Anonim

Förorenar den förment rena, gröna Tesla Model S verkligen mer än ett gas-guzzling Jeep Grand Cherokee sportfordon?

Det är vad en analytiker har hävdat.

I en uttömmande 6 500-ordsartikel på den finansiella webbplatsen Seeking Alpha lägger analytiker Nathan Weiss fram ett fall om att Model S faktiskt har högre effektiva utsläpp än de flesta stora SUV: er av både växthusgaser koldioxid och smogproducerande föroreningar som svaveldioxid.

Som Tesla Model S-ägare 2013 blev jag chockad och bekymrad över hans påståenden.

Även om koldioxidutsläpp inte var en stor faktor i mitt beslut att köpa en plug-in bil - jag var mer intresserad av prestanda, stil och låga driftskostnader - var bilens gröna kredit en trevlig bonus.

Här är den här Weiss-killen som kallar mig en global värmande skurk.

Men jag kunde inte låta bli att märka att Weiss i sin roll som finansanalytiker hade rådat sina klienter att "korta" lager av Tesla Motors [NSDQ: TSLA] - för att satsa på det. (Tesla-aktiekursen ned = nöjda kunder; Tesla-aktien = mycket olyckliga kunder.)

Och är det en tillfällighet att artikeln dök upp samma dag som Tesla-aktien dök upp 30 procent, efter Teslas resultatrapport för första kvartalet? (Det har sedan ökat ytterligare 30 procent.)

Weiss motiver åt sidan förtjänar hans påståenden en noggrann titt på deras meriter.

Inte bara svansröret

Som alla 100-procentiga elbilar har Model S otvivelaktigt noll utsläpp från utsläpp.

Men Weiss ser på utsläpp från kraftverk som levererar Teslas elektriska "bränsle", liksom överskottet el som förbrukas av Model S på grund av ineffektivitet i laddningen och "vampyr" -förluster.

Dessa två faktorer, avslutar han, ger Model S effektiva koldioxidutsläpp som är ungefär lika stora som i en Honda Accord.

Släng i kolet som släppts ut under produktionen av Model S: s 85-kWh litiumjonbatteri, säger Weiss, och Model S hamnar i Ford Expedition territorium.

Inte så snabbt….

Även om Weiss gör ett antal giltiga poäng, ser jag flera brister i hans argument. Och han baserar sina uppskattningar av koldioxidavtryck om batteriproduktionen på en enda rapport som inte är synkroniserad med tidigare forskning om ämnet.

Dessutom misslyckas han med att redovisa koldioxidutsläppen från produktion av bensin. Om koldioxidavtrycket i en Teslas bränsle räknas mot det, varför ska en standardbils bränsle inte omfattas av liknande redovisning?

Så låt oss gå igenom hans analys och hans slutsatser punkt för punkt.

* Kraftverkens utsläpp räknas mot elbilar

Praktiskt taget alla elbilsförespråkare håller med om att när man uppfyller miljöför- och nackdelarna med elbilar är det bara rättvist att inkludera kraftutsläpp.

När detta har gjorts tidigare har siffrorna fortfarande gynnat elbilar. Union of Concerned Scientists drog till exempel i en rapport från 2012: "Elektriska fordon som laddas på elnätet har lägre utsläpp av global uppvärmning än det genomsnittliga bensinbaserade fordonet som säljs idag."

Kolvänligheten i det elektriska nätet varierar naturligtvis mycket från region till region, beroende på typen av kraftverk där.

Image

2013 Tesla Model S i Queens, NY, servicecenter, väntar på leverans till köparen David Noland, februari 2013

Tesla Motors har en interaktiv räknemaskin på sin webbplats som gör att du kan beräkna de effektiva koldioxidutsläppen från din modell S, beroende på din statliga kraftvärmeblandning (kol, gas, kärnkraft, hydro etc.). Siffrorna sträcker sig från 26 g / mi i Idaho (mestadels hydro) till 310 g / mi i West Virginia (mestadels kol).

Enligt Weiss är det nationella genomsnittet för Teslas påstådda CO2-utsläpp av modell S upp till 163 gram per mil (g / mi). Tesla säger att motsvarande siffra för gasbilar är 400 g / mi.

Även om det inte riktigt är nollutsläpp, är elbilar i allmänhet (och Model S i synnerhet) fortfarande bättre än de flesta bilar. Eller så går det vanliga vetenskapliga tänkandet.

Weiss ber om att skilja sig.

* Teslas siffror är för optimistiska

Enligt Tesla-webbplatsen antar den en modell S-elanvändning på 283 Watt-timmar per mil för sina CO2-beräkningar. Det är den kraft som krävs för att köra på en stabil 55 km / h.

Weiss bestrider antalet som orealistiskt lågt. Han citerar bland andra källorna EPA: s antal 321 Wh / mi, samt 48 rapporter på Teslas ägares forum som i genomsnitt uppgår till 367 Wh / mi.

Han drar slutsatsen att den verkliga kraftförbrukningen i 85 kWh Model S faktiskt är mer som 375 Wh / mi. Det är 33 procent högre än Tesla hävdar.

Följaktligen skulle koldioxidutsläppen också vara 33 procent högre.

Jag kan inte diskutera med Weiss om den här. På 3 000 mil med att köra min 60 kWh Model S har jag i genomsnitt varit 343 Wh / mi. Eftersom min bil på 60 kWh är ungefär sju procent effektivare än den tyngre modellen med 85 kWh, skulle det motsvara en verklig förbrukning på 367 Wh / mi för den längre bil.

Eftersom min körning - såväl som för de 48 Tesla-ägarna Weiss citerar - har inträffat mestadels på vintern, skulle jag förvänta mig att den genomsnittliga energianvändningen minskar när vädret värms. (Jag har redan sett min effektivitet förbättras i maj.) Jag skulle beräkna ett verkligt helårsnummer för 85 kWh Model S på 340 Wh / mi.

Men jag kommer inte att slå ifrån Weiss siffra på 375.

Så en 33-procentig höjning höjer Teslas påstådda Model S effektiva koldioxidutsläpp på 163 g / mi till 216 g / mi, eller ungefär samma som Toyota Prius V.

* Laddningsförluster ökar koldioxidutsläppen med 18 procent

Inte varje kilowattimmes energi som kommer ut ur väggkontakten hamnar i Model S-batteriet. Med hänvisning till EPA-siffror och rapporter från ägare uppskattar Weiss Model S: s verkliga laddningseffektivitet till cirka 85 procent.

Återigen har Weiss en bra poäng. Jag har uppmätt laddningsförluster på 10-15 procent i min egen bil. Tesla citerar en "toppladdningseffektivitet" på 92 procent på sin webbplats. En genomsnittlig laddningseffektivitet på 85 procent verkar rimlig.

Det betyder att en modell S vanligtvis drar 17 procent mer ström från kontakten än den använder för att driva bilen.

Så nu är våra modell S-koldioxidutsläpp upp till 254 g / mi, något mindre än för en Honda Civic 2013.

* Vampyrförluster höjer utsläppen ytterligare med 55 procent

Oj! Detta är verkligen ett chockerande påstående. Det innebär att vampyrförluster - den kraft som används av Model S när den är av, bara sitter där i ditt garage - uppgår till nästan lika mycket som Tesla hävdar att bilen använder under körning.

Weiss, med hänvisning till ett antal källor, (inklusive min egen rapport om vampyrförluster på Model S på denna webbplats), nöjer sig med ett nummer för vampyrförluster på 5, 1 kWh per dag. Därefter kombinerar han den siffran med en uppskattning på 7 728 mil som körs per år för att dra slutsatsen att vampyrrelaterade CO2-utsläpp av modell S uppgår till 140 g / mi.

Detta ger hans nya total upp till 394 g / mil, ungefär samma som en BMW 5-serie.

Jag skulle ringa Weiss nummer för vampyrränna lite högt, men inte otroligt. Jag mätte vampyrförluster på väggen i genomsnitt 4, 5 kWh per dag på min bil.

En anledning till Weiss höguppskattade uppskattning kan vara hans uppenbara missförstånd av det termiska batterihanteringssystemet Model S. Han hävdar att vampyrförluster i intervallet 30 till 50 grader är nästan tredubbla de som uppstår vid temperaturen på 50 till 80 grader på grund av den extra juice som krävs för att hålla batteriet varmt.

Detta är helt enkelt fel. Jag har inte märkt några sådana variationer.

Och en Tesla rep bekräftade för mig att Model S-batteriet inte är temperaturkontrollerat när bilen sitter i viloläge, så det finns inget batteriuppvärmnings- / kyleffektdragning. (Elon Musk har bekräftat detta offentligt.) Den korta förvärmen / kyla före den en gång per dag "toppade" laddningscykeln skulle bara ha en minimal inverkan på vampyrförluster.

Jag tar också upp Weisss uppskattning av Model S: s genomsnittliga årliga körsträcka på bara 7 728 mil. (Hans härledning av antalet är för långt för att analysera här.)

Image

2011 Chevrolet Volt och 2013 Tesla Model S [foto: David Noland]

Hur kan det vara att Model S-ägare kör knappt hälften så mycket som det nationella genomsnittet på 13 476 mil per år? Jag vet att min egen körsträcka faktiskt har ökat sedan jag fick min Model S, helt enkelt för att bilen är så bra att köra.

Det är bara tillfälligt

Men Weiss stora missförstånd i avsnittet om vampyrströmavlopp - annat än att stava mitt namn - är hans implikation att dessa dagliga förluster är ett permanent långsiktigt tillstånd.

Tesla har faktiskt arbetat med”sömnläge” programvaruförbättringar för att minska vampyrförluster. Den nästa stora uppdateringen, som kommer att ske i sommar, förväntas minska vampyrförlusterna med hälften.

I slutet av året kommer de att bli praktiskt taget eliminerade, enligt Tesla talesman Shanna Hendricks.

Weiss erkänner det utlovade viloläget, men tvivlar på att det kommer att göra någon skillnad. "Historik (och batteriets mekanik) tyder på att det inte meningsfullt kommer att minska tomgångseffektförbrukningen, " skriver han.

Jag föreslår att det kommer. Och att i slutet av året kommer 55 procent av Weiss argument att ha gått upp i rök.

I väntan på det nya sömnläget kommer jag att ignorera vampyrförluster och hålla mig till 254 g / mi som Model S-kolavtryck, jämfört med Weiss vampyruppblåst antal 394 g / mi.

* Batteriproduktionen ger 39 procent mer

Tillverkningen av en bil bidrar till dess koldioxidutsläpp under hela livet. Och det är väl etablerat att tillverkning av litiumjonbatterier är en kolintensiv process. Frågan är hur mycket?

För sitt kolproduktion av batterier förlitar Weiss sig främst på en tidigare undersökning från Journal of Industrial Ecology. Dess uppskattningar av koldioxidavtryck från litiumjonbatteriproduktion är mycket högre än tidigare studier, och det har blivit förknippat i blogosfären för många fel som är för arcane att räkna upp här.

En studie från 2010 i tidskriften American Chemical Society drog däremot slutsatsen att batteriets miljöpåverkan är "relativt liten." Det uppskattar att batteriproduktionen bidrar med cirka 15 procent till elbilens körutsläpp.

En undersökning från 2012 för California Air Resources Board sätter antalet till 26 procent, förutsatt att Kalifornien kraftblandning. Men om du anpassar dig till den smutsigare nationella kraftnätet i USA, ökar utsläppen. Så den procentuella andelen av batteriproduktionen sjunker, också till cirka 15 procent.

Tesla kan faktiskt slå även de lägre siffrorna. Tesla, som är unikt bland elbiltillverkare, använder vad som utan tvekan är de mest effektivt tillverkade litiumjonbattericellerna på planeten: "handelsvara" 18650 bärbara celler, som Panasonic tappar av miljarder i mycket automatiserade anläggningar. (Jag känner inte till någon kol-livscykelanalys för dessa batterier.)

Vi kommer att gå med konsensus-mainstreamantalet på 15 procent, vilket ger totala koldioxidutsläpp från Model S upp till 292 g / mi, mot Weiss batteritillförda totala summan av 547 g / mi.

Kolöversikt

Vi har nått ett nummer för verkliga effektiva koldioxidutsläpp av en modell S på 292 g / mi. Det är visserligen mycket högre än Tesla påstår på sin webbplats.

Men sämre än en Grand Cherokee? Knappast.

V-6 Grand Cherokee officiella EPA CO2-nummer är 479 g / mi när den är utrustad med den minsta erbjudna motoren, en 3, 6-liters V-6. Den kraftfullare V-8-modellen loggar in med hela 592 g / mi.

Hoppsan…

I ett uppföljningsställe några dagar senare backade Weiss av och nedgraderade sin uppskattning för koldioxidutsläpp från Model S avsevärt.

Han medger att vid beräkning av vampyrförluster per mil gör det totala avståndet på 12 000 mil per år en bättre jämförelse. Han nedgraderar också sin uppskattning av tomgångseffektförluster till 3, 5 kWh per dag.

Och konstigt försummar han inte på något sätt ta reda på koldioxidavtrycket i batteriproduktionen.

Image

2013 Tesla Model S [foto: David Noland]

Med dessa nya siffror beräknar han Teslas totala effektiva koldioxidutsläpp till 346 g / mi, inte mycket mer än de 292 g / mi som jag beräknade ovan.

Weiss nedgraderar också sin SUV-bogeyman och påpekar att även vid hans reviderade lägre siffra på 346 g / mi är Model S fortfarande en sämre kolförorenare än Toyota Highlander, som EPA ger upp till 312 g / mi.

Vad sägs om kol från bensinproduktion?

Men för all sin iver att uttömma uttömningen av kolproduktionen i elproduktionen glömmer Weiss bekvämt att nämna att produktion av bensin också har sitt eget kolavtryck.

Enligt en rapport från 2000 från MIT Energy Lab står bensinproduktionen för 19 procent av den totala CO2-utsläppet för en typisk bil. Att köra bilen står faktiskt för cirka 75 procent av sin kolproduktion.

Därmed lägger koldioxidavtrycket från bränsleproduktionen cirka 25 procent till en gasbils nominella CO2-utsläppsnummer.

Tyvärr, herr Weiss. Om du tillämpar samma regler på bensinbilar som du gjorde för Tesla, gick din Toyota Highlander precis från 312 g / mi till 390 g / mi.

På denna justerade äpple-till-äpple-bas är Tesla-siffran på 292 g / mi i stort sett jämförbar med Scion iQ.

* Andra föroreningar

Med den växande oroen för global uppvärmning och koldioxidutsläpp har gammaldags "smog" luftföroreningar - främst kväveoxider (NOx) och svaveldioxid (SO2) - försvagat i bakgrunden.

På grund av strikta utsläppslagar avger moderna bensinbilar mycket lite av dessa lunghotande föroreningar. Detsamma kan inte tyvärr sägas om koleldade kraftverk.

Weiss beräknar att utsläpp från kraftverk ger Model S en effektiv nivå av NOx-föroreningar om tredubbla den för EPA-gränsen för gasbilar. (Jag diskonterar hans misstänkta inkludering av vampyrförluster.)

Situationen för svaveldioxid är mycket värre. Weiss beräknar att effektiva svaveldioxidutsläpp från Model S är lika med cirka 400 gasbilar. (Återigen diskonteras den misstänkta vampyrinformationen.)

Weiss skriver: "I många stater, inklusive Kalifornien, om ett smog-testcenter skulle kunna mäta de effektiva utsläppen av en Tesla Model S genom en bakrör, skulle ägaren stå inför böter, påföljder eller försäljning av fordonet under statens återköp "program."

När det gäller svaveldioxid är gasbilar så ren och koleldad elektricitet så smutsig att en 60-watts glödlampa effektivt avger lika mycket svaveldioxid som en genomsnittlig bensinbil som kör vid 60 km / h.

Ärligt talat kan jag inte argumentera med dessa störande siffror, och jag har inte sett dem vederläggas någonstans. Men de säger mer om de tuffa utsläppslagarna för gasbilar och de anmärkningsvärt slappa reglerna för koleldade kraftverk som bäckar svaveldioxid än de gör om Model S.

Ändå känner jag mig lite skyldig över att svaveldioxiden sprider ut från min Teslas virtuella svansrör.

Åtminstone bor jag i staten New York, som bara använder kol för cirka 10 procent av sin kraftproduktion. Det är ungefär en fjärdedel av USA: s landsomfattande procentsats, så förmodligen är jag "bara" 100 gånger sämre än en gasbil när det gäller utsläpp av svaveldioxid.

Lyckligtvis är jag inte ensam; de allra flesta elbilar arbetar i stater med lågkolnät som Kalifornien, Washington och New York.

Och nätet blir långsamt renare. När mer vind-, sol- och naturgas kommer online och föråldrade kolanläggningar stängs av kommer mina effektiva SO2-utsläpp att minska stadigt.

Så till slut …

Efter allt detta verkade slutsatsen klar: Jag kör en kick-ass, högpresterande, fem-sits allelektrisk lyxsport sedan som har samma koldioxidutsläpp från brunnar till hjul som en liten Scion-minicar med två riktiga säten .

Har någon problem med det?

När det gäller virtuella tailpipe-utsläpp, kol och annat, är modellen S inte perfekt.

Men om du frågar mig är det ett stort steg i rätt riktning.

David Noland är en Tesla Model S ägare och frilansförfattare som bor norr om New York City.

_______________________________________________________