Under 2018 toppade antalet tillverkade bilar under ett år till 97 miljoner. Den siffran har sedan dess sjunkit på grund av otaliga brister och höga nybilspriser, men poängen är att världen bygger mycket bilar. Men den pågående debatten om hur rena elbilar egentligen är att bygga väcker en ganska enkel fråga:hur mycket energi går åt till att bygga en bil?
För att svara på frågan måste jag slänga ner lite naturvetenskapligt språk. Den vanligaste energienheten är vad som kallas Joule. Detta är i huvudsak en watt effekt som används under en sekund. En Megajoule, eller MJ, är en miljon Joule, och en Gigajoule, eller GJ, är en miljard Joule.
Denna enhet kan användas för många energikällor, från koldrivna till vinddrivna och till och med bensin. Produktionen av en bil mäts vanligtvis i liter gas, vilket gör det ganska lätt för våra bilhjärnor att förstå. En gallon gas är cirka 120 MJ, eller 120 miljoner Joule, vilket är en mycket tät mängd potentiell energi.
Med den mycket grundläggande förståelsen för hur energi mäts, låt oss översätta det till bilar. Specifikt, hur mycket energi som i genomsnitt går till att bygga en.
Jag ska börja med att säga att detta är pappersservettmatematik som stöds av vetenskap och forskning från Multidisciplinary Digital Publishing Institute. På sidan 15 i dokumentet finns en tabell som visar samlingen av tre studier och deras beräkningar av hur många megajoule per kilo som går in i en bil.
Formlerna som används av MDPI, energin som används är lika med 41,8 MJ/kg (kgs är hur många kg bilen väger). Studier från Scientific and Technical Research Reports-institutionen i Belgien och Centre of Environmental Systems Research i Kassel, Tyskland har dock högre uppskattningar. Den första uppskattar att mängden energi som används är 53 MJ/kg, och den andra uppskattar dess 81 MJ/kg.
Dessa siffror är korrekta, och för den här artikelns skull kommer vi att gå med uppskattningen på 41,8 MJ/kg som beräknas i forskningsdokumentet. Men det är här grova uppskattningar kommer in. Den genomsnittliga bilen väger runt 3 000 lbs, så genom att konvertera lbs till kg och sedan multiplicera det med antalet megajoule per kilo har du hur mycket energi som krävs för att bygga en bil.
Enligt dessa uppskattningar tittar du på 56 880 MJ för att bygga en enda bil. Enkelt uttryckt är det 474 liter bensin. Och elbilar anses ofta vara smutsigare att bygga, även om nollutsläppskraftkällan motverkar det. När allt kommer omkring, om vi antar att den genomsnittliga bilen har en 15-liters bensintank, så krävs det bara 31 tankningar för att bygga en annan bil.
Att bränna 31 tankar med gas för att bygga en enda bil med optimistiska uppskattningar låter inte rent, och det inkluderar inte hur många bilar som byggs på en dag. Det är därför jag vill ställa en hypotetisk till som kan hjälpa till att rensa upp vår framtid.
Jag pratar vind-, sol- och till och med vattenkraftskällor som producerar nollutsläpp och fortfarande genererar energi. Nu finns det ett par beräkningar att göra, eftersom du inte mäter elektriciteten som genereras med Joules. En kilowattimme, eller kWh, är hur många kilowatt som genereras på en timme. Och eftersom en Joule är en watt i användning under en sekund, är en kWh lika med cirka 3,6 MJs
Så låt oss börja med solpaneler:en enda solpanel producerar cirka 1,24 kWh per dag. Och för att bygga en bil skulle du behöva cirka 15 800 kWh energi (56 880 MJ dividerat med 3,6 MJ/kWh). Det ger upp till 12 741 solpaneler. Och om man antar att en solpanel är 5,4 fot gånger 3,25 fot enligt SunPower, är det 223 620 kvadratfot. Det ger upp till cirka fem hektar mark som behövs för att bygga en enda bil per dag.
Sedan finns det vindkraftverk, som skapar cirka 15 000 kWh per dag i snitt (beroende på plats. Ju närmare havet, desto blåsigare är det). Med en kraftigare kraft behöver du bara ha ungefär ett vindturbin för att bygga en bil på en dag. Och med tanke på att du kan montera cirka 200 till 400 turbiner på en tomt på fem hektar (20 till 40 per hektar), är det mycket effektivare än solpaneler.
Men den starkaste källan till ren energi kommer från vattenkraft. Reclamation är en samling av 58 vattenkraftverk i västra USA, som producerar 42 miljarder kWh per år, eller cirka 1,1 miljoner kWh per dag. Med den mängden kraft som går till en bilfabrik skulle du kunna producera 73 bilar per dag. Det är dock en ganska låg siffra i det stora hela.
År 2020 sålde Ford och Toyota över två miljoner bilar var, vilket innebär att de måste tillverka nästan 6 000 bilar per dag. Och 2020 ansågs vara ett långsamt år när det gäller köp av nya bilar. De enda kraftkällor som kan möta den mängd produktion som behövs är fossila bränslen och kol. Så under överskådlig framtid kommer bilar alltid att byggas med smutsiga medel, även om de tillverkade fordonen är rena.
