Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Wojna czy hybrydowy rozejm

Wojna czy hybrydowy rozejm
Zmienił świat. Można nawet powiedzieć, że ruszył go z miejsca, choć adwokaci maszyn parowych zapewne nie zostawiliby tego stwierdzenia bez reakcji. Jednak teraz mogłoby się wydawać, że nadchodzi czas pożegnań ze spalaniem pochodnych ropy naftowej, tak jak pożegnaliśmy kiedyś parowego brata naszej zasłużonej jednostki napędowej.

Często staramy się w tej rubryce mitygować zbyt kategoryczne zapowiedzi końca tego czy tamtego. Sygnały nadchodzących zmian mogą być zwodnicze, tak samo jak przegapienie oznak procesów, które szybko prowadzą do rewolucji.

Przyczajony elektryczny tygrys powraca

1. Wyścig Paryż-Rouen na okładce "Le Petit Journal" z 1894 r.

Przeoczyła je chyba w 1893 r. francuska gazeta "Le Petit Journal", która nie zwracając uwagi na postępy nowych spalinowych napędów, pisała z żalem, że "wynalazczość ludzka nie znalazła jeszcze mechanicznego procesu zastępowania koni jako napędu dla pojazdów". Rok później zorganizowano wyścig Paryż-Rouen (1) dla powozów bezkonnych. Wśród stu dwóch uczestników znalazły się pojazdy zasilane parą wodną, benzyną, energią elektryczną, sprężonym powietrzem i mechanizmami hydraulicznymi.

Wyraźnym zwycięzcą okazał się silnik spalinowy. Nie przesądzało to jeszcze o globalnej wygranej, bo w tamtym czasie równie ceniono silniki elektryczne. Wystarczyło jednak kilka wynalazków, z gaźnikiem i rozrusznikiem elektrycznym na czele, które przyszły w ciągu następnych dwóch dekad, aby silniki elektryczne przestały się liczyć w motoryzacji na długie dekady.

Napęd elektryczny oczywiście nie zaniknął, a w niektórych dziedzinach, np. na kolei, zaczął nawet dominować. W świecie pojazdów drogowych był jednak niejako przyczajony, czekając na okazję do powrotu.

I okazja nadeszła. Po pierwsze, dzięki wielkiemu zwrotowi ku czystym i nieszkodzącym klimatowi technologiom. Po drugie, dzięki postępom w technice akumulatorów.

W Paryżu w 1894 r. samochody elektryczne nie sprawdziły się częściowo dlatego, że co ok. 30 km potrzebowały stacji wymiany baterii.

Dzisiejsze auta elektryczne, zasilane bateriami litowo-jonowymi, z roku na rok jeżdżą dalej na jednym ładowaniu.

Zasięg nowej elektrycznej półciężarówki Cybertruck ma wynosić nawet 800 km. Zdaniem "The Economist", bank UBS szacował w roku 2017 r., iż "całkowity koszt posiadania" samochodu elektrycznego osiągnie poziom równy kosztowi spalinowca już w 2018 r. To chyba jednak jeszcze nie nastąpiło, ale jest zapewne kwestią kilku lat. Koszt akumulatorowego zasilania spadł z 1 tys. dolarów za kW mocy, które trzeba było zapłacić jeszcze w 2010 r., do 130-200 dolarów w roku 2017. Szacuje się, że już w nadchodzących miesiącach cena akumulatorów obniży się o 90% w porównaniu z początkiem dekady, czyli wyniesie ok. 100 dolarów za kilowat, a to zapewne nie koniec tej tendencji.

Baterie litowo-jonowe zwiększają gęstość energii w tempie 5-8% rocznie. Mercedes zapowiadał swego czasu, że jego w pełni elektryczny model EQC (2) będzie miał zasięg 500 km na jednym ładowaniu. W niezależnych testach pojazd wypadł słabiej, ale osiągane niecałe 300 km to wciąż całkiem nieźle jak na stosunkowo ciężkie auto. Zapowiadany zasięg Tesli Roadster, która zostanie wprowadzona na rynek w 2020 r., ma wynieść 1 tys. km. Jak się zdążyliśmy przyzwyczaić, zwykle odległości te nie odpowiadają rzeczywistości, ale w tym przypadku zapewne wyniosą co najmniej 600 km, co sprawi, że benzyniaki zaczną tracić ostatnie argumenty.

Co więcej, już na pierwszą połowę przyszłej dekady zapowiadane są wydajniejsze niż Li-Ion technologie akumulatorów - np. półprzewodnikowe, o których niedawno pisaliśmy w "MT". Jeśli w końcu zostaną wprowadzone do użytku, akumulatory staną się tańsze i szybsze w ładowaniu, a ich zasięg będzie jeszcze większy.

2. Ładowanie Mercedesa EQC

Ponadto w przeciwieństwie do obiegowych opinii, akumulatory w pojazdach elektrycznych nie muszą ulegać wcale szybkiej i silnej degradacji w czasie. Badania pojazdów Tesla Model S/X pokazują, że po przejechaniu 270 tys. km ich akumulatory zachowały aż 91% swojej pierwotnej pojemności. Strata wynosi ok. 1% pojemności co 30 tys. km. Oznacza to, że początkowy koszt pojazdu elektrycznego może być amortyzowany przez znacznie dłuższy czas, niż to się dotąd wydawało, co wyraźnie obniża całkowity koszt jego posiadania. Trzeba jednak zaznaczyć, że cytowane wyniki dotyczą akumulatorów Tesli i nie muszą być tak dobre u innych producentów.

Wiele też wskazuje na to, że pojazdy elektryczne są w porównaniu ze spalinowcami o wiele bardziej niezawodne. Układ napędowy tych ostatnich zawiera zazwyczaj ponad dwa tysiące części ruchomych, podczas gdy w pojeździe elektrycznym oscyluje wokół… dwudziestu. Na sporządzanych przez branżę motoryzacyjną listach najczęściej naprawianych usterek prawie nie ma takich, które dotyczyłyby specyficznie samochodów elektrycznych.

Chiny dyrygują elektryczną orkiestrą

Zanieczyszczenia powodowane przez samochody z silnikami spalinowymi zabijają na całym świecie ok. 3 milionów ludzi rocznie.

Rosnąca świadomość ekologiczna i globalny sprzeciw wobec stosowania brudnego paliwa, zwłaszcza oleju napędowego, z pewnością przyczynią się do wzrostu liczby pojazdów elektrycznych.

Opublikowany dwa lata temu raport agencji Bloomberg przewidywał, że do 2023 r. pojazdy elektryczne mogą zastąpić popyt na 2 miliony baryłek ropy naftowej dziennie, co, zdaniem autorów, wystarczy, aby zaburzyć funkcjonowanie rynku ropy.

Optymistyczne prognozy mówią, że do 2025 r. pojazdy elektryczne będą stanowić 14% globalnej sprzedaży samochodów. Inne szacunki nie są tak odważne, ale trzeba pamiętać, że procesem tym nie rządzi zwykły rynek. Wiele krajów po prostu wprowadza plany i przepisy eliminacji spalinowych silników w ciągu najczęściej dwóch dekad (Wielka Brytania i Francja).

Coraz dalej idące deklaracje składają też producenci. Szwedzkie Volvo już dawno zapowiedziało, że od 2019 r. wszystkie nowe pojazdy firmy będą zelektryfikowane (w postaci czystej lub hybrydowej). Wielu innych producentów wyznaczyło sobie nie mniej ambitne cele. Volkswagen Group, największy obecnie na świecie wytwórca samochodów, zapowiada, że do 2025 r. zaoferuje ponad trzydzieści modeli elektrycznych na baterie. Dyrektor generalny Porsche ogłosił nawet, że po 2030 r. wszystkie samochody tej firmy będą w 100% elektryczne.

Zdaniem niektórych komentatorów, nie trzeba szukać dodatkowych argumentów przemawiających za nieuchronnością zmierzchu spalinówki. Wystarczy spojrzeć na to, co dzieje się w Chinach. Kraj Środka jest obecnie największym rynkiem samochodowym na świecie. Z 86 mln aut sprzedanych globalnie w 2017 r., 30% sprzedano właśnie tam - w porównaniu z 20% (17,2 mln) w USA i 18% (15,6 mln) w UE. Jednocześnie Chiny przyjęły prawo wymagające od każdego producenta pojazdów uzyskania do 2019 r. co najmniej 10-procentowego udziału modeli elektrycznych w całości sprzedaży nowych aut, która to kwota od 2020 r. wzrasta do 12%, a od 2025 r. nawet do 20%.

Azjatycki dominator wymusza więc wzrost udziału samochodów zasilanych elektrycznie, co wpływa, ma się rozumieć, nie tylko na same Chiny, ale na cały rynek światowy. I to jest prawdziwe wyjaśnienie wyścigu elektrycznych deklaracji producentów aut.

Ścieżka przetrwania znaczona benzyną

Świat spalinowy tak łatwo pola jednak nie oddaje. Sporo tu fascynujących innowacji.

Mazda np. informuje ostatnio o dużych postępach dotyczących metody spalania, powszechnie znanej jako jednorodny zapłon samoczynny. Ich wdrożenie skutkowałoby zwiększeniem wydajności silników benzynowych o 20 do 30% w stosunku do najlepszych istniejących obecnie silników firmy. Mazda, która nie sprzedaje ani aut elektrycznych, ani nawet pojazdów hybrydowych, wprowadziła w 2019 r. nowy typ silnika o nazwie Skyactiv-X (3).

3. Silnik Skyactiv-X

Najprościej mówiąc, duża różnica w stosunku do starszych typów silników benzynowych polega tu na tym, że w pewnych warunkach pracy benzyna jest zapalana bez użycia świec zapłonowych - trochę na podobnej zasadzie jak w przypadku silników wysokoprężnych. Wzrost wydajności wynika z możliwości pracy przy użyciu bardzo ubogiej mieszanki, o znikomej zawartości paliwa w powietrzu. Typowy silnik z zapłonem iskrowym nie mógłby dokonać zapłonu takiej mieszanki.

Pytanie brzmi oczywiście - na ile jeszcze da się udoskonalić silniki benzynowe? Tradycyjne modele tłokowe przeszły długą drogę, a techniczne udoskonalenia, takie jak bezpośredni wtrysk paliwa, zmienny rozrząd zaworów i systemy wyłączania cylindrów, są już obecnie szeroko rozpowszechnione. Wraz z innowacjami w zakresie lekkich materiałów i przekładni ze sprzęgłem dwukierunkowym, wydajność stale się poprawia, choć oczywiście po wyśrubowaniu możliwości starej technologii dalsze postępy są trudniejsze do osiągnięcia. Zazwyczaj liczy się je w pojedynczych procentach.

Przedstawiciele koncernu Mercedes-Benz nie bardzo wierzą w wyparcie silników spalinowych przez elektryczne. W tym duchu wypowiadał się niedawno Bernhard Heil (4), wiceprezes firmy, a opinię tę podtrzymał Wilko Stark, szef jej produktu i strategii, zauważając: "nawet jeden na trzysta pojazdów na drodze nie ma jeszcze napędu elektrycznego, a 99% klientów nadal wybiera silniki spalinowe".

4. Bernhard Heil

O wiele szybciej niż aut elektrycznych rośnie w ostatnich latach liczba rozwiązań hybrydowych, w których silnik spalinowy wciąż funkcjonuje obok elektrycznego. A zatem, jeśli to tempo wzrostu utrzyma się, to właśnie tego rodzaju pojazdy mogą w przyszłości zdominować rynek, co oznacza nie koniec, lecz kontynuację stosowania silników spalających paliwa kopalne, w zmodyfikowanej postaci.

Zamiast więc powrotu wojny benzyniaków z elektrykami całkiem prawdopodobny wydaje się wieloletni hybrydowy rozejm i wspólna praca w coraz wydajniejszych i czystszych autach przyszłości. Z czasem antagonistów pogodzić może coś nowego - ogniwa paliwowe, albo koncepcje, których teraz nawet się nie domyślamy.

Mirosław Usidus