Co z tą elektromobilnością?

Elektromobilność budzi sporo emocji. Mnożą się pytania: jak „tym” się jeździ, czy to w ogóle jest eko, co z ładowaniem, prądem, trwałością akumulatorów czy zasięgiem pojazdów. Wspólną cechą tych dyskusji są emocje i obawy, które często zajmują miejsce faktów lub chociaż rzeczowych argumentów. Dlatego zebrałem trochę informacji na bazie moich 2,5-letnich doświadczeń z e-pojazdami oraz powszechnie dostępnych (choć rozproszonych) w sieci danych liczbowych, do których linki zebrałem na końcu tekstu.

 

Chcę podkreślić, że to moje opinie i doświadczenia poparte danymi, do których udało mi się dotrzeć. Na pewno nie wyczerpuję całego tematu. To raczej przyczynek do racjonalizacji dyskusji rozsądnych ludzi o czymś, co i tak przed nami.

Czy elektromobilność to nowa koncepcja?

Absolutnie nie. Tak naprawdę jest starsza od koncepcji spalinowej. Zainteresowanym historią polecam to: Historia elektromobilności

First Crude Electric Vehicle .jfif

1832 First Crude Electric Vehicle Is Developed

 

Czy elektromobilność to tylko chwilowa moda?

 

Moim zdaniem nie. Tu jest link do postu, gdzie zebrałem medialne doniesienia z ostatnich tygodni związane z tą branżą (początek Q3/19). Jak widać na papierze plany prezentują się nieźle. A to przecież początek drogi. Każdy dzień przynosi nowe informacje.

Co jest bardziej eko: eksploatacja auta elektrycznego, czy spalinowego?

Nie sądzę, aby ktokolwiek był w stanie dzisiaj z całą pewnością miarodajnie wyskalować całościowy wpływ obu tych metod transportu na środowisko. Tu trzeba myśleć systemowo, a nie tylko perspektywą produkcji samych aut, akumulatorów czy lokalnych uwarunkowań pojedynczych krajów. Składowych jest wiele i można nimi żonglować w zależności od potrzeb i intencji.

Szacuje się, że całościowy „ślad węglowy” jaki pozostawi po sobie w środowisku e-auto będzie o około 15-20% mniejszy, niż pozostawiony przez jego spalinowego odpowiednika. Oczywiście to szacunek i nie wszyscy eksperci są z nim zgodni.

Jednak dla przykładu można przytoczyć dane opublikowane przez VW. Wg nich wyprodukowanie e-Golfa faktycznie wiąże się z wyższą emisją CO2 niż tradycyjnego modelu. Głównie z powodu produkcji akumulatorów w obecnie znanych technologiach. Ale już w trakcie lat eksploatacji Golf z silnikiem diesla emituje średnio 141 g CO2 na km w cyklu życia, a porównywalny e-Golf odpowiednio 120 g (zakładając mix energetyczny EU). I ten wskaźnik będzie tym korzystniejszy, im więcej energii do ładowania będziemy produkować ze źródeł odnawialnych lub bezemisyjnych względem CO2. Oczywiście to dane producenta. Ale jeśli im wierzyć, to przytoczony wskaźnik „śladu węglowego” wydaje się realny.

Pisząc o całościowym „śladzie węglowym” mam na myśli próbę oszacowania wpływu absolutnie wszystkich składowych: od wydobycia rudy, produkcję wszystkich części, całą logistykę związaną z branżą, montaż pojazdu, lata jego eksploatacji, zapewnienie dostępności paliwa Pb/ON oraz prądu, części serwisowych, aż do utylizacji pojazdów: aut, tankowców, cystern, rurociągów, akumulatorów, usuwania skutków wydobycia ropy naftowej, węgla, litu, gazu itd.

Czytając opinie na forach i w mediach społecznościowych mam wrażenie, że czasem „zapominamy” że PB/ON nie bierze się ze stacji benzynowej (jakieś tajne źródełko pod stacją?). Zapominamy, że to potężny przemysł z wielkim wpływem na środowisko. Droga od pola naftowego na stację jest bardzo daleka. Po prostu przyzwyczailiśmy się przez dziesięciolecia, że „to jest”. Wrosło w nasze życie i nie myślimy o tym, jak wpływa na środowisko.

I jeszcze w sprawie „koronnego” pytania o zasilanie aut elektrycznych prądem z węgla. Otóż szacuje się, że zapotrzebowanie na energię elektryczną w Polsce do 2040 roku wzrośnie o 50%, z obecnych ok. 160 TWh do 240 TWh. Raczej nie zrekompensujemy tego zapotrzebowania prądem z naszych elektrowni węglowych. Trzeba będzie sięgnąć po jakąś alternatywę: kupować „zielony” prąd, rozwijać technologie energii odnawialnej lub może przemyśleć na nowo temat energetyki jądrowej.

 

Dlaczego auto elektryczne miałoby być użytkowo lepsze od spalinowego?

Zacznijmy od tego, że w Polsce tylko 3% kierowców miało okazję zetknąć się z e-autem. Dlatego polecam je wypróbować przy pierwszej okazji. Przyznam, że sam podchodziłem do e-pojazdów z dużą rezerwą. Do starego „spalinowca” nie bardzo trafiały te elektryczne wymysły. Ale jest kilka aspektów, które moim zdaniem docelowo przeważą na rzecz aut elektrycznych.

  1. Konstrukcja auta.
    Kiedy pierwszy raz zobaczyłem e-auto, uderzyła mnie jego… prostota. Pod maską auto wyglądało prawie jak modele z lat 70’. Prosty, sześcienny silnik, układ klimatyzacji, hydraulika hamulców, akumulator i to w zasadzie wszystko. 

    Brak wydechu, kolektorów, katalizatora, skomplikowanej turbiny, układu olejowego, zaworów EGR, filtra cząstek stałych (montowany teraz nawet w benzyniakach). Brak mnóstwa rurek, całego skomplikowanego osprzętu silnika spalinowego, który zresztą sam w sobie jest dziś mega zaawansowanym dziełem mechaniki precyzyjnej i elektroniki. Ile ten cały osprzęt do PB/ON kosztuje (budżet i środowisko)? Mam na myśli produkcję, utrzymanie, serwis, utylizację.

    Nie twierdzę, że elektryk to banalna konstrukcja. Ale użytkowo (z perspektywy kierowcy) składa się z mniejszej liczby precyzyjnych, wrażliwych elementów i mechanizmów. Żeby podać konkretny przykład: nowy silnik elektryczny do to koszt około 5 500 zł. Tradycyjny nowy silnik spalinowy to koszt grubo ponad 25 000 zł. Ta różnica z czegoś przecież wynika. A podejrzewam, że trwałość tego pierwszego będzie nieporównywalnie większa.

  2. "UX", czyli doświadczenie kierowcy.

    Podczas jazdy e-autem jako pierwsza zwraca uwagę zupełna cisza. Praktycznie bezgłośne działanie napędu, zwłaszcza w lepiej dopracowanych konstrukcjach. Duży komfort. Zaraz potem doświadczamy pełnego momentu obrotowego dostępnego od pierwszego dotknięcia pedału gazu. Bez turbodziury i „wycia” silnika. Uwaga: wymaga to przyzwyczajenia, bo łatwo o „dzwon” czy „harmonijkę”.

    Zresztą temat bezgłośnego napędu jest tak ważny, że zgodnie z dyrektywą EU e-auta i hybrydy mają być obowiązkowo wyposażane w systemy AVAS (Acoustic Vehicle Alert System). Do ostrzegania pieszych o jadącym pojeździe.

    Jak to zrobiono w Jaguarze i Audi, można zobaczyć tu:

  3. Zasięg auta i trwałość akumulatorów.
    Systematycznie rośnie pojemność elektryczna akumulatorów, co przekłada się na zasięg na jednym ładowaniu. Modele obecnie dostępne na rynku to już realny zasięg ok. 300 km (jeszcze niedawno max 100-150 km). A mówi się powoli o dostępności zasięgów na poziomie 500 km, co jest już użytkowo bardzo praktycznym wynikiem. Ten rozwój nastąpił w ciągu ostatnich 2 lat.
    Akumulator e-auta składa się z kilku osobnych ogniw/pakietów litowo-jonowych, zwykle z 8 – 10 sztuk. Wg danych VW zachowują one min. 70% swojej pojemności po upływie 8 lat eksploatacji lub przejechaniu 160 tys. km. Dane Nissan są podobne, choć ostatnio jest mowa o zachowaniu takich parametrów nawet do 10 lat. To na dziś. Oczywiście trwałość zależy od sposobu eksploatacji. Ale to samo można powiedzieć o nowoczesnym spaliniaku. A trwają przecież prace w obszarze R&D. Tu jakościowym skokiem w przód mogą się okazać ogniwa ze stałym elektrolitem. W tym wypadku chodzi nie tylko o zwiększenie pojemności elektrycznej i jednoczesne zmniejszenie wagi. Ale również o radykalne poprawienie bilansu emisji CO2 w całym cyklu życia akumulatora, od produkcji do utylizacji. Zachęcam np. do zapoznania z pracami Imec:

    Trochę w tle rozwija się technologia ogniw wodorowych. Teoretycznie zachęcająca, bo spaliny to po prostu woda. Trzeba jednak pamiętać, że do ich zasilania potrzebny jest wodór, którego produkcja pochłania spore ilości prądu. Dlatego w praktyce najbardziej zaawansowane prace nad tymi ogniwami są np. w Japonii, gdzie jest dostęp do dużych ilości relatywnie taniego prądu (czytaj: produkowanego w elektrowniach jądrowych)

    Dlaczego auta elektryczne są droższe od tradycyjnych?

    W mojej ocenie są dwa główne powody: akumulatory i skala produkcji aut. Akumulatory to główny koszt determinujący cenę auta elektrycznego. Pojedyncze ogniwo do to koszt 8 – 10 tys. zł. Jak pisałem, pakiet dla jednego auta składa się z kilku takich ogniw zawierających w sumie kilka kilogramów drogiego litu. Można więc ogólnie powiedzieć, że akumulatory to ok. 50% ceny auta. Ale trzeba pamiętać, że to technologia rozwojowa. Oczywiście jest kwestia wpływu ich produkcji na środowisko. Ale tu trzeba by go znowu porównać chociażby z wpływem, jaki wywiera na środowisko produkcja i utrzymanie mechanizmów, których e-auto nie potrzebuje (opisane wcześniej). Jeśli kogoś interesuje konstrukcja akumulatorów, polecam to video:

    Skala produkcji aut elektrycznych jest nadal relatywnie niska. Żeby zrozumieć jak to wpływa na koszty produkcji, trzeba pomyśleć perspektywą fabryki. Wypracowanie swojej platformy produkcyjnej to gigantyczny koszt. Dalej jest wstrzymanie linii produkcyjnej, jej przezbrojenie na produkcję auta elektrycznego, wymiana narzędzi, przeprogramowanie robotów, logistyka części. A wszystko po to, żeby wyprodukować powiedzmy 3 000 egzemplarzy. A potem wszystko trzeba odwrócić, na produkcję modelu spalinowego. Rozwiązaniem na redukcję kosztów może być też np. korzystanie ze wspólnej platformy przez wielu producentów. W takim właśnie kierunku chcą iść Ford i VW.

    Co mam robić w czasie, gdy e-auto się ładuje?

    Tak. To będzie wymagało od nas zmiany przyzwyczajeń. I dlatego będzie trudne. Tankowanie auta to max 10 minut. Ładowanie akumulatora do 80% to obecnie minimum około 30 minut.

    Moim zdaniem trzeba zdać sobie sprawę z oczywistej rzeczy: przez większą część dnia nasz prywatny samochód… stoi. Parkuje w garażu, na parkingu przy sklepie, w miejscu pracy… Ile czasu spędzasz dziennie jadąc autem?

    Jeśli masz garaż przy domu, możesz ładować auto nocą ze zwykłego gniazdka. Możesz też dogadać się ze swoim dostawcą prądu i zamontować prostą stację dokującą na swojej posesji. Być może zasilanie dostępne będzie za opłatą na parkingach służbowych. Takich możliwości nie mamy w przypadku aut tradycyjnych. Możesz naładować auto „przy okazji”, gdy robisz zakupy. Jeśli będziesz w podróży, to i tak wskazane jest zrobienie sobie dłuższej przerwy w jeździe co ok. 2 - 3 godziny. Samo ładowanie to banalny proces:

    Oczywiście kluczowe znaczenie będzie miała dostępność stacji na mieście, przy drogach, autostradach itd. Rozbudowa sieci stacji to filar rozwoju elektromobilności. Muszą być naprawdę masowe. Ale posadowienie nawet kilku stacji ładowania jest znacznie tańsze, niż wybudowanie stacji benzynowej. I zajmuje mniej miejsca w infrastrukturze miasta. Możliwe, że będzie musiała zmienić się rola stacji benzynowych (stacji zasilania?). Tak, żeby zapewnić nam możliwość spędzenia na niej czasu w sensowny sposób. Widuję już w TV reklamy sieci stacji benzynowych, gdzie zachęca się nas do zjedzenia obiadu w trakcie podróży Emotikon: Szczęśliwy

    Co z tymi stacjami ładowania?

    Systematycznie rośnie w Polsce ich dostępność. W ciągu ostatnich 3 lat skala przyrostu wynosi ok. 100% (rok do roku). To prawda, że Polska wypada na razie dosyć słabo na tle wielu krajów Europy. Ale musimy pamiętać o dzielącej nas różnicy potencjałów gospodarczych. Ekonomii nie da się oszukać. Inwestycje wymagają kapitału. Wymagają też dobrej woli i zaangażowania ze strony władz centralnych i lokalnych na poziomie województw, miast i gmin.

    Zamiast słów, polecam śledzenie Polskiego Licznika Elektromobilności, uruchomionego przez Polskie Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych oraz Polski Związek Przemysłu Motoryzacyjnego. Są tam zawsze aktualne informacje na dany kwartał oraz szereg innych danych o trendach, ilości stacji, pojazdach elektrycznych w Polsce itp. Polecam.

    https://www.pzpm.org.pl/Rynek-motoryzacyjny/Licznik-elektromobilnosci/Czerwiec-2019

    0 (1).jfif

    Podsumowanie

    Moim zdaniem za jakiś czas w salonach samochodowych dominować będą auta elektryczne. Tego trendu nie da się zatrzymać. Choćby przez świadomość faktu, że ropa naftowa kiedyś się skończy.

    Oczywiście to wszystko potrwa. Nie ma co ukrywać, że póki co samochody elektryczne to skuteczny środek transportu na relatywnie krótkie trasy. Wyjazd na dalekie wakacje raczej nie wchodzi w grę, chyba że ktoś jest bardzo uparty.

    Ale przed nami czas, kiedy samochód spalinowy w Europie stanie się rodzajem dobra luksusowego. Drogiego i dostępnego dla wybranych. Trochę tak, jak to kiedyś stało się z końmi, bryczkami i powozami. Kiedyś koń był podstawową siłą pociągową, a dziś dopieszczanym dobrem dostępnym dla pasjonatów i osób bogatszych.

     

    Źródła:

    Doświadczenia własne

    https://www.electrive.com/2019/07/01/avas-sounds-now-required-for-electric-road-vehicles/

    https://www.imec-int.com/en/solid-state-batteries

    https://www.greencarreports.com/news/1123670_nissan-leaf-batteries-are-lasting-a-very-long-time

    https://www.energy.gov/timeline/timeline-history-electric-car

    https://nowymarketing.pl/a/22525,tomasz-tonder-volkswagen-czujemy-odpowiedzialnosc-za-edukacje-polakow-w-zakresie-elektromobilnosci

    https://www.wyborkierowcow.pl/dlaczego-samochody-elektryczne-sa-drogie-ile-kosztuje-akumulator/

    http://pspa.com.pl/

    https://interestingengineering.com/ford-and-volkswagen-in-joint-partnership-towards-autonomous-and-electric-vehicles

    https://interestingengineering.com/vehicles

    https://pl.boell.org/pl/2016/11/23/metodologia-i-wskazniki

    https://www.pzpm.org.pl/Rynek-motoryzacyjny/Licznik-elektromobilnosci/Czerwiec-2019

    https://www.greencarreports.com/news/1080925_electric-car-maintenance-a-third-cheaper-than-combustion-vehicles