Samochodzik na baterie - cz.I

     Do napisania tej notki skłoniła mnie pewna dyskusja, jaka rozegrała się przy wielkanocnym stole. Wiadomo, święta, ruch samochodów pod oknem znacznie mniejszy, chciałoby się powiedzieć, że cisza i spokój, gdyby nie wiatr, usiłujący porwać tych, co zjedli za mało jajek i białej kiełbasy. I ktoś rzucił żartobliwą uwagę, że gdyby zawsze były święta, zanieczyszczenie powietrza byłoby znacznie mniejsze, bo jeździ o wiele mniej samochodów. A potem zeszło na samochody elektryczne.

     Temat jest bardzo obszerny, więc zapewne trzeba będzie tę rozprawkę podzielić na dwie części. I nie traktujecie jej, proszę, jako rozprawy naukowej, bo z pewnością wielu z Was zna temat znacznie lepiej ode mnie. To po prostu garść refleksji, jaka mi się wtedy nasunęła. I jeśli ktoś z Was znajdzie w tym rozumowaniu błąd, niech nie obawia się go wskazać. Z pewnością nie poczuję się dotknięty, a przeciwnie, będę za to bardzo wdzięczny. No, chyba że ktoś przy okazji nazwie mnie starym debilem. Bo przecież wcale nie jestem taki stary…

     Ktoś wtedy naiwnie rzucił uwagę, że samochód elektryczny to oczywista przyszłość. Jest ekologiczny i z pewnością niedługo wyprze poczciwego diesla, kopcącego z rury czarnym dymem. Trzeba tylko przezwyciężyć lobby naftowe, które uniemożliwia od wielu lat produkcję takich samochodów, stosując różne mafijne sztuczki. Pozwoliłem się nie zgodzić z tym twierdzeniem.

     Po pierwsze, czy samochód elektryczny naprawdę jest ekologiczny? Czy naprawdę zanieczyszczenie powietrza zmniejszy się, gdy przesiądziemy się do elektrycznych BMW i Tesli? Niby tak, przecież sinik elektryczny nie generuje żadnych spalin, ale przecież nie jest to perpetuum mobile – skądś tę energię czerpie. A prąd, choć możemy go pobrać z gniazdka, przecież nie tam zostaje wyprodukowany.

     Niedawno Unia Europejska wycofała z obiegu żarówki, zastępując je energooszczędnymi surogatami. Dlaczego? Aby zmniejszyć zużycie energii i w ten sposób uratować naszą Ziemię przed strasznym efektem cieplarnianym. Ale właściwe pytanie powinno brzmieć: dlaczego w takim razie promuje elektryczne samochody, pożerające nieporównywalnie więcej prądu niż zestaw żarówek w przeciętnym mieszkaniu?

     Otóż, samochód elektryczny wcale nie zmniejsza emisji szkodliwych gazów, tylko przenosi je w inne miejsce. Konkretnie – nad potężne kominy elektrowni, która odtąd może zapomnieć o wszelkich nadwyżkach mocy.

     Według danych CEPiK, w 2017 roku w Polsce było zarejestrowanych około 22 milionów samochodów osobowych i ponad 3 miliony ciężarowych – w sumie 25 milionów.

     Policzmy sobie, o ile musiałaby wzrosnąć moc elektrowni, aby pokryć potrzeby kierowców.

     Moc silników w samochodach jest bardzo zróżnicowana. Biorąc pod uwagę, że po naszych drogach jeżdżą zarówno małe, miejskie samochody, jak i nieco większe, autobusy, dostawczaki i potężne ciężarówki, przyjmijmy, że średnio, ostrożnie szacując, statystyczny pojazd ma silnik o mocy 80 koni mechanicznych, czyli około 60 kilowatów. Łącznie daje to oszołamiającą liczbę półtora miliona megawatów – o tyle musi wzrosnąć moc elektrowni aby zaspokoić potrzeby kierowców, przy założeniu, że samochody o napędzie spalinowym zostaną całkowicie zastąpione przez ekologiczne samochody na baterie. Dla porównania, powtarzając za Wikipedią, w chwili obecnej zespół elektrowni Pątnów-Adamów-Konin, dostarczający do sieci 8,5 % mocy krajowej, ma moc około 2500 megawatów. Wynika z tego, że całkowite zapotrzebowanie naszego kraju na prąd to maksymalnie około 30 tys. megawatów. To zaledwie 2 % z powyższego półtora miliona.

     Powtórzę, bo może nie do wszystkich dotarło:

     DWA PROCENT!

     Nasze kopcące elektrownie, mające ponoć tak fatalny wpływ na środowisko, że dla ratowania naszej biednej planety ograniczono nawet sprzedaż żarówek, obecnie produkują ilość prądu całkowicie pomijalną w porównaniu do tego, co musiałyby wyprodukować w erze samochodów elektrycznych! Produkcja prądu musiałaby wzrosnąć o 5000 %

     Pewnie, silnik elektryczny to bardzo miłe i kochane stworzenie. Energią gospodaruje znacznie oszczędniej niż jego spalinowy kolega. Z akumulatora ciągnie tylko tyle, ile potrzebuje i około 95% tej energii zamienia na ruch. Nie ma ponadto czegoś takiego jak bieg jałowy, kiedy to samochód spalinowy, stojąc w korku, czy na światłach, traci energię bez żadnego pożytku. Silnik elektryczny po prostu wtedy nie pracuje. Ale nawet jeśli weźmiemy to pod uwagę, i tak jest to kosmiczna ilość energii.

     A trzeba pamiętać, że nie cała energia, oddana na turbiny w elektrowni, zamieni się na energię mechaniczną, poruszającą samochód, bowiem musi ona jeszcze przejść daleką drogę. Musi zostać przesłana na dalekie odległości, musi przejść przez transformatory i układy ładowania baterii – a każdy z tych układów ma swoją określoną sprawność, zawsze mniejszą od 100%. Innymi słowy, podczas każdego procesu część energii ulega rozproszeniu – czyli po prostu, zmarnowaniu. Czyli tę ilość energii jeszcze trzeba uzupełnić o straty, którym nie da się zapobiec. Fakt, w przypadku energii elektrycznej, straty nie są wielkie – ale są.

     Czy zatem rzeczywiście samochód elektryczny ratuje nasze środowisko? Czy jeśli podliczymy wszystko dokładnie, nie wyjdzie nam przypadkiem, że zanieczyszczenie powietrza wzrośnie, zamiast zmaleć? Czy w kraju, gdzie energię elektryczną wciąż czerpie się z węgla, promowanie samochodu elektrycznego w ogóle ma sens?

     O czym trzeba jeszcze pamiętać? Otóż, akumulator nie jest wieczny. Po pewnym czasie ciągłego ładowania i rozładowywania, po prostu się zużyje. I mimo, że nasz nowiutki samochód elektryczny miał zasięg 250 kilometrów, po roku czy dwóch  będzie miał zasięg zaledwie 100 kilometrów. Co zrobić ze zużytymi akumulatorami? Składować ich nie można. Nie tylko zawierają bardzo toksyczne substancje, ale przede wszystkim byłoby ich o wiele za dużo. Dziś każdy samochód ma tylko jeden akumulator i używa go jedynie do rozruchu. Samochód elektryczny ma całą baterię potężnych akumulatorów, które zużywają się w dodatku znacznie szybciej. Nie ma rady, trzeba je poddać gruntownemu i kosztownemu recyklingowi. Niby nic nowego, ale skala zjawiska w znaczący sposób wzrośnie i ona sama może stać się kłopotem.

     W zasadzie samochód elektryczny ma tylko jedno rozwiązanie, które z całą pewnością i bez najmniejszych wątpliwości jest ekologiczne i powoduje oszczędność energii. Niestety, oszczędność ta jest stosunkowo niewielka, bowiem dotyczy jedynie drobnej części całej energii, zużywanej przez samochód. Tym czymś jest hamowanie przeciwprądem.

     W samochodzie o napędzie spalinowym, cała energia kinetyczna rozpędzonego pojazdu, w czasie hamowania zostaje zamieniona w ciepło, na tarczach i klockach hamulców. Ciepło to zostaje rozproszone do atmosfery i jest dla nas bezpowrotnie stracone. Samochód elektryczny może natomiast hamować inaczej. Otóż, silnik elektryczny, oprócz wielu innych zalet, ma też tę, że może działać w dwie strony. Gdy podłączymy go do prądu, zacznie się obracać, zamieniając energię elektryczną w mechaniczną. Ale jeśli to my zaczniemy kręcić jego wirnikiem, zadziała jak prądnica i wytworzy prąd. Otóż, jeśli w czasie hamowania zamienimy bieguny elektryczne przy silniku – a można to zrobić przez prosty układ elektroniczny, uruchamiany pedałem hamulca – silnik stawi mocny opór, zatrzymując nasz samochód, a wytraconą energię kinetyczną odda z powrotem do akumulatora. A przynajmniej tę jej część, którą akumulator zdąży pobrać w tak krótkim czasie. I tę część można odzyskać.

     Czy więc samochód elektryczny to całkowicie chybiony kierunek?

     Nie, wcale nie! Nie jest lekarstwem na wszystkie bolączki, ale są miejsca, gdzie sprawdzi się znakomicie.

     I między innymi o tym w następnej części.