Zapewne każdy już słyszał, wielu widziało, ale niewielu posiada doświadczenie w eksploatacji samochodu „na prąd”. Głód wiedzy jest duży, więc dzisiejszy wpis odpowie na pytanie, jak wygląda codzienne użytkowanie elektryka oraz jakie są jego zalety, wady i czy warto skusić się na taki pojazd. Dodatkowo, podamy nieco informacji o historii i rodzajach napędów elektrycznych, ponieważ elektryk elektrykowi nierówny. Zatem każdy pozytywnie „naelektryzowany” miłośnik czterech kółek znajdzie tu coś dla siebie.

R(E)Volucja

Rok 2020 zapisze się w historii reklamy jako ten, w którym dzień bez promowania aut z napędem elektrycznym/ hybrydowym to dzień stracony. O ile w poprzednich latach auta „pod napięciem” stanowiły zabawkę i element snobizmu dla zamożnych, o tyle teraz marketingowa machina rozkręciła się na dobre, a elektryki są towarem kierowanym zarówno do masowego klienta indywidualnego, jak i do menedżerów zarządzających flotą pojazdów firmowych. Jeszcze chwilę, a z lodówki będą nam wyskakiwać reklamy z autami na prąd. Widocznie coś jest na rzeczy, skoro media codziennie serwują nam kolejne modele e-samochodów.

Można powiedzieć, że przełom dzieje się na naszych oczach, a my, mamy to szczęście obserwować, jak przebiega rewolucja (ewolucja?) w dziedzinie masowej motoryzacji. Wystarczy zasygnalizować znaczące przełomy z ostatnich 20 lat:

  1. downsizing – zmniejszanie pojemności skokowej cylindrów przy zachowaniu lub zwiększeniu zwiększaniu mocy silnika,
  2. crossoveromania – wzrost zainteresowania, a wraz z nim oferty samochodami typu crossover (potocznie, choć błędnie nazywanych SUV-ami), które są ciekawym połączeniem wielu segmentów nadwoziowych,
  3. rozwój aktywnych systemów bezpieczeństwa, w tym AEB (ang. Autonomous Emergency Braking) – to rozwiązania techniczne, które pozwalają na wczesne wykrywanie zagrożenia i uniknięcie kolizji – jednym z nich jest AEB, który działa niezależnie od kierowcy i skutecznie wyhamowuje pojazd przed przeszkodą drogową.

Podobnie jak w przypadku poprzednich przełomów, także i tym razem wielu kierowców ma obawy oraz wątpliwości. I trudno się dziwić – w końcu nowe, nieznane szerzej rozwiązania, zawsze budzą wiele kontrowersji, niechęć, obrastają mitami, a w skrajnych przypadkach są źródłem lęku. Wystarczy przypomnieć sobie protesty XIX-wiecznych dorożkarzy w momencie pojawienia się pierwszych samochodów, a później taksówek na ulicach europejskich i amerykańskich miast. Czasy się zmieniają i współcześnie to taksówkarze jako pierwsi masowi użytkownicy, zaczęli korzystać z hybrydowej Toyoty Prius.

Co ciekawe, ledwo staliśmy się świadkami wkroczenia elektryków do naszego codziennego życia, a na horyzoncie widać już kolejne nowości – samochody autonomiczne i napęd ciekłym wodorem – najbliższa dekada w świecie motoryzacji zapowiada się bardzo interesująco.

Historia samochodów elektrycznych

Zapewne dla wielu osób zaskoczeniem będzie fakt, iż pierwsze elektryki pojawiły się niedługo po wynalezieniu samochodu. Już w 1888 r. niemiecki przedsiębiorca Andreas Flocken zaprojektował prawdopodobnie pierwszy 4-kołowy, osobowy samochód elektryczny na bazie akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

Rok 1900 to paryska wystawa światowa i pokazanie pierwszego auta o napędzie hybrydowym (silnik spalinowo-elektryczny), którego twórcami byli austriacki przedsiębiorca Ludwig Lohner i konstruktor Ferdinand Porsche. W tamtych latach samochody elektryczne nie przyjęły się na większą skalę, ponieważ były stosunkowo wolne (do 30 km/h) oraz miały mały zasięg (do 60 km), a akumulatory były ciężkie i wymagały częstego ładowania przy jednoczesnym braku odpowiedniej e-infrastruktury. Nie bez znaczenia było silne lobby przedstawicieli innych, konkurencyjnych napędów i branż.

Koncerny motoryzacyjne powróciły na chwilę do e-napędu podczas kryzysu naftowego w latach 1973-1974, kiedy ceny ropy wzrosły o 600%. Owocem była budowa niewielkich pojazdów CitiCar i ComutaCar. Dopiero z początkiem lat 90. i sławnym Szczytem Ziemi w 1992 r. w Rio De Janeiro oraz konferencją w Kioto w 1997 r., zaczęto coraz powazniej zwracać uwagę na ochronę środowiska naturalnego. W wyniku tych zmian General Motors zaprojektował i wprowadził do produkcji (1996-1999) pojazd EV1. Od tamtego czasu prace światowych gigantów zaczęły przyspieszać i już w 1997 r. Toyota przedstawiła i rozpoczęła produkować słynną hybrydę Prius, która jest najlepiej sprzedającym się tego typu pojazdem na świecie. Amerykańska odpowiedź nastąpiła w 2004 r., wprowadzając na rynek SUV-a Forda Escape Hybrid. Rok 2008 to premiera amerykańskiego samochodu elektrycznego, powstałego w kooperacji Tesla-Lotus Cars o nazwie Tesla Roadster oraz japońskiej Hondy FCX Clarity o napędzie wodorowo-elektrycznym. W 2014 r. Toyota wprowadziła kolejną nowość opartą na wodorowych ogniwach paliwowych – model Mirai. Od tamtej pory następne marki zaczęły podążać za trendem, dołączając do swojej oferty auta o zasilaniu hybrydowym, a ostatnio w pełni elektrycznym.

Rodzaje napędów elektrycznych

Co chwilę słyszymy o różnego rodzaju hybrydach, elektrykach i najnowszym hicie, o nazwie H2 – bynajmniej nie chodzi tutaj o żarówkę czy pakiet ubezpieczenia, a wodór (H2). Najpopularniejszym i budzącym jak dotąd najmniej kontrowersji wydaje się być napęd hybrydowy (HEV), który wbrew pozorom występuje w aż 4 odmianach:

  1. równoległy – zarówno silnik elektryczny, jak i spalinowy są mechanicznie połączone z kołami napędowymi. Auto może być zasilane w jednym z 3 wariantów: silnikiem elektrycznym, silnikiem spalinowym lub jednym i drugim jednocześnie.
    Najczęściej stosowanym i najbardziej wydajnym rozwiązaniem w odmianie równoległej jest wariant trzeci, tj. bazowanie na silniku spalinowym, który posiada wsparcie w postaci małego silnika elektrycznego i akumulatorów, co jest szczególnie wydajne w warunkach intensywnej jazdy miejskiej i na autostradach;
  2. szeregowy – głównym źródłem zasilania jest silnik elektryczny, którego „pomocnikiem” jest silnik spalinowy, służący do napędzania generatora zasilającego główny silnik elektryczny oraz doładowywania bardzo pojemnych baterii. Z kolei energia z baterii pozwala zwiększyć wydajność silnika spalinowego, podczas jazdy miejskiej, gdy spalinowiec jest mocno eksploatowany;
  3. mieszany – to najbardziej opłacalna odmiana napędu hybrydowego, która łączy zalety wydajnościowe zarówno odmiany szeregowej (przy wolnej jeździe miejskiej), jak i odmiany równoległej (podczas szybkiej jazdy autostradą). Bardzo częstym rozwiązaniem jest także odzysk energii elektrycznej w czasie hamowania.
  4. plug-in (PHEV) – to bardzo ciekawy i zarazem wyjątkowo skomplikowany technicznie rodzaj hybrydy, ponieważ w pewnym sensie łączy napęd hybrydowy i elektryczny („hybryda w hybrydzie”). Głównym atutem tej odmiany jest możliwość ładowania baterii za pomocą wtyczki z zewnętrznego gniazdka. Skutkuje to tym, że zasięg auta z tym napędem jest znacznie większy, a w razie potrzeby można go podładować w specjalnej stacji lub domowego gniazdka i kontynuować jazdę. Istnieje możliwość pokonania kilkudziesięciu kilometrów tylko na silniku elektrycznym poprzez opcję zmiany rodzaju zasilania w czasie jazdy.

Napęd elektryczny, czyli EV to najstarszy i najbardziej oczekiwany przez wszystkich rodzajów napędu, którego ograniczenia są sukcesywnie niwelowane. W zależności od typu pojazdu występuje jeden lub więcej silników elektrycznych, które posiadają baterie o wysokiej sprawności, najczęściej litowo-jonowe (zgadza się, takie jak w smartfonach).

Przyszłościowy wodór – mimo że koszty produkcji auta z takim napędem są jeszcze bardzo wysokie, to wszystko wskazuje na to, że w przeciągu najbliższej dekady będzie ono bardziej dostępne dla większej grupy odbiorców. Ten typ można zaliczyć zarówno do hybryd, jak i do elektryków, ponieważ napęd wodorowy to w zasadzie silnik elektryczny, który pozyskuje energię z wodorowych ogniw paliwowych. Wodór jest tutaj w stanie gazowym i służy do wytwarzania prądu za pomocą reakcji z tlenem. Jedyną „spaliną” wydzielaną z wydechu jest para wodna. Bardzo dobry przykład auta o takim napędzie to Toyota Mirai produkowana seryjnie od 2014 r.

Samochód elektryczny i hybrydowy w praktyce

„Mam samochód elektryczny!” – to brzmi dumnie. Jednak czy większość ludzi zauroczonych literką „e” w nazwie modelu swojego samochodu wie, co tak naprawdę kryje się pod hasłem elektryk? Nie ulega wątpliwości, że samochody EV/ HEV/PHEV to ukłon w stronę ekologicznego transportu i wyeliminowanie wielu bolączek spalinowców jak choćby kontrola poziomu oleju (nie dotyczy większości hybryd) czy dbanie o skomplikowany osprzęt w silnikach diesla. Trzeba zdać sobie sprawę, że to wciąż pojazdy bardzo nowoczesne, a faktyczne doświadczenie w ich użytkowaniu na co dzień mają tylko: taksówkarze (hybrydy), kierowcy niektórych flot firmowych, wybrane służby miejskie (np. kierowcy autobusów, straż miejska), redaktorzy czasopism motoryzacyjnych i blogerzy (testy, recenzje) i nie oszukujmy się – ludzie zamożni.

Reklamy serwowane na co dzień wyglądają bardzo atrakcyjnie i silnie działają na wyobraźnię oglądających, ale kiedy zajrzymy do dilerskich katalogów (stan z 07.09.2020 r.), to możemy się niemile rozczarować, gdyż ceny startują od 82 050 zł (Skoda Citigo iV). W tej samej kategorii cenowej (do 100 tys. zł) mamy jeszcze Smarta Fortwo 96 900 zł, VW e-up! 97 990 zł i Smarta Forfour 98 400 zł. Jak widzimy są to auta z segmentu A, czyli małe samochody miejskie. Zerknijmy na ceny europejskich bestsellerów: Nissan Leaf 117 550 zł (rocznik 2019; 2020 – 164 000 zł), Renault ZOE (135 900 zł) i kosmiczna Tesla S (360 490 zł). Jeśli chodzi o hybrydy (benz. + elektr.) z najniższej półki cenowej to najtaniej kupimy Fiata 500, bo już za 52 000 zł, jednak warto wspomnieć, że to auto ma tylko symboliczne wsparcie elektryczne. Z ciekawszych hybryd do 100 tys. zł należy wymienić Toyotę Corollę za 92 900 zł, Mazdę CX-3 za 89 900 zł, Suzuki SX-4 S-Cross za 82 500 zł i Kię Rio za 59 900 zł. Z kolei najtańsza hybryda typu diesel + prąd to koszt 117 700 zł (Hyundai Tucson).

Szybki przegląd cenników (warto zajrzeć TUTAJ) pozwala uzmysłowić nam, że koszty elektromobilności mogą być zwyczajnie za wysokie dla przeciętnego Kowalskiego, zwłaszcza że legendarna średnia krajowa pensja w 2020 r. to ok. 3 400 zł netto. Rekonesans rynku nowych samochodów HEV/EV/PHEV pozwala przyjąć, iż rozsądnym (szczególnie pod względem ceny) wyborem może być zakup klasycznej hybrydy HEV, ponieważ taki pojazd zwykle charakteryzuje się niskim zużyciem paliwa poprzez uzyskanie wyższej sprawności silnika. W dodatku hybrydy są obecne na polskim rynku od 2001 r., a od 2009 zyskały już znaczną popularność, dlatego grono użytkowników aut z takim napędem jest spore, ewentualne usterki znane, a sieć warsztatowa zadowalająca.

W codziennej eksploatacji auta w pełni elektrycznego, pomimo braku kosztownego osprzętu (turbosprężarki, dwumasowego koła zamachowego, filtra sadzy, oleju silnikowego) wcale nie oznacza braku problemów. Uruchomienie EV na mrozie i włączenie ogrzewania oraz dłuższa podróż np. wypad w rejony górskie autostradą na jednym ładowaniu to rzecz niemożliwa do realizacji. Baterie jak to baterie nie lubią ekstremalnych temperatur oraz bezlitosnego traktowania w trudnych warunkach, więc zapomnijmy o idyllicznej dalszej podróży bez nerwowego myślenia o znalezieniu najbliższej stacji ładowania czy uniknięciu wcześniejszego wyczerpania ogniw. Oczywiście topowe modele Tesli chwalą się 500 km zasięgu, a dilerzy tańszych, europejskich/azjatyckich aut przekonują o 250-400 km, jednak wcześniej sprawdźmy wszelkie informacje, kryjące się pod małymi gwiazdkami i cyferkami zawartymi w folderach. Dopytajmy o gwarancję (zwykle 8-10 lat) na akumulatory (cele) i dowiedzmy się, jak prawidłowo je użytkować, by wytrzymały jak najdłużej, ponieważ koszt wymiany w samej hybrydzie to kwoty rzędu 10 tys. zł. W razie pożaru auta i zapłonu baterii, jego ugaszenie gaśnicą jest niemożliwe. To wciąż nierozwiązany problem aut z ogniwami, których skład chemiczny nie pozwala na skuteczne ugaszenie przez uczestników zdarzenia, a nawet specjalistycznych ekip strażackich. Mimo to, dużym plusem stosowanych ogniw jest brak możliwości wybuchu. Z kolei prędkość maksymalna elektryka jest niższa niż spalinowca, ale spokojnie – na przepisową jazdę ekspresówką czy autostradą w zupełności wystarczy.

Nie zapominajmy też o sieci infrastruktury przystosowanej do ładowania EV i PHEV (te z wtyczką). Nawet jeśli planujemy korzystać z takiego auta do bliskich podróży w obrębie aglomeracji, zerknijmy na aktualizowaną mapę takich stacji (TUTAJ). Zjeżdżając na stację wiedzmy, że „tankowanie” elektryka nie trwa 2 minut, lecz przynajmniej kilkanaście razy dłużej.

Paradoksalnie, istotną zaletą pełnych elektryków EV jest ich prostota konstrukcyjna, którą doceniają zarówno zwolennicy, jak i przeciwnicy tego typu aut. Pojazdy z takim napędem dają użytkownikowi dość dużą niezależność od cen paliw i ogólnie stacji (zwłaszcza na krótkich dystansach), ponieważ możemy „tankować” z domowego gniazdka. Ceny prądu są raczej stabilne, a jeśli korzystamy z domowej instalacji fotowoltaicznej to koszty ładowania możemy pominąć.

Wbrew pozorom, skomplikowane hybrydy (HEV/PHEV) wyróżniają się przyzwoitym poziomem niezawodności. Dodatkowo stopień konwersji energii na ruch jest bardzo wysoki (>90%), przez co pełny elektryk jest wydajny i nie potrzeba w nim klasycznej skrzyni biegów, a obsługa jest dziecinnie prosta – jak w aucie z automatem. Brak wydechu oznacza brak możliwości jego urwania lub wymiany z powodu korozji. Bardzo często elektryki są chłodzone powietrzem, a nie cieczą. Dodatkowo, średni koszt przejechania 1 km wynosi od 2 do 5 gr. Poziom hałasu wewnątrz i na zewnątrz pojazdu jest minimalny – sprowadza się do szumu opon. To jednocześnie zaleta i wada, gdyż może być niesłyszalny dla pieszych/ rowerzystów. Pojazdy elektryczne są zdecydowanie mniej uciążliwe dla środowiska, biorąc pod uwagę emisję spalin, hałasu, wymianę płynów eksploatacyjnych oraz materiały użyte do produkcji, w porównaniu do aut o tradycyjnym napędzie. Nawet włączając w to źródło pochodzenia prądu (np. elektrownie węglowe) i skomplikowaną utylizację ogniw.

Podsumowanie

Mimo że nowoczesne auta EV/HEV są znane od przeszło 20 lat, to wciąż widać są opory wielu kierowców przed takimi pojazdami. Powód nr 1 to cena zakupu, powód nr 2 to obawa o dostępność i koszty serwisu. Wydaje się, że samochody z konwencjonalnym napędem, zwłaszcza z drugiej ręki będą jeszcze długo królowały na podjazdach wielu polskich domów. Jednak coraz ostrzejsze normy emisji spalin (EURO 6/7) wymuszą na producentach stosowanie alternatywnych technologii zasilania, czego już jesteśmy świadkami. Wszystko wskazuje na to, że pojazdy hybrydowe będą konsekwentnie wypierać z obiegu tradycyjne spalinowce.

Czy warto kupić elektryka? Odpowiedź na to pytanie brzmi: jeśli chodzi przeciętnego Kowalskiego, który rozważa EV, to lepiej niech zweryfikuje swoje codzienne potrzeby transportowe (e-auto najlepiej sprawdza się w cyklu miejskim) oraz poczeka na ulepszenie technologii, rozbudowę infrastruktury, spadek cen i ewentualne dopłaty rządowe czy inne  korzystne zachęty/ulgi. Jeśli chodzi o pojazdy HEV/PHEV, to niech wybierze bestsellery, ponieważ popularność danego rozwiązania przekłada się na niższe ceny serwisu i części, a w dodatku nie będzie problemów z późniejszą odsprzedażą. Motoryzacyjnym purystom, którzy pokonują min. 20 tys. km rocznie polecamy rozważyć zakup konwencjonalnej hybrydy typu benzyna + LPG lub CNG, który można zatankować w… domu.