III. TRANSPORT SAMOCHODOWY
54. Nowe technologie w motoryzacji.
Steinkemper H.: Wettlauf um die zweite Erfindung des Automobile. Internationales Verkehrswesen. – 2010, nr 3, s.17-19.
Słowa kluczowe: motoryzacja, dst, samochód, emisja, spaliny, klimat, ochrona, przemysł samochodowy, polityka motoryzacyjna, innowacja, samochód elektryczny.
Samochód stoi obecnie przed największymi wyzwaniami w całej swojej ponad 100-letniej historii. Globalny rozwój transportu i zwiększająca się emisja spalin uniemożliwia skuteczną politykę ochrony klimatu. Znaczącą rolę do odegrania ma w tym zakresie transport z napędem elektrycznym, ale w walce przeciwko zmianie klimatu będzie on skuteczny jedynie wtedy, gdy energia elektryczna będzie pochodzić ze źródeł odnawialnych.
Masowa motoryzacja lat 60. spowodowała, że żaden inny wytwór techniki nie stał się takim symbolem nowoczesności jak samochód. Jednocześnie codzienne użytkowanie wiąże się coraz częściej i w coraz większym stopniu z negatywnymi aspektami motoryzacji: zatorami, stresem, hałasem i zanieczyszczeniem powietrza, wypadkami, coraz bardziej więc samochód kojarzy się z kosztami i stratą czasu niż ze swobodą przemieszczania się.
Według OECD (Environmental Outlook 2030, Paryż 2009) globalna liczba samochodów osobowych podwoi się do 2030 r., głównie za sprawą dużych krajów rozwijających się (Chiny, Indie, Brazylia), gdzie szczególnie rośnie mobilność indywidualna i mobilność związaną z rozwojem gospodarki. W 1997 r. w Pekinie było zarejestrowanych ok. 1 mln samochodów, ale w końcu 2009 r. ich liczba przekroczyła już 4 mln.
Ograniczone zasoby ropy naftowej i zmiany klimatyczne wymagają zmiany paradygmatu. Wynika to z dwóch znaczących tendencji rozwojowych. Rozwój motoryzacji wzmaga znacznie popyt na ropę naftową i jej produkty. Według opublikowanej w 2009 r. przez Międzynarodową Agencję Energii (IEA) prognozy ”World Energy Qutlook” należy oczekiwać, że ok. 2020 r. wystąpi tzw. Peak Oil - maksymalny poziom wydobycia ropy naftowej (potem globalne wydobycie zacznie spadać). Stąd m.in. usiłowania Chin zapewnienia sobie dostępu do zasobów ropy naftowej w Ameryce Południowej i Afryce. Wzrost gospodarczy będzie bowiem, jak dotąd, ściśle związany ze wzrostem transportu, opartym na płynnych węglowodorach. Mogą one oczywiście pochodzić nie tylko z ropy naftowej, ale także z węgla. Chiny, mające drugie co do wielkości na świecie złoża węgla, przygotowują się już teraz do przyszłościowej technologii upłynniania węgla: Coal-to-Liquid (CtL).
W krajach UE emisja CO2 ze środków transportu stale rośnie, ponieważ zysk z większej wydajności pojazdów nie wystarcza, aby kompensować wzrost liczby pojazdów. To samo dotyczy lub będzie dotyczyć już niedługo i innych rejonów świata. Mając na uwadze cel postawiony na kopenhaskiej konferencji ds. klimatu: maksymalny wzrost temperatury Ziemi o 2°C ponad poziom epoki przedindustrialnej, trzeba działać szybko, ponieważ im później zaczniemy ograniczać emisję gazów cieplarnianych, tym będzie to trudniejsze i kosztowniejsze.
Rząd federalny Niemiec przedstawił bardzo ambitny cel: redukcja o 40% do 2020 r. Swój wkład muszą wnieść też energetyka i przemysł. W porównaniu z 1990 r. (ówczesny poziom emisji uznano za 100%) w 2005 r. emisja w transporcie wynosiła 124%, podczas gdy w innych sektorach gospodarki spadła łącznie do 92%; średnio łączna emisja całej gospodarce zmniejszyła się do 98%.
Ponad 95% wzrostu emisji w transporcie należy przypisać transportowi drogowemu. Podstawowym problemem jest: jak można zmniejszyć emisję w transporcie? Pierwszy krok został już zrobiony: UE określiła dopuszczalną granicę emisji dla nowych samochodów. Można tego dokonać przez zwiększenie wydajności istniejącej technologii napędu albo przez rozwój nowych rodzajów napędu. Zdaniem rządu niemieckiego potrzebne są działania w obu kierunkach. Dlatego w sierpniu 2009 r. przedstawiono Narodowy Plan Rozwoju Elektromobilności (NEP-E). Oprócz ograniczania przewozów i przenoszenia ich na środki transportu bardziej przyjazne dla środowiska, plan zakłada oszczędzającą zasoby realizację potrzeb przewozowych jako podstawę zintegrowanej polityki ekologicznej i transportowej.
Zainteresowane ministerstwa federalne określiły wspólnie zadania w zakresie badań i rozwoju oraz wprowadzenia do 2020 r. na rynek niemiecki 1 mln samochodów napędzanych bateriami elektrycznymi. Niemcy chcą stać się głównym rynkiem elektromobilności, wyznacza to główny cel rządu: utrzymanie i wzmocnienie niemieckiego przemysłu samochodowego jako branży wiodącej, dostosowanej do wymogów polityki energetycznej i klimatycznej, a jednocześnie zapewniającej zrównoważony rozwój.
Kluczem do sukcesu w „wyścigu po nowy typ samochodu”, jak to określił szef firmy Daimler, jest sfera kompetencji. Bowiem tylko przy współpracy przemysłu oraz wspólnych pracach naukowych i badawczych możliwe są innowacje, zdolne do konkurencji rynkowej. W dziedzinie elektromobilności współdziałają teraz przedsiębiorstwa, które dotychczas rzadko miały ze sobą coś wspólnego. Obok producentów samochodów bardzo ważną rolę odgrywa przemysł zaopatrzenia w energię elektryczną. Może on zapewnić inteligentne włączanie samochodów do sieci dla ładowania baterii prądem o małym udziale CO2. Ma to duże znaczenie dla ochrony klimatu, ponieważ tylko samochód elektryczny, który korzysta z prądu wytwarzanego ze źródeł odnawialnych, jest pojazdem nie powodującym nie tylko emisji lokalnej, ale i pojazdem o prawie zerowej emisji w cyklu wheel-to-wheel (od źródła energii do kół samochodowych).
Samochody produkowane obecnie w Niemczech są jeszcze dalekie od wyznaczonego limitu emisji - 120 g na 1 km. Poziom ten ma być osiągany stopniowo do 2015 r. Przeciętna emisja bezpośrednia z nowych samochodów wynosi 170 g CO2/km; należy jeszcze doliczyć emisję 31 g/km z łańcucha pośredniego, tj. do zatankowania paliwa.
Nowsze samochody z silnikami diesla mają mniejszą emisję: 110 g/km plus 20 g/km z łańcucha pośredniego. Natomiast samochód elektryczny, zasilany „prądem mieszanym” (Strommix), czyli wytwarzanym z różnych źródeł energii pierwotnej (węgiel, ropa naftowa, energia jądrowa, wodna, wiatrowa), nie emitują CO2 bezpośrednio, a emisja związana z produkcją energii elektrycznej i jej przesyłem wynosi 115 g/km. Tylko samochód zasilany energią elektryczną pochodzącą ze źródeł odnawialnych (EE Strom), której emisja pośrednia jest oceniana na 5 g/km, stanowi innowacyjne rozwiązanie dla ochrony klimatu. Warto też dodać, że samochód z silnikiem diesla napędzany olejem uzyskiwanym z węgla (CtL) ma wprawdzie emisję bezpośrednią 106 g CO2/km, ale emisja łącznie z produkcją tego paliwa wynosi 290 g/km.
Integracja sieci elektrycznej jest zagadnieniem szerszym od prostego ładowania baterii prądem „zielonym”, tj. prądem z odnawialnej energii pierwotnej. Wraz ze wzrostem energii odnawialnej zwiększa się zapotrzebowanie na energię. Dotychczas takie wahania zapotrzebowania były kompensowane przez proste sterowanie konwencjonalnymi elektrowniami. Jednak dostawa regulowanej energii znacznie zwiększa koszty i obniża efektywność dużych elektrowni. Już teraz podaż energii pochodzącej z elektrowni wiatrowych jest w pewnych okresach dnia tak duża, że moc musi być zmniejszana. Na przykład w nocy 26 grudnia 2009 r. wiatraki na obszarze Brandenburgii i Meklemburgii wyprodukowały tak dużo energii elektrycznej, że nawet obniżanie mocy elektrowni węglowych w Saksonii i Turyngii nie wystarczyło do uregulowania sytuacji energetycznej.
W inteligentnej sieci przyszłości samochody elektryczne będą ładowane wtedy gdy powstanie nadmiar „zielonego prądu”. Będzie to miało dla odbiorcy dodatkowe korzyści. Już teraz energia z sieci wiatrowej w Lipsku w okresie nadmiaru jest oferowana w dużo niższej cenie, ponieważ dla producentów tańszym rozwiązaniem jest subwencjonowanie prądu niż ograniczanie elektrowni. Dostawcy energii mają dzięki temu możliwość oferowania elastycznych taryf. Taki system sterowania ładowaniem baterii znajduje się obecnie w próbach eksploatacyjnych w ramach programu rządowego.
Jest jeszcze jedna korzyść: możliwość przekazywania energii do sieci ogólnokrajowej w momentach szczególnie dużego zapotrzebowania. Pozwala to jednocześnie na zagospodarowanie nadmiaru energii przez ładownie baterii w tych właśnie okresach. Taka integracja sieci pozwala na ocenę wartości samochodów elektrycznych dla gospodarki energetycznej. Możliwe jest przy tym następujące rozwiązanie: nabywca samochodu elektrycznego (dotychczas bardzo drogiego) nie będzie kupował jednocześnie baterii, ale za znacznie niższą cenę będzie ją wypożyczał (leasing) od dostawcy, który włączy baterie do swojej inteligentnej sieci.
Należy się zastanowić, dla kogo samochód elektryczny może stanowić alternatywę? Głównym problemem dla nabywcy takiego samochodu jest jego zasięg, koszt i możliwość „tankowania”, tj. ładowania baterii, które obecnie wystarczają na pokonanie ok. 150 km. Najnowsze badania wykazują, że mieszkańcy Niemiec pokonują dziennie 40 km, tzn. wykorzystują tylko 1/4 potencjału baterii, i to tylko wtedy gdy cała droga jest pokonywana samochodem. Wynika stąd, że znacznie wygodniej i taniej w długich podróżach byłoby przewożenie samochodów np. koleją, tzn. korzystać z zalet intermodalności.
W przewozach gospodarczych, np. dostawczych czy pocztowych, samochód elektryczny jest całkowicie wystarczający. Ponadto należy zauważyć, że częste wykorzystywanie, tj. częste ładowanie, jest korzystne, ponieważ jest ono o połowę tańsze od tankowania benzyny: na początku 2009 r. zużycie 20 kWh kosztowało ok. 4 €, natomiast równoważne zużycie 6 litrów benzyny na 100 km kosztowało 8,50 €. Problemem przestaje być także infrastruktura ładowania: potrzebna jest jedna wtyczka w domu i w rzadszych przypadkach dodatkowa w miejscu pracy.
Jakie są perspektywy rozwoju samochodu elektrycznego? Japonia stała się liderem w dziedzinie rozwiązań hybrydowych, zaś USA i Chiny pracują nad pojazdami o napędzie czysto elektrycznym, a Francja realizuje ambitny program narodowy w tej dziedzinie. Dla Niemiec ważne jest umocnienie pozycji kraju w zakresie techniki samochodowej oraz technologii ekologicznych. Federalne Ministerstwo Środowiska zrealizuje do 2011 r. projekty w ramach prac badawczych o wartości 100 mln €. W 2011 r. ma pojawić się na rynku pierwszy niemiecki samochód elektryczny. Ministerstwo Ochrony Środowiska będzie wspierać proekologiczne rozwiązania.
Oprac. J. Ostaszewicz
Data utworzenia: 18/05/2010 @ 10:35
Ostatnie zmiany: 18/05/2010 @ 10:35
Kategoria: BI Numer 2010/04
Strona czytana 419 razy
 Podgląd wydruku
 Wersja do druku
|
Katalogi on-line
Katalogi on-line
3. Transport samochodowy
wizyt online
Góra