Samochody elektryczne z dwa razy większym zasięgiem. Szykuje się rewolucja

Samochody elektryczne są o wiele efektywniejsze energetycznie od ich spalinowych odpowiedników głównie dlatego, że nie wytwarzają ciepła odpadowego. W samochodzie zasilanym benzyną tylko 16-25 proc. energii paliwa trafia do kół – reszta jest tracona głównie w postaci ciepła i tarcia. Z kolei w samochodzie elektrycznym od 87 do 91 proc. energii zawartej w akumulatorze jest wykorzystywanej bezpośrednio do napędzania pojazdu.

Dzięki temu zużycie energii przez elektryki jest dziś nawet czterokrotnie niższe niż zużycie energii przez porównywalne samochody spalinowe. Aby porównać efektywność samochodów na prąd i na benzynę, amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) posługuje się miarą „ekwiwalentu mil na galon”. Jeden galon benzyny (3,78 litra) zawiera tyle energii, co 33,7 kilowatogodzin elektryczności.

Samochody elektryczne poruszające się dziś po drogach USA przejeżdżają średnio równowartość 106 mil na galon paliwa – to w przeliczeniu na stosowane w Europie miary odpowiednik spalania 2,22 litrów paliwa na 100 kilometrów. Ale to nie koniec ich możliwości. Nowy raport wskazuje, że w niedalekiej przyszłości ich efektywność może się poprawić ponad dwukrotnie.

Znane rozwiązania mogą dramatycznie poprawić efektywność elektrycznych samochodów

Już dziś przewaga efektywności, jaką cieszą się elektryki jest ogromna. Dwa popularne w USA modele – Tesla Model 3 i Hyundai Ioniq 6, wg danych EPA przejeżdżają średnio 132 i 117 mil na „galon” zużytej energii. Ogromny, elektryczny pickup Ford F-150 Lightning – 70 mil.

Dla porównania, niewielka Honda Civic, uchodząca za bardzo oszczędne benzynowe auto, osiąga zaledwie 36 mil. Jeep Wrangler – tylko 14. Hybrydy znajdują się gdzieś pośrodku – Toyota Prius osiąga 57 mil na galon, zużywa więc zdecydowanie mniej energii, niż auta spalinowe, ale daleko jej do „czystych” elektryków.

W nowym raporcie naukowcy wykazują, że połączenie zwiększenia gęstości akumulatorów, zmniejszenia oporów toczenia opon i zmniejszenia masy pojazdów dzięki zastosowaniu stali o wysokiej wytrzymałości lub włókna węglowego może podwoić wydajność elektryków do 2050 r.

W badaniu modelowano te ulepszenia w odniesieniu do samochodów osobowych, SUV-ów i pickupów. W rezultacie, jak szacują badacze, mogą powstać pojazdy, które do 2050 r. osiągną efektywność energetyczną równoważną przejechaniu 277 mil na galonie paliwa, czyli ponad 8 mil na kilowatogodzinie.

Pierwsze pojazdy koncepcyjne zbliżające się do tych osiągów już powstają. Niedawno prototyp Mercedesa EQXX przejechał na jednym ładowaniu 1000 km. z Riyadu w Arabii Saudyjskiej do Dubaju.

Oszczędności dla kierowców i ulga dla sieci energetycznej

Zwiększenie zasięgu samochodów to jednak tylko pierwsza z zalet, jakie mają mieć takie superefektywne elektryki. Równie ważne jest to, że efektywniejsze samochody pozwolą zmniejszyć obciążenie sieci ładowarek – i zmniejszyć zapotrzebowanie na prąd. Naukowcy prognozują, że jeśli te skoki efektywności nastąpią, do 2050 r. pozwolą zaoszczędzić 200 miliardów dolarów rocznie na kosztach energii elektrycznej i ponad 1000 terawatogodzin w zapotrzebowaniu na energię elektryczną.

Bez tych usprawnień, tylko w USA powszechne przejście na samochody elektryczne sprawiłoby, że ładowanie ich akumulatorów stanowiłoby nawet ¼ całego zużycia energii elektrycznej w kraju.

„Jeśli chcemy, żeby samochody elektryczne rzeczywiście odniosły sukces, to zmniejszenie obciążenia sieci powodowanego przez nie byłoby niezwykle korzystne” – stwierdza współautor raportu Marc Wiseman, założyciel Oberon Insights.

Czy producenci będą zainteresowani zwiększeniem efektywności samochodów?

Pojazdy stają się coraz bardziej wydajne od dziesięcioleci, a postępy w ich efektywności energetycznej nie dotyczą wyłącznie elektryków. W 1975 r. przeciętny samochód osobowy sprzedawany w USA zużywał średnio 12 litrów paliwa na 100 kilometrów (czyli przejeżdżał 20 mil na galonie paliwa).

W tym roku po raz pierwszy wprowadzono w tym kraju normy zużycia paliwa. Obecnie przeciętny samochód zużywa tam 8,7 litrów na 100 kilometrów, choć rosnąca popularność dużych SUV-ów, korzystających z luk w prawie zwalniających je z konieczności trzymania się najostrzejszych norm sprawiła, że postęp w efektywności samochodów spalinowych drastycznie spowolnił.

Pytanie brzmi, czy producenci samochodów planują zmierzać w kierunku większej wydajności. Chociaż EPA wymaga, aby pojazdy elektryczne miały takie same oznaczenia dotyczące zużycia paliwa, jak samochody napędzane gazem, eksperci twierdzą, że ani konsumenci, ani producenci samochodów nie przyglądają się obecnie szczegółowo wydajności samochodów elektrycznych.

Niektórzy analitycy twierdzą, że ostatecznie Stany Zjednoczone będą musiały stworzyć specjalne standardy zużycia energii dla pojazdów elektrycznych. Obecnie standardy te są w dużej mierze ukierunkowane na samochody napędzane silnikami spalinowymi – pojazdy elektryczne pomagają każdej firmie obniżyć średnie zużycia energii przez całą ich flotę.

„To relikt rynku zdominowanego przez pojazdy spalinowe” – mówi „Washington Postowi” Luke Tonachel, starszy strateg w Radzie Obrony Zasobów Naturalnych i jeden z autorów raportu opublikowanego przez Radę i Instytut Badań nad Energią Elektryczną. „Jednak w przyszłości większość rynku będą stanowiły pojazdy elektryczne, a standardy muszą nadążać za tą rzeczywistością”.

Jak szybko uda się zwiększyć efektywność samochodów elektrycznych

Tempo, w jakim uda się wprowadzić poprawiające efektywność zmiany, zależy od wielu czynników. Częściowo od postępu technologicznego – nowe, efektywniejsze baterie odegrają w tym procesie dużą rolę – ale istotne będzie też to, czy klienci będą kładli nacisk na jak największą wydajność kupowanych przez siebie aut. Tutaj na razie mamy do czynienia z paradoksem. Jak wskazują eksperci, wielu kierowców samochodów elektrycznych nie przywiązuje wagi do ich efektywności, bo każdy, nawet stosunkowo mało efektywny elektryk jest o wiele bardziej efektywny i tańszy w eksploatacji, niż auto spalinowe.

Wraz z upowszechnianiem się samochodów elektrycznych, nacisk na coraz większy zasięg i efektywność pojazdów może jednak zmotywować producentów do wprowadzenia zmian – a wiele z proponowanych w raporcie rozwiązań, jak usprawnienie wykorzystywanych w samochodach opon czy zmniejszenie ich masy – jest możliwe bez wielkich technologicznych przełomów.

„Na razie zachowujemy się tak, jakbyśmy szli chodnikiem i ignorowali leżące na nim pieniądze” – podkreśla Tonachel. „Tracimy oszczędności, które mamy na wyciągnięcie ręki”.