4 minute read
Przyszłość motoryzacji
JAKA BĘDZIE PRZYSZŁOŚĆ MOTOrYZAcjI ?
TEKST PAWEŁ ILCZUK
Latające, autonomiczne pojazdy zasilane energią atomową – takiej odpowiedzi udzieliliby ludzie żyjący w latach 50. ubiegłego wieku. dzisiaj, choć prace nad latającymi autami wciąż trwają, przyszłości motoryzacji upatruje się w napędzie elektrycznym. Latające i elektryczne samochody mają pewną cechę wspólną...
ELEKTRYFIKACJA SIĘ NIE UDA Wiele osób wierzy, że samochody przyszłości będą tylko i wyłącznie elektryczne. Ta wizja jest jak najbardziej realna, ale nie przy obecnym stanie technologii.
Jeśli korzystamy z przydomowej instalacji fotowoltaicznej, używanie auta elektrycznego będzie naprawdę ekologiczne i praktycznie darmowe. Jeśli zaś korzystamy wyłącznie z energii od naszego dostawcy – ekologiczna otoczka zaczyna nieco pękać. W Polsce ponad 70% energii elektrycznej nadal jest wytwarzane z węgla. Zatem jedyną zaletą auta elektrycznego jest stosunkowo tania eksploatacja. Koszt przejechania 100 km przeciętnym autem elektrycznym może być o połowę niższy niż autem z silnikiem diesla, a serwisowanie „elektryka” jest praktycznie bezkosztowe. Zużywają się głównie opony i części zawieszenia, które muszą sobie radzić ze zwiększoną masą pojazdu, ale już np. hamulce są w dużej mierze wyręczane przez silniki i system odzysku energii. Problemem jest jednak cena samych aut i pewne niedogodności w użytkowaniu.
Na w pełni naładowanym akumulatorze elektryczne Renault Zoe przejedzie 389 km – o ile warunki do jazdy będą optymalne. Chodzi tu przede wszystkim o temperaturę otoczenia, konieczność używania ogrzewania lub klimatyzacji oraz styl jazdy. Zimowa przejażdżka po autostradzie z prędkością powyżej 120 km/h i włączonym ogrzewaniem może zakończyć się nawet w połowie podanego przez producenta dystansu. Akumulatory francuskiego autka mają pojemność 52 kWh, więc ich naładowanie potrwa w najlepszym wypadku około dwóch godzin, o ile w pobliżu znajdziemy szybką ładowarkę. Pomijając straty energii związane z samym procesem ładowania, taka ilość prądu wystarcza przeciętnemu gospodarstwu domowemu na funkcjonowanie przez mniej więcej dwa tygodnie, a akumulatory samochodu są w stanie przyjąć taką „dawkę” w ciągu kilku lub kilkunastu godzin, w zależności od używanej ładowarki.
Duża liczba aut elektrycznych oznaczać będzie poważne problemy dla polskich sieci przesyłowych, które już teraz borykają się z trudnościami. Głównym problemem jest coraz większa ilość przydomowych instalacji fotowoltaicznych, które oddają prąd do sieci energetycznej, a także rosnąca popularność klimatyzatorów w domach i biurach. Jeśli dodamy do tego kilkaset tysięcy aut elektrycznych, kłopoty będą kwestią czasu.
Kolejnym problemem dla planety jest tzw. ślad węglowy, generowany przez produkcję samochodów, a w szczególności ich akumulatorów. Wytwarzanie i późniejsza utylizacja baterii wymaga rzadkich pierwiastków chemicznych oraz dużych ilości energii. Najpopularniejsze auto elektryczne na świecie, czyli Tesla Model 3, ma pakiet akumulatorów o wadze nawet do 480 kg. Po drogach jeździ już ponad pół miliona takich aut, co daje łącznie ponad 200 tys. ton akumulatorów, które będą musiały zostać wymienione, gdy ich wydajność spadnie poniżej 80%. Na ten moment za wymianę pakietu zużytych lub uszkodzonych akumulatorów w Tesli 3 trzeba zapłacić nawet do 50 tys. zł.
Załóżmy jednak, że pieniądze nie grają roli i wszyscy kierowcy na Ziemi chcą mieć elektryczne auto, ponieważ rządy ich krajów zabroniły już sprzedaży aut spalinowych. Każdy z obecnie jeżdżących samochodów zostaje wymieniony na elektryczny – w samej Unii Europejskiej to 200 mln sztuk. Problem w tym, że takiej ilości akumulatorów nie da się wyprodukować ani nawet naładować. Światowe złoża kobaltu nie wystarczą do zaspokojenia nawet 40% zapotrzebowania. Musielibyśmy wynaleźć i rozwinąć zupełnie nową metodę gromadzenia energii, a następnie wdrożyć ją na masową skalę. To jest możliwe, ale potrwa z pewnością dłużej niż 10-15 lat. Zakaz sprzedaży samochodów spalinowych ani nawet zmniejszenie liczby aut o połowę w niczym tu nie pomoże.
PALIWA SYNTETYCZNE Producenci aut robią naprawdę wiele, by wykreować swój wizerunek na bardziej przyjazny środowisku. Niektórzy z nich zaczynają też rozumieć, że elektryfikacja może nie być tym właściwym kierunkiem zmian, więc szukają innych rozwiązań. Jednym z lepszych pomysłów jest rozpoczęcie produkcji paliw syntetycznych, które pozwoliłyby zmniejszyć emisję spalin nawet o 85%. Tak duży spadek oznaczałby, że nawet leciwe auta stawałyby się bardziej przyjazne środowisku niż samochody elektryczne. Nad tą technologią pracują jednocześnie Audi i Porsche – ta druga marka zapewnia, że pierwsza fabryka tzw. e-paliw powstanie i rozpocznie produkcję już w przyszłym roku. Dlaczego Porsche zajęło się badaniami nad przyjazną środowisku benzyną? Nie chodzi tu tylko o ekologię. Zdecydowana większość wszystkich aut tej marki, które zostały wyprodukowane w ciągu ostatnich 60 lat, jest nadal „na chodzie”. Aby pasjonaci marki mogli dalej się nimi cieszyć, konieczne jest stworzenie paliwa, które pozwoli spełniać normy emisji nawet zabytkowym autom, a jednocześnie nie będzie szkodziło ich silnikom. Masowa produkcja sztucznych paliw rozwiązałaby także problem wyczerpania złóż naftowych w przyszłości.
SPALINOWE MOGĄ PRZETRWAĆ E-paliwa mogą posłużyć nie tylko do zasilania aut zabytkowych. Niektórzy producenci wciąż wierzą w to, że silniki spalinowe mogą być jeszcze bardziej wydajne i czyste. Prym w tej dziedzinie wiedzie japońska Mazda, która od lat projektuje i sprzedaje zaskakująco trwałe i wydajne motory. Wszystkie silniki z rodziny Skyactiv to czterocylindrowe i czterosuwowe jednostki, które osiągają wyjątkowo dobre wyniki w testach spalania i emisji spalin. Takie wyniki udaje się osiągnąć dzięki ogromnym zmianom w zasadzie ich działania. Inny stopień sprężania i skład mieszanki paliwowo-powietrznej potrafi radykalnie odmienić skuteczność spalania. W połączeniu z syntetycznymi paliwami silniki Mazdy mogłyby niemal całkowicie rozwiązać problem emisji tlenków azotu oraz dwutlenku węgla do atmosfery.
Podejście Japończyków z Hiroszimy to jednak typowy przykład ewolucji, podczas gdy naukowcy i inżynierowie z całego świata testują zupełnie nowe i rewolucyjne rodzaje silników spalinowych. Wynalazki takie jak silnik wolnotłokowy, quasi-turbinowy i Achates Power mogą w niedalekiej przyszłości udowodnić, że spalanie paliw kopalnych może być jeszcze mniej szkodliwe dla środowiska. ⚫
