Elektromobilność stanowi kluczowy czynnik w rozwoju zrównoważonej energetyki, ze względu na duży potencjał wzrostu, który może pozytywnie wpłynąć również na inne sektory gospodarki. Co więcej, elektromobilność w Polsce korzystnie wpływa na jakości powietrza i umożliwia ograniczenie smogu w wielu miastach Polski.
Szacuje się, że do 2050 roku, emisja spalin zostanie ograniczona o 90% i tym samym drastycznie zmniejszy się emisja dwutlenku węgla do atmosfery. Zgodnie z badaniem Freien Universität Brüssel, na zlecenie think tank Transport & Environment (T & E), ślad węglowy napędu elektrycznego jest zasadniczo lepszy niż w silniku spalinowym, nawet jeśli samochód elektryczny będzie ładowany z sieci z dużym udziałem węgla, co ma miejsce w Polsce. Naukowcy zakładają bilans CO2 na poziomie około 90 gramów na kilometr w średniej UE.
W krajach o największej intensywności emisji gazów cieplarnianych – w Polsce i Niemczech, pojazdy elektryczne osiągają niższe wartości emisji zanieczyszczeń (w tym emisje podczas produkcji akumulatora i samego pojazdu) niż samochód z silnikiem diesla. Korzystając z danych zawartych na rysunku, pojazd elektryczny emituje o 25% mniej CO2 w całym okresie jego eksploatacji, podczas gdy w Szwecji pojazdy te emitują nawet 85% mniej związków szkodliwych dla zdrowia.
Czytaj: Auta elektryczne w Polsce. Co najbardziej wstrzymuje ich rozwój?
Rozwój elektromobilności w Polsce na szeroką skalę wymaga przygotowania nowoczesnej infrastruktury ładowania, a także modernizacji sieci elektroenergetycznej, która pozwoliłaby na pokrycie zapotrzebowania dodatkowego obciążenia.
Kolejnym kluczowym elementem w rozwoju elektromobilności jest optymalizacja pracy akumulatorów. Do pełnego przejścia rynku motoryzacji na pojazdy elektryczne wymagana jest poprawa ich parametrów, zwłaszcza: prędkość, zasięg i czas ładowania. Odpowiednie modele biznesowe i koncepcje marketingowe zwiększają popyt na samochody elektryczne, np. poprzez istniejące lub nowe koncepcje car-sharingu.
Jak działają samochody elektryczne?
Istnieją różne koncepcje napędu pojazdów elektrycznych, które różnią się rodzajem i stopniem elektryfikacji.
Pojazd elektryczny
Elektromobilność powstała w 1898 roku wraz z budową pierwszego pojazdu elektrycznego – Lohner-Porsche. Zasada działania samochodu elektrycznego jest dość prosta – koła napędzane są silnikiem elektrycznym, a niezbędna energia jest magazynowana w akumulatorze. Różnica w stosunku do silnika spalinowego polega na tym, że silnik elektryczny przenosi maksymalną moc na koła napędowe nawet podczas rozruchu, dzięki czemu można osiągnąć wysoką dynamikę jazdy. Ponadto, w samochodzie elektrycznym, z racji wykorzystania silników elektrycznych nie ma konieczności zmiany biegów podczas jazdy. Większość samochodów elektrycznych jest wyposażona w jeden bieg, dla całego zakresu dostępnych prędkości, oraz bieg wsteczny.
Pojazdy hybrydowe
Pojazdy hybrydowe łączą dwa różne układy napędowe: silnik spalinowy i silnik elektryczny. Zatem zalety silnika spalinowego (szybkie tankowanie, duży zasięg) są łączone z wydajnością silnika elektrycznego. Istnieją dwa typy: hybrydowy równoległy i szeregowy.
Zobacz też: Miedź napędza transformację energetyczną w transporcie
Równoległa hybryda
W hybrydzie równoległej pojazd może być napędzany zarówno przez silnik spalinowy, jak i silnik elektryczny. Silniki mogą pracować jednocześnie lub niezależnie od siebie. Aby uzyskać optymalną sprawność, korzystniej jest wykorzystywać silnik elektryczny w momentach największego obciążenia, tzn. podczas ruszania z miejsca i przyspieszania.
Szeregowa hybryda
Inaczej jest w szeregowej hybrydzie – pojazd napędzany jest wyłącznie silnikiem elektrycznym, a silnik spalinowy nie jest połączony w żaden sposób z osią napędową. Zadaniem silnika spalinowego jest napędzanie generatora przy optymalnej liczbie obrotów i obciążeniu. Generator z napędem spalinowym ładuje akumulator lub bezpośrednio zasila silnik elektryczny.
Pojazd zasilany wodorem
Innym rozwiązaniem jest pojazd wyposażony w ogniwa paliwowe. Ogniwa znajdujące się w pojeździe są wykorzystywane do przekształcania energii chemicznej w energię elektryczną. Najczęściej, w procesie wykorzystywany jest wodór oraz tlen atmosferyczny. Jeden zbiornik wodoru wystarcza na 500-600 kilometrów jazdy. Jednak produkcja wodoru była dotychczas związana z wykorzystaniem energii elektrycznej generowanej przez konwencjonalne źródeł energii. Pod tym względem wykorzystywanie wodoru nie jest przyjazne dla środowiska, ani nie jest neutralne przy emisji CO2. Rozwiązaniem dla tego problemu jest wykorzystanie energii odnawialnej do produkcji wodoru lub wykorzystanie wodoru, który jest powszechnym produktem odpadowym w przemyśle chemicznym. Takie działania mogą prowadzić do zwiększenia efektywności w zakresie ochrony środowiska i ograniczenia emisji CO2.
