Zazwyczaj samochód elektryczny reklamowany jest przy pomocy samych superlatyw. Oszczędniejszy, bardziej ekologiczny niż auta spalinowe, tańszy w eksploatacji, cichy, praktyczny… Tymczasem samochód elektryczny ma wiele zalet, ale nie jest też pozbawiony wad.
I chociaż tworzenie inicjatyw sprzyjających rozwojowi zelektryfikowanej motoryzacji to dobry kierunek, nie sposób z dnia na dzień dokonać takiego skoku technologicznego, który umożliwiłby płynne przejście na masowy napęd elektryczny bez istotnej zmiany przyzwyczajeń (i przekonań) kierowców. Trzeba przecież wziąć pod uwagę, że:
- szybkie ładowanie samochodu elektrycznego wymaga bardzo dużej mocy i znacznie obciąża infrastrukturę przesyłową;
- przy masowym ładowaniu elektryczność jest mniej efektywna ekonomicznie od paliw płynnych wtedy, gdy potrzebujemy wydajnego ogrzewania, a w zimie w samochodzie jest ono niezbędne;
- rzeczywisty zasięg aut elektrycznych jest nadal niewielki i bardzo zależy od dynamiki jazdy oraz temperatury zewnętrznej;
- kilkukrotne ładowanie auta elektrycznego na długiej trasie to wiele godzin postoju;
- masowa produkcja i utylizacja akumulatorów o dużej mocy to konkretne obciążenie dla środowiska naturalnego;
Czas rozprawić się z krążącą mitologią, opisującą elektryczne samochody jako niemal cudowne zjawisko, które w niektórych rejonach świata stało się już obiektem kultu i społecznego fenomenu – patrz wyroby marki Tesla. To jak to w końcu jest z tymi „elektrykami”?
Po pierwsze – moc (ładowania)…
Czytając porównania kosztów zużycia energii przez auta elektryczne ze spalaniem oleju napędowego lub benzyny w konwencjonalnych pojazdach, zazwyczaj mamy do czynienia z kilowatogodzinami. Bardzo słusznie, bo taka jest właśnie jednostka zużycia energii elektrycznej i, przeliczając to zużycie na złotówki, można porównać je z kosztami paliwa.
Nie ma dyskusji:
koszt przejechania każdych np. 100 km autem na prąd będzie niższy niż w przypadku samochodu spalinowego, jeżeli będziemy rozpatrywali jedynie koszt energii lub paliwa. Mało kto jednak zastanawia się, do czego podłączyć zaparkowane przy ładowarkach samochody elektryczne…
…ale jak to do czego podłączyć? Do prądu! Tylko gdzie ten prąd znaleźć? Zakładając, że poza obszarami miejskimi ludzie mieszkają w wolno stojących domach, nie powinno być z tym problemu. Czyżby?
Załóżmy, że statystyczne gospodarstwo tego rodzaju ma przydział mocy na poziomie 15 kW, co – biorąc pod uwagę dane statystyczne, różniące się w zależności od źródła – nie powinno zbytnio odbiegać od prawdy. Auto elektryczne wymaga dostępu do mocy elektrycznej od kilku do kilkunastu kilowatów, jeżeli chcemy korzystać z sieci domowej i dołączonej do pojazdu ładowarki. Co to oznacza?
To, że jeżeli trafimy na samochód mniej prądożerny, który z reguły ładuje się dłużej, to w domu pozostanie do dyspozycji jeszcze spora moc, mogąca zasilić ogrzewacz wody (zbiornikowy) i kuchnię elektryczną. Jeżeli natomiast zechcemy skorzystać z przepływowych ogrzewaczy wody (system rozproszony), albo ogrzewać dom prądem, to raczej nic z tego nie będzie. Trzeba będzie albo gotować, albo grzać wodę, albo ogrzewać dom, albo ładować samochód. To jednak dopiero wariant optymistyczny.
W pesymistycznym – jeżeli kupimy samochód elektryczny, wymagający prądu o wysokim natężeniu, który przełoży się na kilkanaście kilowatów mocy elektrycznej, to…
…to w domu będziemy mogli co najwyżej palić światło i kadzidła w intencji bezpieczników, żeby nie wyłączyły instalacji z powodu przeciążenia. Ale i to nie wszystko, ponieważ także gniazdka elektryczne mają dopuszczalne natężenie prądu, powyżej którego mogą mieć kłopoty z bezstratną i bezpieczną transmisją mocy. Przy przeciążeniu będą się nagrzewały, może dojść do nadpalenia styków.
A co mają zrobić właściciele samochodów elektrycznych, mieszkający w blokach w dużych miastach?
Liczba ogólnodostępnych ładowarek jest w Polsce ciągle symboliczna, a już na pewno nie ma ich w podziemnych lub naziemnych osiedlowych parkingach. Zastanawialiście się, dlaczego? Przecież dla deweloperów byłby to dodatkowy intratny biznes: wystarczy przy każdym miejscu parkingowym postawić ładowarkę, a potem kasować właścicieli aut za prąd zużyty na ładowanie według licznika.
Jedna z odpowiedzi jest zaskakująco prosta: żeby zapewnić możliwość ładowania kilkudziesięciu aut, kabel zasilający budynek musiałby mieć średnicę rury kanalizacyjnej. A żeby zasilić osiedle takich budynków, obok musiałaby stanąć dedykowana elektrownia.
Czy to jednak nie przesada?
Policzmy. Załóżmy na potrzeby tych rozważań, że wieczorem przeciętna rodzina w mieście, mieszkająca w mieszkaniu z centralnym ogrzewaniem, zużywa około dwóch kilowatów mocy elektrycznej w godzinach wieczornych. Załóżmy też, że jest to moc średnia – najbardziej prądożerne odbiorniki, jak np. czajnik elektryczny, są włączane na krótko, i ich użycie w sensie wysokiej mocy chwilowej… Chwilowo nas nie obchodzi.
Jedno gospodarstwo domowe = dwa kilowaty mocy elektrycznej. Jedna ładowarka uliczna dla auta elektrycznego z solidnym akumulatorem = około 50 kW (chociaż zdarzają się takie, które potrzebują 100 kW i więcej). Czyli wychodzi na to, że jeden samochód, ładowany przez niecierpliwego właściciela, potrzebuje tyle mocy elektrycznej, co dwadzieścia pięć mieszkań, oczywiście w dużym uproszczeniu.
A mieszkania to główny odbiorca prądu w dużych miastach w okolicach nieuprzemysłowionych. Znacie jakiś trik, który sprawi, że liczba elektrowni w Polsce czy dowolnym miejscu na świecie pomnoży się nagle przez dwadzieścia pięć?
Ten bardzo prosty i mocny argument podpowiada, że do elektrycznej rewolucji w motoryzacji jest jeszcze daleko. Dodatkowe kilowaty to bowiem nie tylko nowe, mocniejsze elektrownie, lecz także nowe sieci przesyłowe, albo wymiana istniejących kabli i stacji transformatorowych na ogromną skalę. Jeżeli i to nie działa komuś na wyobraźnię, to niech wyobrazi sobie parking ze stukilowatowymi ładowarkami, a na nim trzydzieści samochodów. Pobór mocy to trzy tysiące kilowatów. Trzy megawaty - tyle potrzebuje lokomotywa elektryczna, ciągnąca pełny skład pasażerski z prędkością 160 km/h. Dałoby się tym zasilić około półtora tysiąca mieszkań.
Po drugie – moc (grzania)…
Ten temat jest tak skrupulatnie omijany przez piewców elektromobilności, jak kwestia klimatyzacji przez orędowników systemów start/stop, wyłączających silnik spalinowy na postoju samochodu. Po wyłączeniu silnika nie pracuje też kompresor klimatyzacji. Komputer sterujący temperaturą w kabinie już nawet kilkanaście sekund po wyłączeniu silnika daje sygnał, że brakuje chłodu i…
…i motor spalinowy jednak musi pracować także na postoju, żeby kierowca i pasażerowie nie usmażyli się w upał w samochodzie, stojąc w korku. To po co w ogóle wyłączać silnik na te kilkanaście sekund? Przecież to obniża jego trwałość (a przy okazji – rozrusznika i akumulatora)?
Zapewne częściowo chodzi tutaj o kasę.
To jest właśnie – a przynajmniej tak to nazywam – kreatywna księgowość ekologiczna. Biznes to biznes. Nowe, wzmocnione, droższe rozruszniki. Nowe, wzmocnione, droższe akumulatory. System start/stop pozwala zarobić, ale na pewno nie kierowcom i właścicielom samochodów.
Ciekawe, że trudno tu wprost zastosować analogię biznesową dla samochodu elektrycznego, kiedy klimatyzację zamienimy na ogrzewanie kabiny. A to ważny temat, bowiem ogrzewanie to jedna z dziedzin, w których energia elektryczna wyraźnie przegrywa kosztami z paliwami typu np. gaz ziemny.
Jak to się przekłada na samochody elektryczne?
Żeby uwierzyć, jak bardzo, wystarczy zlokalizować najbliższą wypożyczalnię samochodów elektrycznych w zimie i udać się na przejażdżkę po mieście, z przepisowymi prędkościami. Czyli powoli. Niskie zużycie energii podczas spokojnej jazdy – kuszą producenci. Duży zasięg przy niskiej prędkości. Aha!
Włączcie tylko ogrzewanie i poczekajcie, co będzie. Zasięg spada drastycznie, także dlatego, że zimą wydajność akumulatora spada, a wraz z nią efektywna pojemność. Przynajmniej jedno miejskie auto w redakcji już zaliczyło lawetę, bo w mieście nagle zasięg spadł do zera, podczas postoju w korku. I tu przejdziemy do kolejnego punktu.
Po trzecie – czas (jazdy)…
Nietrudno się domyślić, że zasięg przy włączonym ogrzewaniu podczas mrozów będzie znacznie niższy od rzeczywistego zasięgu. A rzeczywisty zasięg „elektryka” już jest niższy od tego, deklarowanego przez producentów, czyli uzyskanego w oderwanym od rzeczywistości, laboratoryjnym teście NEDC.
Jeżeli kiedyś prowadziliście auto elektryczne, to wiecie już, jak chimeryczne bywają wskazania zasięgu. Było dużo, jest mało… A gdzie jest stacja ładowania?
Ale miast to jeszcze pół biedy. Gorzej, kiedy wyjedziemy np. na autostradę i staniemy w korku. O ile bowiem do auta spalinowego można dowieźć kanister z benzyną czy olejem napędowym i pojechać dalej, o tyle auto elektryczne z wyczerpanym akumulatorem to większy problem.
Problem?
Tak. Nawet gdyby przywieźć agregat prądotwórczy (i zapewne taka usługa niedługo się pojawi), to i tak trzeba poczekać, aż akumulatory się naładują, żeby móc jechać dalej. A zasięg podczas szybkiej jazdy autostradowej bardzo, bardzo szybko się kurczy. Jeżeli będzie zima i solidnie wciśniemy gaz, to dosłownie będzie można obserwować ruch wskaźnika naładowania baterii. I nie mówimy tu o minisamochodzikach miejskich na baterie.
Po czwarte – czas (ładowania)…
To jest czynnik, który ciągle daje przewagę pojazdom spalinowym. Tankowanie wraz z czekaniem do kasy trwa kilka minut. Pełne ładowanie prądem – jeżeli jedziemy poza miastem to raczej bateria będzie wyładowana – np. godzinę przy wydajnej stacji ładowania. Jeżeli dodamy do tego różnicę w zasięgu typowego rodzinnego diesla i mocnego „elektryka”, który kosztuje trzy do pięciu razy tyle, otrzymamy niezbyt zachęcający wynik.
Nie dość, że „elektryka” trzeba tankować dłużej, to jeszcze częściej. Raz można pójść w tym czasie na zakupy do galerii handlowej, która roztropnie zainstalowała ładowarki na parkingu.
Ale ile zakupów można robić po drodze z południa kraju nad morze?
Rozwiązanie jest bardzo proste. Producenci aut elektrycznych musieliby wspólnie opracować standardową baterię, którą na specjalnym stanowisku można by było łatwo demontować i montować w samochodach różnych marek. Przyjeżdżamy na stację „paliw”, wjeżdżamy na kanał, bateria jest wymieniana na naładowaną w trzy minuty i jedziemy dalej.
Można ją potem ładować powoli – czyli nie obciążając zbytnio sieci energetycznej – i w godzinach, kiedy zapotrzebowanie gospodarstw domowych na energię elektryczną jest najmniejsze. Nawet kanał nie byłby potrzebny, gdyby moduł z akumulatorami wysuwał się z auta wraz z tylnym zderzakiem. Skoro można było kiedyś stosować butelki zwrotne, to z pewnością dziś da się używać wymiennych akumulatorów, zamiast czekać na naładowanie takich na stałe zamontowanych w samochodzie.
Po piąte – ekologia kontra pseudoekologia...
Pierwszy argument raczej zaskakujący nie będzie: w Polsce energia elektryczna uzyskiwana jest z węgla. A węgiel to emisja zanieczyszczeń, spośród których tak lansowany dwutlenek węgla jest być może najmniej szkodliwy. Plus takiego rozwiązania: przy stacjonarnej emisji na dużą skalę opłaca się instalować wydajne filtry, które czynią elektrownie relatywnie czystymi w porównaniu np. do lokalnych kotłowni czy domowych pieców na paliwo stałe.
Elektrownie jądrowe?
Tu mała dygresja. Też należałem do grona ich zwolenników, dopóki nie poczytałem o reaktorach i ich systemach chłodzenia. Czy człowiek świadomy technicznie może nie bać się urządzenia, którego nie da się po prostu wyłączyć? Tylko trzeba chłodzić taki reaktor przez kilka lat, bo gdy chłodzenie ustaje, reakcja łańcuchowa doprowadza z czasem do wzrostu temperatury, stopienia rdzenia, a w konsekwencji - skażenia środowiska na długie dekady?
Nie chciałbym wyjść na agitatora, ale tym fanom elektromobilności, którzy nie widzą żadnego problemu i zagrożenia w energetyce jądrowej, przydałoby się choć lekkie otrzeźwienie. Co nie zmienia faktu, że energetyka oparta na węglu obciąża środowisko, a elektrownie wiatrowe obniżają komfort życia ludzi. Tutaj nie ma dobrej odpowiedzi - ogniwa fotoelektryczne są ciągle zbyt mało wydajne. Wracamy do tematu.
Wiecie, że wyprodukowanie baterii do jednego samochodu elektrycznego obciąża środowisko w podobnym stopniu, co kilkuletnia eksploatacja samochodu spalinowego? I że może tu chodzić o pięć, a nawet osiem lat jazdy? I dlaczego ekolodzy nie protestują, że o tym się nie mówi? A potem trzeba jeszcze utylizować zużyte baterie.
Podsumowanie – nie dajmy się ogłupić…
Współczesny biznes ma do dyspozycji potężne narzędzia wywierania wpływu, jakie daje rynek reklamowy. Powszechne w reklamach NLP daje im wyjątkową siłę, a spoty reklamowe miewają budżety filmu pełnometrażowego. Auta elektryczne to też biznes i warto o tym pamiętać. Nie dajmy sobie wmówić, że na tle samochodów spalinowych „elektryki” oznaczają przejście na jakieś kosmicznie zaawansowane technologie. Co więcej, napęd elektryczny może być znacznie prostszy od spalinowego.
Przecież koncepcja samochodu (początkowo: powozu) na prąd ma prawie dwieście lat!
I nawet dzisiaj trudno o prostsze rozwiązanie napędowe. Bateria (z odpowiednim systemem chłodzenia i zabezpieczeniem), regulator impulsowy lub falownik (niech będzie to cokolwiek i nazywa się w dowolny sposób, choćby inwerter, jest to dziś powszechnie dostępna i tania technologia), silnik elektryczny, przekładnia jednobiegowa, koło samochodu...
...i? I tyle. Żadnej skrzyni biegów, sprzęgła, układu smarowania, układów oczyszczania spalin, systemów eliminujących drgania, wałów napędowych, turbin, kół dwumasowych, wysokociśnieniowych układów wtryskowych o laboratoryjnej precyzji dozowania paliwa, międzyosiowych mechanizmów różnicowych itp.
Jakim cudem pozwalamy sobie wmówić, że samochody elektryczne to skok w technologiczną nadprzestrzeń? Albo że jest to „nowa technologia”? Ktoś mądry powiedział kiedyś, że każdy fanatyzm nie jest zdrowy. Kiedy nadejdzie moment, w którym gęstość energii, oferowana przez baterie, będzie wystarczająca, wtedy akumulatory zaczną tanieć...
...i jeżeli ktoś pójdzie po rozum do głowy i uprości przy okazji całą koncepcję samochodu elektrycznego, eliminując to, co nie jest niezbędne do komfortowej i bezpiecznej jazdy, to być może kiedyś auta elektryczne staną się przystępne cenowo. I zamiast służyć za symbol statusu rzeczywiście zelektryfikują motoryzację, tak jak kiedyś Fiat 126p zmotoryzował Polskę.
A poza tym...
Czy współczesny samochód musi być centrum multimedialnym z niezliczonymi systemami bezpieczeństwa, które – gdy zsumujemy margines błędu – mogą mylić się częściej, niż kierowca? Czy producenci aut naprawdę mają nas za kompletnych idiotów, skoro proponują aż tyle systemów asystujących, wyręczających kierowcę w coraz to większej liczbie prostych czynności?
To już temat na inną okazję, ale jakże aktualny w niszy samochodów elektrycznych, które wylansowano na dobro luksusowe. A w luksusie musi, po prostu musi być dużo. Dużo wszystkiego. Tylko rozsądku czasem brakuje. Chyba, że się mylę, co oczywiście biorę pod uwagę. Zapraszam do komentowania. A jeżeli chcielibyście częściej czytać podobne felietony - napiszcie to w komentarzach :)
Jak się zapewne domyślacie, powyższy artykuł nie spotkał się z entuzjastycznym przyjęciem orędowników elektromobilności - tutaj możecie się o tym przekonać...