Kategorie

Innowacje

Wszystko, co chciałbyś wiedzieć o samochodzie elektrycznym.

Samochody przyszłości już dziś - czy warto kupić elektryczne auto?

Nowe technologie, coraz niższe ceny i coraz szersza oferta sprawiają, że przesiadka na elektryczne auto przedstawia się całkiem interesująco.

12.02.2013

W zasadzie wszystko przebiega zupełnie zwyczajnie: przekręca się kluczyk, dodaje gazu – i w drogę. Tyle że tym razem silnik nie wyje, a podczas przyspieszania słyszalny jest tylko cichy szum. Mały Volkswagen up! mknie zwinnie, niemal jak samochód sportowy, i ani sprzęgło, ani zmiana biegów nie zakłócają płynności jego ruchu. W elektrycznym samochodzie z pierwszej produkcji wielkoseryjnej Volkswagena wszystko przebiega spokojnie i pewnie, gładko i płynnie, co sprawia, że kierowca czuje się jak przeniesiony 10 lat w przyszłość. Zero emisji – a mimo to sto procent emocji. Silniki spalinowe wydają się nagle anachronizmem.

 

 

 

 

Cena zakupu i wydajność akumulatorów determinują popularność elektrycznych samochodów, które z powodu swojego ograniczonego zasięgu kupowane są najczęściej tylko jako drugie auto. Producenci wierzą jednak – dając wyraz ogromnemu optymizmowi – że do 2020 roku po ulicach krążyć będzie ponad milion elektrycznych pojazdów. Mimo że firma Frost & Sullivan przewiduje, że łączna sprzedaż elektrycznych samochodów dostawczych w Europie i Ameryce Północnej w 2016r. wyniesie ok. 200 tys. sztuk. Nie oglądając się na prognozy, producenci pracują nad lepszymi i tańszymi akumulatorami. W wyścigu o ekoklientów biorą też udział ostrzy, groźni konkurenci z Azji, zwłaszcza z Chin. Daimler związał się już z BYD (Build Your Dreams), aby tam budować elektryczne samochody. Ponadto pod koniec roku 2008 stuttgartczycy założyli firmę LiTech – joint venture z filią Evonik, która w Kamenz koło Drezna produkuje akumulatory litowo-jonowe. Te ostatnie mają, jak się zdaje, perspektywy znacznie lepsze niż inne ogniwa.

W akumulatorach tych nie występuje efekt pamięci – po zużyciu można je bez kłopotu poddać recyklingowi, a przy tym dotychczas zapewniają one zasięg od 120 do 160 kilometrów, w zależności od wielkości pojazdu. Jest to więcej, niż pokonuje dziennie 90 proc. kierowców. Największą wadą ogniw litowo-jonowych są ich wysokie koszty. Akumulator litowo-jonowy do samochodu z segmentu kompaktowego (VW Golf) kosztuje obecnie ok. 15 000 euro, co oznacza ok. 800 euro na kilowatogodzinę pojemności. Producenci spodziewają się jednak, że przy większej liczbie sztuk i coraz bardziej zaawansowanej technologii ceny zaczną wyraźnie spadać. Członek zarządu Mercedesa Thomas Weber jako granicę wskazuje 200 euro. Podobną sumę wyliczył szef VW Martin Winterkorn: „Będziemy wtedy wyprowadzać elektryczny samochód z niszy na rynek masowy”.

Mały kubeł zimnej wody został wylany na tę branżę w maju ubiegłego roku. Chevrolet Volt – skonstruowany identycznie jak Opel Ampera – zapalił się po teście zderzeniowym w Ameryce. Krytycy elektrycznych pojazdów nie potrafili powstrzymać się od złośliwości: wszak zawsze wiedzieli, że akumulatory litowo-jonowe są niebezpieczne. Jednak przypadek Volta jest specyficzny: ogień pojawił się trzy (sic!) tygodnie po zderzeniu. I to dlatego, że testujący stawiał auto na dach. Według danych General Motors wskutek tego wyciekł płyn chłodzący, który w zetknięciu z przewodem naładowanego jeszcze akumulatora doprowadził później do pożaru. W rzeczywistości żaden warsztat nie trzymałby tygodniami na podwórzu powypadkowego elektrycznego auta z podłączonym wysokowoltowym akumulatorem. Mimo wszystko zamontowany w samochodzie akumulator powinien być tak zabezpieczony, by w ogóle niemożliwe było jego uszkodzenie czy powstanie nieszczelności. Dlatego konstrukcja została odpowiednio poprawiona przez wzmocnienie boku samochodu oraz wprowadzenie dodatkowego nadzoru elektronicznego.

Lekkie i wydajne akumulatory

Akumulator litowy ma niewystarczającą pojemność na kilogram wagi, czas jego ładowania przy gniazdku sieciowym jest zbyt długi, a w badaniach wrażliwości na temperaturę wypada nader słabo. Dlatego producenci samochodów i akumulatorów wypatrują już następnej generacji ogniw, które oferując tę samą gęstość energii, ważą o połowę mniej. DBM Energy zaprojektował akumulator litowo- metalowo-polimerowy (LMP), któremu wystarcza jedna dziesiąta potrzebnej zazwyczaj ilości litu.

O wiele lżejsze są także ogniwa litowo-siarkowe, które zdaniem naukowców do seryjnej produkcji będą gotowe w roku 2020. Pozwalają one uzyskać zasięg do 300 kilometrów. Ostateczny przełom ma jednak przynieść akumulator litowo-powietrzny – według ekspertów najwcześniej za 12 lat. Tlen z otaczającego powietrza zastępuje tutaj katodę, a jako anoda służy metaliczny lit. W efekcie akumulator jest jeszcze lżejszy i bardziej kompaktowy. Problemem okazuje się to, że wilgoć z powietrza może doprowadzić do reakcji wybuchowej. Dlatego akumulatory litowo-powietrzne potrzebują membrany ochronnej, która skutecznie zatrzyma wodę, lecz przepuści tlen. Jeśli to się uda, gęstość energii będzie w nich dziesięciokrotnie wyższa niż w akumulatorach używanych obecnie i możliwy będzie zasięg aż do 500 kilometrów. Wadę, jaką jest duża waga akumulatorów, konstruktorzy samochodów próbują zwykle skompensować lekką budową auta. Największą przewagę nad innymi producentami ma w tej dziedzinie BMW ze swoim i3. O ile dzisiejsze samochody elektryczne nie są niczym więcej niż tylko przerobionymi pojazdami konwencjonalnymi, to BMW, począwszy od pierwszej kreski na rysunku, konstruowało i3 jako auto sensu stricto elektryczne. Więcej nawet: cała struktura tego kompaktowego autka jest zbudowana z ultralekkiego włókna węglowego stosowanego zazwyczaj przy budowie samolotów lub w Formule 1. Ponadto BMW zamierza produkować włókna węglowe w USA z wykorzystaniem wyłącznie energii wodnej i nieomal bez negatywnego wpływu na klimat.

Jednak bez względu na to, jak wydajne byłyby w przyszłości akumulatory elektrycznych samochodów, nie da o sobie zapomnieć prastary lęk kierowcy przed znalezieniem się bez prądu na samotnej wiejskiej drodze. Nie sposób oczekiwać wtedy pomocy od innych uczestników ruchu, a możliwość spaceru z akumulatorem do najbliższej stacji zasilania raczej nie wchodzi w rachubę. Chevrolet i Opel, a także amerykański konstruktor samochodów Fisker ze swoją sportową limuzyną Karma uwzględniają taką sytuację, montując rozszerzacz zasięgu (Range Extender – RE). Jest to mały silnik spalinowy, który uruchamia się, gdy akumulator słabnie. Wprawia on w ruch generator, który dostarcza prąd do silnika elektrycznego i ponownie ładuje akumulatory. Wtedy jazda może trwać dalej jeszcze przez wiele setek kilometrów, w zależności od tego, jak wiele paliwa znajduje się w baku.

Konkurencja: ogniwo paliwowe

Rozwiązanie problemów z zasięgiem eksperci upatrują także w ogniwie paliwowym. Jeśli połączy się w nim tlen i wodór, powstanie prąd. Pojazdy na ogniwo paliwowe są więc typowo elektrycznymi samochodami, które wożą ze sobą własną elektrownię. Lotny wodór magazynowany jest w zbiornikach pod ciśnieniem 700 barów. W rezultacie uzyskuje się zasięg ponad 400 kilometrów. „To dystans, jakiego elektryczne auto zasilane przez akumulator nie osiągnie nawet za 10 lat”, mówi Arwed Niestroj, szef projektu Fuel Cell w Mercedesie. Z rury wydechowej wydobywa się tylko para wodna. Auto na ogniwo paliwowe uchodzi dzięki temu także za pojazd bezemisyjny. Pakiet ogniwa paliwowego zajmuje obecnie nie więcej miejsca niż podręczna walizka. Na technologię ogniwa paliwowego (fuel cell) stawiają m.in. Daimler, General Motors, Volkswagen, Toyota, Honda i koncern Hyundai. Mercedes jest pierwszym producentem, który czuje się na siłach, by w czasie krótszym niż trzy lata wprowadzić na rynek przeznaczone na sprzedaż seryjne pojazdy klasy B z ogniwem paliwowym.

Największym problemem związanym z wodorem okazuje się jego produkcja i dystrybucja. Z ekologicznego punktu widzenia wytwarzanie wodoru przez elektrolizę – przy udziale prądu, który wcześniej pozyskany został z elektrowni węglowej – jest niezbyt sensowne. Lepiej wykorzystywać wodór powstający jako produkt odpadowy w zakładach chemicznych. Tankowanie trwa zaledwie kilka minut, nie więcej niż w przypadku benzyny czy diesla. Fachowcy dostrzegają tu jeszcze jedną przewagę nad samochodem wyłącznie na akumulator, który aby został w pełni naładowany, musi tkwić przy gniazdku zasilania przez 6–8 godzin. Tymczasem stacji prądu elektrycznego o napięciu 400 woltów udaje się naładować akumulator do 80 proc. jego wydajności nawet w ciągu 30 minut. Prowadzi to jednak do skrócenia jego żywotności – ogniwa nie lubią szybkiego ładowania. Dlatego Renault-Nissan chce rozwiązać problem z ładowaniem, proponując stacje wymiany akumulatorów. Elektryczne auto będzie wjeżdżać na rampę, a robot w ciągu kilku minut wymieni pusty akumulator na naładowany. Wymaga to jednak ogromnych inwestycji, a ponadto wymusza standaryzację modułu baterii. I właśnie w takiej grze nie chcą uczestniczyć inni renomowani producenci samochodów – każdy chciałby promować wyłącznie własne rozwiązanie.

Nastepna strona » 1 2

| następny >

Zobacz także

Kategorie

© Copyright 1993-2013 Burda Communications Sp. z o.o.
Powered by Treehouse