2), dráždivého plynu, který poškozuje dýchací cesty a dlouhodobě přispívá k nemocem srdce a plic. A elektrické auto výfuk nemá.
Úplný přechod na elektrický pohon by podle odhadů měl snížit koncentrace NO2 v ovzduší o 61 procent v USA a o 30 až 80 procent v Číně. Jenže tato čísla mají jeden společný háček, na který upozorňuje nová studie v časopise Lancet Planetary Health: Téměř všechna pocházejí z projekcí, tedy z modelových scénářů postavených na řadě zjednodušujících předpokladů. Nikdo je nemohl ověřit, protože elektromobilů dosud jezdilo příliš málo.
To už teď neplatí. Na elektřinu loni jezdilo každé čtvrté nově prodané auto na světě a vozů je na silnicích dost na to, aby se jejich vliv dal změřit přímo v terénu – a přesně to v uplynulých měsících udělaly dva velké výzkumné týmy. Vůbec poprvé tak máme ve velkém měřítku odpověď na otázku, zda elektromobily skutečně čistí vzduch tak, jak se od nich čekalo.
Od modelů k měření
První studii zveřejnil v časopise Nature Health tým vedený z Wuhanské univerzity. Zaměřil se na Čínu, která je pro podobné měření ideální laboratoří: Vozidla s novými typy pohonu (čistě bateriová auta, plug-in hybridy a vodíkové vozy) tam v roce 2017 tvořila pouhých 0,7 procenta vozového parku, o šest let později už přes šest procent. Ve velkých městech jako Šanghaj, Peking nebo Šen-čen jejich podíl přesáhl 10 procent a mezi taxíky a městskými autobusy místy i 80 procent.
Vědci zkombinovali družicová data o koncentracích škodlivin při zemi, pozemní měření a údaje o registracích vozidel ve 150 městech. Pomocí strojového učení odhadli, jak by vypadalo ovzduší v roce 2023, kdyby elektrifikace vůbec neproběhla, a výsledek porovnali se skutečností.
Druhá práce vyšla v lednu ve zmíněném časopise Lancet a využila podobně šťastnou souhru okolností v Kalifornii. Tamní tým sledoval v letech 2019 až 2023 koncentrace NO2, měřené družicovým přístrojem TROPOMI, nad 1692 oblastmi odpovídajícími poštovním obvodům a porovnával je s počty nově registrovaných bezemisních vozidel v každé z nich. Přidal i důmyslnou kontrolu: Pokud metoda funguje, měly by nové registrace benzinových a naftových aut koncentrace NO2 naopak zvyšovat. A přesně to data ukázala.
Co říkají čísla
Čínské výsledky vypadají na první pohled jako jednoznačný úspěch. Oxidu uhelnatého (CO), jedovatého plynu vznikajícího nedokonalým spalováním, bylo ve sledovaných městech díky elektromobilům o 30,7 procenta méně, než kolik by ho bylo bez nich. Jemných prachových částic PM2,5, které pronikají hluboko do plic, ubylo o 23,8 procenta. Zhruba o čtvrtinu až třetinu čistší vzduch v těchto dvou ukazatelích je výsledek, který by před deseti lety podepsal každý úředník čínského ministerstva ekologie.
Zdravotní dopady jsou podle autorů značné, byť jde o modelový odhad, ne o sečtené skutečné případy. Samotný pokles koncentrací PM2,5 připisovaný elektromobilům mohl podle výpočtu zabránit zhruba 262 tisícům předčasných úmrtí; údaj se vztahuje ke stavu v roce 2023, ne k součtu za celé sledované období. Snížení koncentrací CO pak podle stejného modelu odvrátilo dalších asi 75 tisíc úmrtí. Když tedy zpravodajský text v časopise Nature mluví o 262 tisících zachráněných životů, cituje jen největší položku z delšího seznamu.
Jedno číslo ovšem z čínské tabulky vyčnívá. Koncentrace NO2, tedy přesně té látky, kvůli které se čistší vzduch sliboval především, klesly jen o 7,9 procenta. V některých městech provincie Če-ťiang dokonce mírně stouply.
Kalifornská studie přitom došla k opačně vyznívajícímu výsledku: Každých 200 nově registrovaných bezemisních vozidel v dané oblasti snížilo místní koncentrace NO2 v průměru o 1,1 procenta a v některých oblastech pokles dosáhl zhruba čtyř procent. Tam, kde elektrická auta přibývala nejrychleji, byl jejich otisk v družicových datech zřetelně vidět.
Záhada oxidů dusíku
Rozpor je to ovšem jen zdánlivý a jeho vysvětlení patří k nejcennějším poznatkům obou prací. Oxid uhelnatý totiž pochází především z osobních benzinových aut – tedy přesně z těch vozidel, která Čína v uplynulých letech masově elektrifikovala. Oxidy dusíku a prachové částice naproti tomu produkují hlavně střední a těžké dieselové náklaďáky, jejichž emisní faktory pro oxidy dusíku jsou 10krát až 20krát vyšší než u osobních vozů. A nákladní doprava na elektřinu zatím přechází jen velmi pomalu.
Čínská města tak vlastně elektrifikovala „nesprávná“ vozidla, pokud jde o NO2. Názorně to ukazuje zmíněná provincie Če-ťiang: Leží v ní Ningpo, třetí největší kontejnerový přístav světa, a I-wu, největší velkoobchodní tržiště planety. Objem silniční nákladní dopravy a balíkových zásilek tam v posledních letech rostl tak rychle, že nárůst emisí z náklaďáků přebil úspory z elektrických osobních aut.
Kalifornská studie naopak měřila přesně tam, kde osobní auta dominují: V rezidenčních čtvrtích. Obě práce tedy říkají totéž, jen z opačných stran. Kde se elektrifikují vozidla, která NO2 skutečně vypouštějí, tam jeho koncentrace klesají. Kde jezdí dál dieselové kamiony, tam se toho mění málo.
K tomu se přidává i chemie atmosféry. Jak pro Nature vysvětluje atmosférický fyzik Enrico Ferrero z Univerzity východního Piemontu, oxid dusičitý na rozdíl například od kysličníku uhelnatého nevylétá přímo z výfuku - vzniká až reakcí oxidu dusnatého s ozonem, který už v ovzduší je. Omezení provozu spalovacích aut je tak jen jedním z více šroubů, kterými lze koncentrace NO2 utahovat.
Druhý nečekaný výsledek se týká toho, kde se vzduch zlepšil nejvíc. V Číně se přínosy koncentrují v bohatých pobřežních městech, kde se setkává vysoký podíl elektromobilů, hustá nabíjecí infrastruktura i přísnější dohled nad kvalitou ovzduší. Chudší vnitrozemská města zaznamenala zlepšení podstatně menší. Spoluautor studie Čchien-čchiang Jüan to pro Nature označil za nečekané a znepokojivé zjištění: Rozdíly ve zdraví mezi bohatými a chudými regiony se tím mohou dále prohlubovat, místo aby se stíraly.
Dopravní analytik Emmett Hopkins z amerického think-tanku Climate and Community Institute v témže textu připomíná, že nerovnost je zabudovaná už v samotných dotacích: Většina lidí si nikdy nekoupí nové auto z výrobní linky, takže příspěvky na nákup elektromobilů míří hlavně k těm majetnějším. A dodává, že není elektromobil jako elektromobil. Těžká auta s velkými bateriemi uvolňují více částic z brzd a pneumatik, bez ohledu na to, čím jsou poháněná.
Jen tak dál
Hlavní hodnota obou studií možná nakonec neleží v konkrétních procentech, ale v předvedené metodě. Družicová data pokrývají celou planetu a jsou volně dostupná, takže stejný přístup lze použít i v zemích, které hustou síť měřicích stanic nemají. Autoři kalifornské práce ji ostatně sami označují za ukázku principu, který se dá přenést kamkoli.
Jsme přitom na samém začátku takového zkoumání. Výsledky se budou místo od místa lišit podle složení vozového parku i místních podmínek a určitý rozptyl je třeba očekávat. Čínští autoři sami plánují měření zopakovat, až tamní elektrifikace dosáhne pokročilejšího stádia.
Bylo by ostatně škoda, kdyby se podobné vyhodnocení časem neudělalo i pro Česko, kde masový nástup elektromobility bude mít své náklady (i v energetice). Rozhodně by bylo správné zjistit, jaké jsou skutečné přínosy.
V plné verzi newsletteru TechMIX toho najdete ještě mnohem víc. Přihlaste se k odběru a budete ho dostávat každou středu přímo do své e-mailové schránky.
