Co nas będzie napędzać?

HondaFCX Clarity

O co chodzi? Oczywiście o rodzaj napędu. Zmiany klimatyczne, rosnąca świadomość ekologiczna społeczeństwa, kurczące się w szybkim tempie zasoby paliw kopalnych czy wreszcie politycy, dla których ekologia jest obecnie najważniejsza to tylko niektóre czynniki, które zmusiły producentów samochodów, by wzięli się ostro do roboty, bo przez ostatnie 100 lat de facto niewiele robili. Tak, nie ma w tym przesady. Kiedy w przededniu XX wieku powstał pierwszy pojazd napędzany silnikiem spalinowym, to od tego momentu niewiele się zmieniło w kwestii napędu samochodów. Auta wciąż wprawiane są w ruch w dość prymitywny sposób - chodzi przecież o tysiące mini eksplozji zachodzących pod maską. To o tyle zaskakujące, że przecież latamy w kosmos i poznajemy nasze DNA, a auta wciąż działają tak, jak ich przodkowie sprzed ponad wieku. Na szczęście od kilku lat sporo się dzieje i rozwijanych jest kilka koncepcji alternatywnych napędów. Możemy być dumni, że możemy ten proces obserwować, można powiedzieć, na żywo, z pierwszego rzędu. Zmiana dokonuje się na naszych oczach. Na razie jest jeszcze za wcześnie, by z całą pewnością stwierdzić, czym za kilka lat napędzane będą nasze auta, ale warto przyjrzeć się technologiom, które w dłuższej perspektywie będą wprawiać w ruch nasz świat.

Benzyna

Mimo wszystko silnik spalinowy wciąż ma szansę utrzymać swoją dominującą pozycję, przynajmniej przez kilkanaście lat. Nowoczesne benzynówki mają mniejszą pojemność, ale dzięki turbodoładowaniu (tzw. downsizing) osiągają dużą moc i mało palą w porównaniu z dotychczas stosowanymi jednostkami. Ponadto silniki benzynowe stają się coraz oszczędniejsze dzięki bezpośredniemu wtryskowi paliwa oraz, o ironio, zastosowaniu w nich technologii znanych z silników wysokoprężnych. Pionierem jest silnik DiesOtto Mercedesa, który wyposażony jest w system zmiennego sprężania - przy pełnym obciążeniu zapłon następuje przy pomocy iskry ze świecy zapłonowej (jak w silniku benzynowym), natomiast przy niższym obciążeniu zapłon jest samoczynny (jak w silniku wysokoprężnym). Efekt - dobre osiągi i niewielkie spalanie. Na korzyść silników benzynowych przemawia też fakt, że produkowane są już od ponad 100 lat, więc to tani i niezawodny proces. Dzięki zmniejszeniu pojemności, mniejszej liczbie cylindrów (Fiat pracuje nad dwucylindrowym silnikiem turbo) i zastosowaniu kilku dodatkowych rozwiązań obniżających zużycie paliwa (np. system stop&start wyłączający silnik w czasie oczekiwania na zielone światło czy automatyczne, oszczędniej obchodzące się z paliwem skrzynie biegów) benzynówki mają tak niski apetyt na paliwo jak nigdy dotąd. Owszem, to stara technologia, ale właśnie bierze drugi oddech i wszystko wskazuje na to, że łatwo się nie podda.

Olej napędowy

Z benzynówkami rywalizują turbodiesle, które na przestrzeni ostatnich lat przeszły bardzo dużą metamorfozę. Kiedyś nadawały się wyłącznie do maszyn rolniczych, a teraz są tak wyrafinowane i mocne, że trafiają nawet pod maski aut sportowych. Można przypuszczać, że zmniejszenie pojemności, poprawa efektywności pracy czy coraz to nowocześniejsze systemy common rail sprawią, że „klekoty” będą jeszcze mocniejsze, czystsze i oszczędniejsze. Spaliny silników wysokoprężnych jeszcze niedawno były wyraźnie szkodliwsze niż te pochodzące z silników benzynowych, ale nowe filtry wykorzystujące mocznik i eliminujące tlenki azotu sprawiły, że auta na ropę można nawet kupować w słynącej z bardzo rygorystycznych norm czystości spalin Kalifornii. Silnik wysokoprężny ma swoje wady (jest droższy w zakupie i w naprawie niż benzynówki), ale jeszcze ostatniego słowa nie powiedział. Ba, jeśli zestawimy go z silnikiem elektrycznym (pionierem są hybrydowe, wysokoprężno-elektryczne modele Peugeota) to okaże się, że potrafi być tak oszczędny i tak czysty jak nigdy dotąd.

Silniki benzynowe i wysokoprężne rywalizują ze sobą, ale w walce z nowoczesnymi napędami stają ramię w ramię jako reprezentanci swego rodzaju „starej szkoły”. Napędy hybrydowe, wodorowe i elektryczne to prawdziwy high-tech i wszystkie mają szansę zdominować rynek. Przyjrzyjmy się więc każdemu z nich.

BMWX6 ActiveHybrid

Benzyna i prąd

Napęd hybrydowy to coś więcej niż benzynowy i wysokoprężny, ale mniej niż wodorowy i elektryczny. Mówi się nawet, że hybrydy to pierwszy krok do aut napędzanych wodorem i elektronami. Wadą aut hybrydowych jest skomplikowana i droga technologia oraz fakt, że współpracują z silnikiem benzynowym, więc de facto nie rozwiązują problemu kurczących się zasobów paliw kopalnych. Zalety aut hybrydowych to wyraźne obniżenie spalania i emisji szkodliwych substancji oraz wyższy komfort jazdy (szczególnie w elektrycznym trybie, co jest możliwe w kilku modelach). Rosnąca popularność hybryd sprawia, że baterie, z których silnik elektryczny czerpie moc, stają się coraz efektywniejsze, mocniejsze i oszczędniejsze, jednak ich efektywność wciąż jest wyraźnie mniejsza niż w naszym starym znajomym - silniku spalinowym. Hybrydy najlepiej sprawdzają się w warunkach miejskich, gdzie mogą korzystać prawie wyłącznie z silnika elektrycznego, poza miastem jednak auta benzynowo-elektryczne wciąż są bardziej paliwożerne niż nowoczesne turbodiesle, więc to wciąż nie to, czego szukamy. Można powiedzieć, że nawet jeśli hybrydy świata nie zbawią i w dłuższej perspektywie nie mają przyszłości, to i tak sporo zrobiły, by zwiększyć w społeczeństwie świadomość ekologiczną. To przecież dzięki hybrydom temat ekologicznych aut wszedł „na tapetę”, zaczęto o nim mówić, rozpoczęła się szeroka dyskusja na temat ekologii w motoryzacji. To też ma przecież wpływ na naszą przyszłość i ochronę środowiska - owszem, jest to wpływ nienamacalny i pewnie nawet niemierzalny, jednak bez wątpienia służy czemuś dobremu.

Wodór

Może więc auta na wodór? Na razie taka technologia raczkuje. Eksperymentuje z nią wiele firm (Toyota, Nissan, Mercedes, Hyundai, Kia, Ford, GM), jednak tylko BMW (seria 7) i Honda (FCX) udostępniły auta na wodór do sprzedaży. OK, nie jest to sprzedaż masowa - auta dostępne są w leasingu w wybranych krajach i tylko dla wybranych klientów (najczęściej celebrytów), ale od czegoś trzeba zacząć, prawda? Wady napędu wodorowego to przede wszystkim koszty produkcji. Wodór jest trudnym paliwem i ciężko się go przechowuje. Potrzebny jest specjalny, bardzo wytrzymały zbiornik, którego koszt produkcji to prawie 35 tys. zł, podczas gdy zbiornik na bezołowiową kosztuje niecałe 500 zł. Przeciwko wodorowi przemawia także niska gęstość energii (stosunek mocy do objętości paliwa) oraz znikoma ilość „stacji benzynowych”, na których można go tankować. Żeby więc auta wodorowe stały się coraz popularniejsze, potrzebne są nowe stacje, które jednak nie powstaną, jeśli nie będzie wystarczająco dużo aut na wodór - klasyczny przykład błędnego koła. Wodór ma jednak sporo zalet - jest bezpieczniejszy od benzyny, a efektem ubocznym syntezy wodoru i tlenu, w wyniku którego powstaje prąd napędzający auto, jest zdatna do picia woda. Co więcej, powstały w ten sposób prąd napędza silnik elektryczny, który jest wielkości arbuza i ma jedną ruchomą część, więc nie będzie tak awaryjny jak coraz bardziej skomplikowane silniki benzynowe i wysokoprężne. Na razie jednak wodór jest za drogi i trudno go „ujarzmić”, by tanio i bezproblemowo napędzał auta. Za autami wodorowymi przemawia też to, że wodór tankowalibyśmy na stacjach benzynowych, to znaczy wodorowych, więc nie trzeba by było zmieniać naszych przyzwyczajeń. Po prostu zamiast bezołowiowej tankowalibyśmy z dystrybutora wodór - równie szybko i równie łatwo.

Prąd

Na placu boju są jeszcze auta elektryczne. Podobnie jak auta wodorowe, też mają silnik wielkości arbuza z jedną ruchomą częścią, zapewniają bezszelestną jazdę i nie zanieczyszczają środowiska (przynajmniej jeśli chodzi o brak spalin wydobywających się z rury wydechowej, bo przecież prąd, który je napędza, pochodzi z elektrowni). Auta elektryczne nie wymagają przewożenia na pokładzie auta żadnego paliwa, co daje nowe możliwości aranżacji wnętrza i projektowania kształtów nadwozia z większą fantazją. Obecnie baterie są coraz mniejsze, mocniejsze i efektywniejsze, jednak do poziomu efektywności znanego z silników benzynowych jeszcze im sporo brakuje. Tym niemniej postęp w tej dziedzinie jest bardzo duży, a

TeslaModel S

technologia poprawia się niemalże z dnia na dzień. Sielanka? Nie do końca. Problemem jest ładowanie baterii, które nigdy nie będzie tak szybkie jak tankowanie benzyny lub LPG. Ładowanie auta elektrycznego ze zwykłego gniazdka zajmuje 8 godzin, czyli zdecydowanie za dużo w czasach, gdzie wszystko musi być tu i teraz. To o tyle problem, że wymaga od nas zmiany przyzwyczajeń. Dlaczego? Auto daje nam wolność - podjeżdżamy na jedną z kilku tysięcy stacji, tankujemy w dwie minuty i jedziemy. Wszystko trwa szybko i jest wygodne. Auta elektryczne nie dają nam takiego komfortu życia - kiedy baterie się rozładują, to niestety nigdzie nie pojedziemy, choćby nie wiem, jak bardzo byśmy chcieli, a gniazdko z prądem też nie zawsze jest pod ręką. Owszem, pojawiają się pomysły na bezprzewodowe ładowanie (pomysł Nissana), na swego rodzaju elektryczne stacje benzynowe (wymieniana jest na nich rozładowana bateria na nową, w pełni naładowaną - pomysł Renault) oraz na specjalne urządzenia skracające czas ładowania nawet do 10 minut (pomysł brytyjskiej firmy Lightning), ale to i tak za długo w porównaniu z tym, co oferują i do czego przyzwyczaiły nas auta napędzane paliwami kopalnymi. Na razie też auta elektryczne oferują niezadowalający zasięg (chyba że poruszamy się wyłącznie w mieście na niewielkich dystansach), a baterie są drogie, kiepsko sobie radzą w ekstremalnych temperaturach i z każdym ładowaniem tracą odrobinę swojej mocy, by po pewnym czasie stać się, nazwijmy to, wiecznie wyczerpane. Auta elektryczne są coraz lepsze, ale jeszcze nie wystarczająco dobre, byśmy się do nich masowo przesiedli. Na razie też modele napędzane elektronami to zabawki dla żądnych innowacji, odważnych i bogatych klientów, którzy jako pierwsi chcą mieć wszystko to, co nowe. Minie jeszcze sporo czasu, zanim Kowalski, Smith, Schmidt czy DuPont zaczną na co dzień używać swoich zelektryfikowanych samochodów.

Na razie na polu walki pozostaje pięciu zawodników. Każdy obiecuje zieloną przyszłość, każdy, czując oddech konkurentów na plecach, staje się coraz lepszy i każdy ma inny pomysł na przyszłość samochodu. To początek tej ekscytującej rywalizacji i na razie trudno wskazać faworyta. Proszę wybaczyć kolejną pompatyczną myśl, ale fajnie, że jesteśmy świadkami tego fascynującego i bezprecedensowego pojedynku w historii motoryzacji.