szukaj
Auta elektryczne: jeszcze nie teraz
Kłopotów bez litu
Świat oszalał na punkcie samochodów elektrycznych, choć są one wciąż daleką przyszłością.

Na pozór samochód jak wiele innych: Renault Kangoo be bop. Brak pedału sprzęgła i krótka dźwignia obok kierownicy sugerują, że to wersja z automatyczną skrzynią biegów. Uwagę zwraca tylko osobliwy świecący zielony pas wzdłuż nadwozia i brak korka wlewu paliwa. Kiedy samochód rusza, wszystko staje się jasne. Żadnych dźwięków poza chrzęstem żwiru pod kołami – to samochód elektryczny. Troska, z jaką obchodzą się z nim pracownicy działu badawczego koncernu Renault, świadczy najlepiej, jakie znaczenie ma to auto. To pierwszy egzemplarz pojazdów nowej generacji. W 2011 r. rozpocznie się ich masowa produkcja. Renault-Nissan chce być liderem nadchodzącej ery elektrycznej motoryzacji. Taki cel przed obiema firmami postawił prezes Carlos Ghosn. Trzeba się spieszyć.

Kryzys spowodował, że niektóre projekty zostały wstrzymane, prace nad innymi spowolniono. Nie dotyczy to jednak pojazdów elektrycznych. Te mają najwyższy priorytet – wyjaśnia Matthieu Tenenbaum, zastępca dyrektora działu pojazdów elektrycznych Renault. Podobna sytuacja jest w Nissanie, gdzie powstaje elektryczny model Leaf.

 

Elektryczny Renault Kangoo Z.E. (zero emission, czyli nieemitujący spalin) także wewnątrz do złudzenia przypomina zwykły model spalinowy. Tyle samo przestrzeni dla pasażerów i miejsca w bagażniku, podobny zestaw zegarów. Nawet zaglądając pod maskę można przeoczyć różnicę: poprzecznie ustawiony silnik ukryty za plastikową obudową. Jest chłodnica, a nawet tradycyjny akumulator 12 V, bo elektronika wymaga chłodzenia, urządzenia pokładowe zaś tradycyjnego, niskonapięciowego zasilania. To, co najważniejsze, czyli zestaw litowo-jonowych akumulatorów 400 V, ukryty jest w przestrzeni pod minimalnie podwyższoną podłogą.

Można na nich przejechać 100 km, a może trochę więcej (wersja produkcyjna będzie miała zasięg 160 km). Bo pod tym względem nie ma specjalnych różnic między silnikiem elektrycznym i spalinowym – kto lubi dynamiczną jazdę, musi częściej zaglądać na stację paliw, czyli w tym przypadku podłączać auto do gniazdka. A pokus nie brakuje, bo elektryczny Renault jest zaskakująco zrywny. Wystarczy przekręcić kluczyk w stacyjce, przesunąć dźwignię koło kierownicy do góry i silnik o mocy 60 KM natychmiast oferuje całą użyteczną moc. Emocje studzi jedynie wskaźnik stanu akumulatorów pokazujący, jak szybko ubywa energii. Za to zdjęcie nogi z gazu sprawia, że w tej samej chwili kierowca widzi, jak silnik, zamiast zużywać prąd, zaczyna go produkować doładowując akumulatory. Hamowanie z odzyskiem energii jest na tyle efektywne, że w normalnych sytuacjach można często się obejść bez deptania po hamulcu. Przypomina to trochę wrażenie, jakie w klasycznym aucie daje hamowanie silnikiem na niskim biegu.

Kiedy energia jest na wyczerpaniu, samochód sam rozejrzy się za gniazdkiem elektrycznym. System nawigacyjny GPS zidentyfikuje najbliższe stacje ładowania i ustali, gdzie można uzupełnić zapas prądu. Możliwe są trzy rozwiązania. Najszybsze: wjeżdżamy na stację, gdzie specjalny robot wsuwa się pod auto, wyjmuje zużyte akumulatory i montuje nowe. Kilkadziesiąt sekund i można jechać dalej. System opracowała współpracująca z Renault-Nissan firma Better Place. Jest i druga, wolniejsza opcja. Samochód zostaje podłączony do specjalnego prostownika, przypominającego sporą szafkę, zasilanego z trójfazowej instalacji 400 V. Gniazdko kryje się tuż obok przedniego reflektora. Po półgodzinie akumulatory są naładowane, o czym informuje zielony pasek na drzwiach auta. Jest i trzecia, tradycyjna wersja. Auto zostaje podłączone do zwykłego gniazdka 230 V. Ładowanie akumulatorów zajmuje kilka godzin.

Elektromotoryzacja

Tak to ma funkcjonować według teorii. Bo choć samochód elektryczny znany jest od stu lat, to infrastruktura niezbędna do jego funkcjonowania wciąż jest w fazie pierwszych praktycznych prób. Na razie za sukces można uznać uzgodnienie przez producentów aut znormalizowanego systemu podłączenia pozwalającego na ładowanie akumulatorów w samochodach różnych marek. Każdy użytkownik telefonu komórkowego wie, jaką zmorą jest rozmaitość podłączeń prostowników.

Także koncerny energetyczne dostrzegły, że elektryczna motoryzacja to dla nich szansa. Renault-Nissan podpisał już kilkanaście porozumień w wielu krajach świata, nie tylko z dostawcami energii, ale także na szczeblu rządowym i miejskimi samorządami. We Francji partnerem jest koncern energetyczny EDF, który w regionie paryskim tworzy pilotażową sieć 500 stacji ładowania akumulatorów. Ten sam EDF ma podobne porozumienie z Toyotą obejmujące Strasburg. W Berlinie koncern RWE uruchomił pilotażową sieć stacji wspólnie z Mercedesem w ramach wspólnego projektu E-mobility Berlin. Inauguracji dokonała sama pani kanclerz Merkel, bo elektryczna motoryzacja w wielu krajach ma silne polityczne poparcie i podatkową protekcję. Rząd Hiszpanii ostatnio ogłosił program ograniczenia o 10 proc. zapotrzebowania na ropę naftową poprzez upowszechnienie samochodów elektrycznych. Do 2014 r. ma się tam pojawić milion aut elektrycznych i hybrydowych. Wszyscy liczą, że dzięki autom na baterie uda się też zrealizować ambitne cele związane z ograniczeniem emisji dwutlenku węgla. Symulacje wykazują bowiem, że nawet jeśli akumulatory będą ładowane brudnym prądem z elektrowni węglowych (choć chętniej mówi się o energii odnawialnej), to i tak bilans CO2 będzie korzystny.

Po Berlinie, Londynie i Mediolanie jeżdżą już małe elektryczne Smarty. Są rodzajem królików doświadczalnych nowej technologii, w której opracowaniu pomaga Niemcom Tesla Motors. Ta amerykańska firma uchodzi za najbardziej doświadczoną w dziedzinie elektrycznej motoryzacji. Nawet w Warszawie rozpoczęły się pierwsze rozmowy między RWE Stoen a spółką Green Stream na temat budowy stacji ładowania samochodów. Green Stream stawia sobie za cel promowanie elektrycznej motoryzacji w naszym kraju. W Pruszkowie ma ruszyć produkcja osobliwych samochodzików elektrycznych skonstruowanych przez szwajcarską firmę SAM.

Entuzjazm energetyków wynika nie tylko z tego, że rodzi się nowy ogromny rynek, ale także dlatego, że samochody elektryczne mogą rozwiązać istotny problem nadwyżek nocnej energii. Dotyczy to szczególnie Francji, gdzie ponad 70 proc. prądu wytwarzają elektrownie jądrowe. Obok rozmaitych zalet mają one tę wadę, że dzień i noc muszą wytwarzać podobną ilość energii. W dzień nie ma z tym problemu, nocą jest, i to poważny. Prąd gotowe są wówczas oddawać za bezcen, byleby ktoś go wziął. Dlatego samochody elektryczne, których ładowanie będzie się odbywać głównie nocą, są dla nich prawdziwym wybawieniem. Już dziś rodzą się więc scenariusze, w których samochody elektryczne staną się nie tylko środkiem transportu, ale także rezerwowym magazynem energii, do którego system energetyczny będzie mógł oddawać nadwyżki i czerpać z niego w sytuacjach szczytowego zapotrzebowania.

Przemyślany plan elektrycznej motoryzacji ma tylko jeden słaby punkt: akumulatory. Wprawdzie w tej dziedzinie w ostatnich latach dokonała się prawdziwa rewolucja, jednak wciąż problemem jest zbyt duża masa, niewystarczająca pojemność i wysoka cena baterii.

Koszt produkcji samochodu w wersji elektrycznej jest zbliżony do odpowiednika spalinowego – zapewnia Matthieu Tenenbaum i zaraz dodaje: – Oczywiście ten rachunek nie uwzględnia kosztu akumulatorów. Z akumulatorami auto elektryczne jest ok. 20 proc. droższe. Dziś cena akumulatorów litowo-jonowych wynosi 500 euro za 1 kilowatogodzinę (kWh). Jeśli więc akumulatory w Kangoo, zapewniające mu pokonanie 100 km, mają pojemność 15 kWh, to ich koszt wynosi – bagatela – 7,5 tys. euro (ponad 30 tys. zł). To też wyjaśnia, dlaczego akumulatorów nie zainstalowano więcej: bo byłby nie tylko kłopot z ich rozlokowaniem, bez utraty przestrzeni użytkowej, ale także znacznie wzrosłyby koszty. Te 100–160 km zasięgu jest więc zdroworozsądkowym kompromisem. Badania wykazują, że większość aut miejskich nie pokonuje w ciągu dnia większych dystansów. Elektryczna motoryzacja musi więc ograniczyć się do granic miast albo państw o małym terytorium (jak np. Izrael, który postawił na ten typ transportu).

 

Równolegle z inżynierami pracują ekonomiści, szukając modelu biznesowego pozwalającego elektrosamochodom nawiązać konkurencję cenową z tradycyjnymi. Najbardziej obiecujący wydaje się system, w którym właściciel auta nie będzie właścicielem akumulatorów. Te zapewni mu firma sprzedająca prąd. Akumulatory będą więc pojemnikami energii na podobnej zasadzie jak butle w firmach zaopatrujących domy w gaz płynny. Bo dziś, choć cena kilometra przejechanego na prądzie jest sporo niższa od benzyny, to uwzględniając wyższą cenę auta opłacalność inwestycji zaczyna się dopiero przy przebiegu ok. 30 tys. km rocznie. A to oznacza, że auto poza okresami ładowania nieustannie musi być w drodze.

Z deszczu pod rynnę

Na tym jednak nie kończą się akumulatorowe problemy. Jeśli elektromotoryzacja wypali, potrzebna będzie ogromna liczba akumulatorów. Choć trwają intensywne prace nad nowymi konstrukcjami, to dziś najpewniejsze wydają się baterie litowo-jonowe i litowo-polimerowe (znane z telefonów komórkowych). Projektanci samochodów uważają, że stanowią one udany kompromis masy, pojemności i zwartości budowy. Gwarantują spore bezpieczeństwo użytkowania i długotrwałą eksploatację. Nie ma w nich także problemów z efektem pamięci, czyli utratą pierwotnej pojemności na skutek niepełnego ładowania i rozładowywania, co było zmorą wcześniejszych konstrukcji.

Tylko skąd wziąć tyle litu? Ten najlżejszy z metali jest poszukiwanym surowcem. Używa się go także m.in. do produkcji metali, ceramiki, olejów, a nawet leczenia chorób psychicznych. Dziś przemysł akumulatorowy zużywa ok. 25 proc. światowej produkcji węglanu litu. W 2008 r. ogólna produkcja wyniosła 95 tys. t i choć szybko rośnie, to eksperci od gospodarki surowcowej ostrzegają, że nie da się zrealizować projektu masowej motoryzacji opartej na litowych akumulatorach. A prognozy mówią, że w 2020 r. wytwarzanych będzie 4,5 mln sztuk różnych wersji aut elektrycznych lub elektryczno-spalinowych.

Co gorsza, surowiec jest dość niefortunnie rozlokowany, bo aż 50 proc. znanych złóż leży na terenie Boliwii. Sporo jest go też w Chile (dziś to główny producent) i w chińskim Tybecie, bo lit występuje zawsze na dużych wysokościach, co komplikuje jego wydobycie. Fundusze inwestycyjne już odkryły, że lit może stać się strategicznym surowcem, na którym będzie można nieźle zarobić.

Wygląda więc na to, że możemy wpaść z deszczu pod rynnę. Uwalniając się od dyktatu szejków naftowych, uzależnimy się od równie nieprzewidywalnego boliwijskiego prezydenta Evo Moralesa (już zapowiedział, że eksploatacją złóż zajmie się państwo) i giełdowych spekulantów. Chyba że uda się wcześniej wynaleźć inne, lżejsze i pojemniejsze akumulatory – pozbawione rzadkich i cennych pierwiastków. Albo opanujemy wreszcie technologię wodorowych ogniw paliwowych.

 

Czytaj także

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj