Ślad węglowy modernizacji taboru autobusów miejskich na pojazdy elektryczne akumulatorowe i wodorowe

• Autorzy: Fice Marcin , Komenda Danuta

Warianty tytułu

EN

Carbon footprint of urban bus fleet modernization to battery electric and hydrogen vehicles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ślad węglowy stanowi istotny wskaźnik oceny oddziaływania produktu lub usługi na środowisko, obejmując emisje gazów cieplarnianych w całym cyklu życia, a nie tylko bezpośrednie emisje dwutlenku węgla z pojazdów. W analizie uwzględniono główne gazy cieplarniane: dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4) i podtlenek azotu (N2O), które są istotne w kontekście sektora transportu. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń śladu węglowego miejskiej usługi transportowej w Wodzisławiu Śląskim, przeprowadzonych zgodnie z wytycznymi protokołu GHG (Greenhouse Gas Protocol). Analizie poddano zarówno istniejący tabor z silnikami Diesla, jak i scenariusze modernizacji floty na pojazdy elektryczne zasilane akumulatorowo oraz wodorowe. Obliczenia obejmowały emisje bezpośrednie (zakres 1), emisje pośrednie związane z zakupioną energią elektryczną (zakres 2) oraz inne emisje pośrednie, takie jak produkcja komponentów autobusów, źródła paliw i energii oraz działalność operacyjna przedsiębiorstwa transportowego (zakres 3). Wyniki wskazują, że całkowity ślad węglowy jest silnie uzależniony od źródła pochodzenia paliwa i energii. W analizowanym przypadku, transport określany jako „zeroemisyjny” może generować wyższy ślad węglowy w porównaniu z tradycyjnymi pojazdami z silnikami spalinowymi, szczególnie gdy energia elektryczna lub wodór pochodzą z nieodnawialnych źródeł. Dodatkowo, produkcja akumulatorów może znacząco zwiększyć całkowite emisje gazów cieplarnianych. Do przeprowadzenia obliczeń wykorzystano dane z kilkudziesięciu źródeł literaturowych oraz wyniki rzeczywistych testów autobusów o danych producentów. Analiza podkreśla również, że wyniki śladu węglowego mogą się różnić w zależności od zastosowanych źródeł danych i przyjętych założeń.

EN

The carbon footprint is a key indicator for assessing the environmental impact of a product or service, encompassing greenhouse gas emissions throughout the entire life cycle, not just the direct carbon dioxide emissions from vehicles. The analysis considers major greenhouse gases: carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O), which are particularly relevant in the transport sector. This article presents the results of a carbon footprint assessment of municipal transport services in Wodzisław Śląski, conducted in accordance with the Greenhouse Gas (GHG) Protocol guidelines. The study covers both the existing diesel-powered bus fleet and scenarios for its modernization to battery-electric and hydrogen-powered vehicles. The calculations include direct emissions (Scope 1), indirect emissions from purchased electricity (Scope 2), and other indirect emissions (Scope 3) such as emissions related to the production of vehicle components, sources of fuels and energy, and the operational activities of the transport company. The results indicate that the total carbon footprint is highly dependent on the origin of the fuel and energy used. In the analyzed case, so-called “zero-emission” transport may result in a higher carbon footprint compared to conventional diesel-powered vehicles, particularly if the electricity or hydrogen is derived from non-renewable sources. Moreover, battery production can significantly increase total greenhouse gas emissions. The assessment was based on data from several dozen scientific sources and real-world tests of buses, including manufacturer data. The analysis also highlights that carbon footprint results may vary depending on the data sources and assumptions applied.

Słowa kluczowe

PL

ślad węglowy; protokół GHG; gaz cieplarniany; silnik diesla; autobus elektryczny; autobus wodorowy; transport miejski

EN

carbon footprint; GHG Protocol; greenhouse gas; diesel engine; electric bus; hydrogen bus; urban transport

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2025
• Tom: nr 4
• Strony: 258--268
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Fice Marcin

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny, Instytut Elektrotechniki
• Oddział Gliwicki Stowarzyszenia Elektryków Polskich

autor

Komenda Danuta

• Wydział Elektryczny Politechniki Śląskiej (student)

Bibliografia

• [1] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2022/2464 z dnia 14 grudnia 2022 r. zmieniająca rozporządzenie (UE) nr 537/2014, dyrektywy 2004/109/WE, 2006/43/WE oraz 2013/34/UE w odniesieniu do sprawozdawczości przedsiębiorstw w zakresie zrównoważonego rozwoju (CSRD).
• [2] Wniosek dotyczący dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie należytej staranności przedsiębiorstw w zakresie zrównoważonego rozwoju oraz zmieniającej dyrektywę (UE) 2019/1937.
• [3] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/852 z dnia 18 czerwca 2020 r. w sprawie ustanowienia ram ułatwiających zrównoważone inwestycje oraz zmieniające rozporządzenie (UE) 2019/2088.
• [4] Rozporządzenie delegowane Komisji (UE) 2021/2139 z dnia 4 czerwca 2021 r. uzupełniające rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/852 poprzez ustanowienie technicznych kryteriów kwalifikacji służących określeniu warunków, na jakich dana działalność gospodarcza kwalifikuje się jako wnosząca istotny wkład w łagodzenie zmian klimatu lub w adaptację do zmian klimatu, a także określeniu, czy ta działalność gospodarcza nie wyrządza poważnych szkód względem żadnego z pozostałych celów środowiskowych.
• [5] 59 mln zł na kolejne wodorowce. Publikacja z 4 grudnia 2024 r. na portalu www.rybnik.eu. (dostęp: 6.04.2025).
• [6] Strona internetowa protokołu GHG: https://ghgprotocol.org/ (dostęp: 2.04.2025).
• [7] Fice M., Komenda D., Analiza śladu węglowego eksploatacji autobusów miejskich. „Śląskie Wiadomości Elektryczne" 2024, nr 5.
• [8] Komenda D., Analiza śladu węglowego dla autobusów miejskich. Projekt Inżynierski na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej. Gliwice, lipiec 2024.
• [9] www.pse.pl, Dane systemowe - Raporty miesięczne (dostęp: 9.04.2025).
• [10] Raport Polskiego Instytutu Ekonomicznego pt. „Zapotrzebowanie na wodór niskoemisyjny wzrośnie do 2050 r. aż 400-krotnie" dostępny pod adresem: https://pie.net.pl/wp-content/uploads/2024/01/2024_01_03_ Zapotrzebowanie-na-wodor-niskoemisyjny-wzrosnie-do-2050-r.-az-400-krotnie.pdf (dostęp: 9.04.2025).
• [11] Dane według pliku pdf „Rozkład jazdy - linia B - Szkolny" dostępnego w Biuletynie Informacji Publicznej UM Wodzisławia Śl. w sekcji Zamówienia Publiczne.
• [12] Eksploatacyjne zużycie wodoru uzyskane w Krakowie (dane wg strony https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=pfbid02Hy6oFtQ3WrW pVjMpgtwdBLeMAVdcUt7ECDArE4TB7FdskCWqyH1nZy6XeYfKeLyil &id=300062840186650; dostęp: 9.04.2025).
• [13] Informacja ze strony firmy Solaris: https://www.solarisbus. com/public/assets/Biuro_prasowe/2021_10_Transexpo_Kielce/Dane_techniczne_Urbino_12_hydrogen_Transexpo_PL.pdf (dostęp: 9.04.2025).
• [14] Eksploatacyjne zużycie wodoru uzyskane w Krakowie (dane wg strony: https://rn.facebook.com/story.php7story_fbidsp-Tbid02Hy6oFtQ3WrWpVjMpgtwdBLeMAVdcUt7ECDArE4TB7F dskCWqyH1 nZy6XeYfKeLyil&id=300062840186650 (dostęp: 9.04.2025).
• [15] Dane techniczne podane na stronie: https://www.nesobus.pl/ (dostęp: 9.04.2025).
• [16] Wartość podaje producent (https://autosan.pl/autobusy-miejskie/sancity-12lfh/ (dostęp: 9.04.2025).
• [17] „Pierwszy zasilany wodorem autobus wyprodukowany w Sanoku, a dokładnie w sanockim Autosanie, jest już po testach drogowych i w trakcie homologacji".https://rzeszow.tvp.pl/56614650/ wodorowy-autobus-z-autosanu-na-targach-w-kielcach (dostęp: 9.04.2025.
• [18] Specyfikacja techniczna (https://www.toyota.pl/swiat-toyoty/nowosci/wodorowe-autobusy-h2 (dostęp: 9.04.2025).
• [19] „Skoda H'CITY hydrogen bus in the streets of Prague" ze strony: https://www.dpp.cz/en/company/news/detail/342_2282-skoda-h-city-hydrogen-bus-in-the-streets-of-prague (dostęp: 9.04.2025).
• [20] https://www.mercedes-benz-bus.com/pl_PL/models/ecitaro-fuel-cell/facts.html (dostęp: 9.04.2025).
• [21] Dane Mercedes-Benz https://www.mercedes-benz-bus.com/pl_PLymodels/ecitaro-fuel-cell.html (dostęp: 9.04.2025).
• [22] Broszura IVECO /media/lvecoBus/lnternational/pdf/brochu-re_eway_h2.pdf?rev=0e2c9b1048224531 b31d27fc1b39f85d (dostęp: 9.04.2025).
• [23] Haider P., Babaie M., Salek F., Haque N., Savage R., Stevanovic S., Bodisco T. A., Zare A., Advancements in hydrogen production, storage, distribution and refuelling for a sustainable transport sector: Hydrogen fuel cell vehicles. "International Journal of Hydrogen Energy", 2023.
• [24] Ji M., Wang J., Review and comparison of various hydrogen production methods based on costs and life cycle impact assessment indicators. "International Journal of Hydrogen Energy", 2021.
• [25] Tchorek G., Targowski F., Mikusek P., Grzybowski M., Łańcuch wartości gospodarki wodorowej w Polsce. Instytut Energetyki, 2023.
• [26] E4tech (UK) Ltd., H2 Emission Potential Literature Review. Raport dla Departamentu Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej (BEIS), 2019.
• [27] International Energy Agency (IEA), Global Hydrogen Review 2023. IEA, 2023.
• [28] Rogowska D., Opracowanie modelu obliczania emisji GHG w cyklu życia biowodoru produkowanego w technologii (bio)metan do wodoru i węgla. „Nafta - Gaz" 2022.
• [29] Kostkowski W., Barzantny M., Efektywność energetyczna i środowiskowa wybranych metod wykorzystania wodoru. „Energetyka" 2022, nr 9.
• [30] Rievaj V., Gaña J., Synák F., Is hydrogen the fuel of the future?. Transportation Research Procedía, 2019.
• [31] Degen F., Schütte M.: TLife cycle assessment of the energy consumption and GHG emissions of state-of-the-art automotive battery cell production. "Journal of Cleaner Production" 2022.
• [32] Kallitsas E., Lindsay J., Wub M., Offera G., Edge J.S., Think global act local: The dependency of global lithiumion battery emissions on production location and material sources. "Journal of Cleaner Production" 2022.
• [33] European Federation for Transport and Environment: How to guarantee green batteries in Europe. Raport organizacji Transport & Environment, 2021.
• [34] Romare M., Dahllӧf L., The Life Cycle Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions from Lithium-lon Batteries. IVL Swedish Environmental Research Institute, 2017.
• [35] Khodabakhsh S., Life Cycle Assessment of Mobile Batteries for Emission-Free Construction Sites. Praca magisterska, University of South-Eastern Norway, 2021.
• [36] Polska Agencja Paliw Alternatywnych (PAŁ), Europe runs on Polish lithium-ion batteries. Raport, 2021.
• [37] Bechberger M., Vorholt M., Bunting A., et al., Sustainability of battery cell production in Europe. VDI/VDE Innovation + Technik GmbH, 2022.
• [38] Hao H., Mu Z., Jiang S., Liu Z., Zhao F., GHG Emissions from the Production of Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles in China. Sustainability 2017.
• [39] Lie K. W., Synneväg T. A., Lamb J. J., Lien K. M., The Carbon Footprint of Electrified City Buses: A Case Study of Trondheim, Norway. "Energies" 2020.
• [40] Kilgore G., Carbon Footprint of Lithium-Ion Battery Production (vs Gasoline, Lead-Acid). Portal 8billiontrees.com, 2021. https:// 8billiontrees.com/carbon-offsets-credits/carbon-footprint-of-lithium-ion-battery-production.
• [41] Kim H. C., Wallington T. J., et al., Cradle-to-Gate Emissions from a Commercial Electric Vehicle Li-Ion Battery: A Comparative Analysis. "Environmental Science & Technology", 2024.
• [42] Kim H. C., Lee S., Wallington T. J., Cradle-to-Gate and Use-Phase Carbon Footprint of a Commercial Plug-in Hybrid Electric Vehicle Lithium-Ion Battery. "Environmental Science & Technology" 2024.
• [43] Fussell J. C., Franklin M., Green D. C., Gustafsson M., Harrison R. M., Hicks W., Kelly F. J., Kishta F., Miller M. R., ., Mudway I. S., Oroumiyeh F., Selley L., Wang M., Zhu Y., A Review of Road Traffic-Derived Non-Exhaust Particles: Emissions, Physicochemical Characteristics, Health Risks, and Mitigation Measures. "Environmental Science & Technology" 2022.