- Sprawność silników spalinowych sięga najwyżej 45 proc.
- A elektrycznych? Realnie 70 proc.
- Sam silnik elektryczny potrafi zamienić ponad 90 proc. energii elektrycznej na ruch
- Przy tej samej ilości zielonej energii elektrycznej samochód elektryczny może przejechać nawet sześć razy dalej niż auto na e-paliwo – twierdzi niemiecki fizyk
Silniki elektryczne megawydajne
W rozmowie z austriackim „Der Standard” Johannes Kückens, fizyk i popularyzator nauki, stawia tezę, która dla części branży motoryzacyjnej brzmi jak wyrok. Samochód elektryczny, startując z tego samego punktu, czyli z energii elektrycznej – potrafi przejechać nawet sześć razy więcej niż auto spalinowe napędzane paliwem syntetycznym. Nie dlatego, że jest „modniejsze” czy lepiej dotowane, ale dlatego, że omija fundamentalne ograniczenia silnika cieplnego – pisze w materiale en.clickpetroleoegas.
Kückens zwraca uwagę na nadużywane w debacie pojęcie „wydajnych silników spalinowych”. Benzynowe i wysokoprężne jednostki napędowe, niezależnie od stopnia zaawansowania technologicznego, podlegają drugiej zasadzie termodynamiki. Oznacza to, że nigdy nie są w stanie zamienić całej energii powstałej ze spalania paliwa na ruch. Duża jej część musi zostać rozproszona w postaci ciepła.
Nawet w warunkach laboratoryjnych sprawność najlepszych silników benzynowych sięga około 40 procent, a diesli do 45. W realnym ruchu drogowym, z przyspieszaniem, hamowaniem i zmiennym obciążeniem, efektywność spada do około 25 procent.
Zdaniem niemieckiego fizyka to granica, której nie da się znacząco przesunąć. Oczekiwania, że silniki spalinowe osiągną kiedyś sprawność rzędu 80 czy 90 procent, określa wprost jako pozbawione podstaw naukowych. Ten argument szczególnie mocno uderza w narrację promującą paliwa syntetyczne jako uniwersalne rozwiązanie problemu emisji.
E-paliwa powstają z odnawialnej energii elektrycznej, wodoru i wychwyconego z atmosfery CO₂. Proces brzmi obiecująco, ale (jak podkreśla Kückens) na każdym etapie generuje straty energii. Elektroliza wody, synteza paliwa, transport, a na końcu spalanie w silniku cieplnym sprawiają, że do kół trafia niewiele ponad 10 procent energii, którą włożono na samym początku. W praktyce oznacza to, że przy tej samej ilości zielonej energii elektrycznej samochód elektryczny może przejechać nawet sześć razy dalej niż auto na e-paliwo!
Dla porównania, sam silnik elektryczny potrafi zamienić ponad 90 procent energii elektrycznej na ruch. Po uwzględnieniu strat związanych z ładowaniem i przesyłem energii całkowita sprawność auta elektrycznego w realnym użytkowaniu sięga około 70 procent.
Nawet w zestawieniu z samochodami spalinowymi na paliwa kopalne różnica pozostaje ogromna, bowiem pojazd elektryczny potrafi przejechać około trzykrotnie więcej, wykorzystując tę samą ilość energii pierwotnej.
Polityczna wańka wstańka
Te wyliczenia nie pojawiają się w próżni. Wręcz przeciwnie, bo trafiają w sam środek politycznego sporu w Unii Europejskiej. Kilka dni temu Rada i Parlament Europejski uzgodniły wiążący cel redukcji emisji gazów cieplarnianych netto o 90 procent do 2040 roku w porównaniu z poziomem z 1990 r.
To kolejny, bardzo wyraźny sygnał, że kurs na neutralność klimatyczną do 2050 roku pozostaje niezmienny. Jednocześnie Bruksela wciąż podtrzymuje horyzont 2035 roku jako punkt graniczny dla sprzedaży nowych samochodów emitujących CO₂, choć coraz częściej mówi się o elastycznościach i wyjątkach.
Wielotorowa strategii Toyoty
Właśnie w tej luce próbują odnaleźć się producenci tacy jak Toyota, która otwarcie stawia na strategię wielotorową i mocno akcentuje rolę hybryd. Akio Toyoda wielokrotnie podkreślał, że nie wierzy w szybkie i pełne zdominowanie rynku przez auta bateryjne, wskazując na koszty, infrastrukturę i zróżnicowanie rynków poza Europą. Według jego prognoz udział aut elektrycznych globalnie może ustabilizować się w okolicach 30 procent.
Kückens nie atakuje jednak żadnej marki wprost. Jego argumentacja dotyczy systemu jako całości – efektywności energetycznej, zapotrzebowania na zieloną energię i skali, jakiej wymagałoby oparcie mobilności na paliwach syntetycznych. W kontekście unijnego celu redukcji emisji o 90 procent do 2040 roku oznaczałoby to konieczność wytwarzania znacznie większych ilości energii odnawialnej, by osiągnąć ten sam efekt transportowy.
W tle pozostają też kwestie eksploatacyjne. Elektryczny układ napędowy jest prostszy mechanicznie, ma mniej ruchomych części i z reguły wymaga mniej serwisowania. Baterie, choć wciąż budzą emocje, coraz częściej projektowane są z myślą o recyklingu, a europejskie moce w tym zakresie systematycznie rosną.
Opracował: OW
