ISTORIJA HIBRIDNIH I ELEKTRIČNIH VOZILA OD PRVIH AUTOMOBILA DO DANAS


04.12.2017
Kada se danas govori o automobilima, uglavnom se misli na vozila sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS motorom) koja energiju crpe iz rezervoara u kojem se nalazi neka vrsta fosilnog goriva (benzin, dizel ili ređe prirodni gas). Međutim, malo je poznato da je situacija pre 100 godina bila dosta drugačija.

Početkom 20. veka na ulici su se mogla naći vozila na parni pogon, električna vozila, kao i vozila sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Od svih ovih tipova vozila, najzastupljenija su bila vozila sa električnim pogonom. Razlog za to je bila činjenica da su vozila sa SUS motorom morala da se fizički pokrenu okretanjem ručice (kurble), što je bio naporan zadatak. Sa pronalaskom elektromehaničkog pokretača SUS motora (anlasera), ovaj problem je rešen.

Glavna prednost vozila sa SUS motorom je bila količina energije koja je mogla da stane u jedan rezervoar, što je direktno uticalo na daljinu koju vozilo može da pređe bez potrebe da se dopuni rezervoar. Pored toga, izvori fosilnih goriva (u prvom planu nafte) činili su se gotovo neiscrpnim. Upravo ovi razlozi presudili su da vozila sa SUS motorom ubrzo istisnu električna vozila iz upotrebe i tokom većine 20. veka predstavljaju jedinu opciju.

Međutim, kako se broj automobila u upotrebi povećavao, tako su se ispoljavale i negativne strane vozila sa SUS motorom. Prvenstveno, kvalitet vazduha i nivo buke u gradskim sredinama su se vidno pogoršali sa porastom broja motornih vozila. Pored toga, društvena svest o globalnom zagrevanju kao posledici ljudskog dejstva se iz godine u godinu povećavala.

Imajući u vidu pored svega toga i neminovnu ograničenost rezervi nafte, stvorila se motivacija za pronalaženje alternative SUS motorima. Tako su električna vozila ponovo dospela u centar pažnje.

Prvi pokušaji u novijoj istoriji da se proizvede vozilo na električni pogon su bili početkom 90-ih godina prolog veka. Kompanija Dženeral Motors 1996. godine uvodi u serijsku proizvodnju model električnog vozila pod imenom „EV1”. U naredne tri godine će ovaj model biti prodat u više od 1.000 primeraka. Međutim, zbog ograničenja tehnologija baterija u tom trenutku, proizvođač odlučuje da zaustavi proizvodnju ovog modela.

Glavni problemi su bili postepeno smanjivanje kapaciteta baterije tokom vremena, a samim tim i smanjivanje dometa vozila. Pored toga, početni domet vozila je bio oko 100 kilometara, što je činilo vozilo nepodobnim za duža putovanja. Iz tih razloga se javlja ideja o kombinovanju klasične tehnologije (SUS motora i rezervoara) sa ekološki prihvatljivijim tehnologijama (elektromotorom i baterijom). Iz te ideje nastaju i prva hibridna električna vozila.

Prvo masovno proizvedeno hibridno električno vozilo – Toyota Prius – pojavljuje se na japanskom tržištu decembra 1997. godine. U naredne tri godine će ovo vozilo biti prodato u više od 50.000 primeraka. Do danas je to vozilo koje je ostvarilo najveći komercijalni uspeh od svih hibridnih električnih vozila sa ukupno 6,1 miliona prodatih primeraka širom sveta. Glavna prednost ovog vozila je mogućnost da se u gradskoj sredini koristi isključivo energija iz baterije, dok bi se pri većim brzinama i daljim putovanjima automatski uključivao i SUS motor koji bi punio bateriju preko generatora. S obzirom na to da vozilo sadrži rezervoar, problem sa dometom je bio rešen.

Međutim, naredni izazov ogledao se u nemogućnosti punjenja baterije bez učešća SUS motora i upotrebe fosilnih goriva, što je sa sobom nosilo svoje negativne strane. Iz tog razloga dolazi do razvoja ideje o hibridnim električnim vozilima koja bi mogla da se pune direktno iz električne mreže.

„Plug-in” hibridna električna vozila (skraćeno „PHEV”), odnosno hibridna električna vozila koja je moguće puniti direktno iz električne mreže, danas su sve zastupljenija na tržištu. Najpoznatiji predstavnici ove grupe vozila su Chevrolet Volt (prodavan u Evropi pod imenom Opel Ampera) i „Mitsubishi Outlander PHEV”, koji zajedno imaju preko 260.000 prodatih primeraka u prethodne četiri godine.

Glavnu prednost ovih vozila predstavlja činjenica da za većinu svakodnevnih potreba korisnika uopšte nije potrebno koristiti gorivo. Većina ovih vozila ima baterijsku autonomiju od oko 50 kilometara, što zadovoljava potrebe prosečnog potrošača. To znači da bi ova vozila mogla da se koriste u toku dana za putovanja kraća od 50 kilometara, a da se, kada se dan završi, ostave da se pune preko noći, kada je cena KWh električne energije manja, a električna mreža rasterećenija.

Međutim, kompromis se sastoji u tome da je za duža putovanja ipak neophodno koristiti gorivo. Pored toga, za korišćenje ovog tipa vozila (kao i potpuno električnih vozila) neophodno je da postoji razvijena infrastruktura javnih stanica za njihovo punjenje.

Iako su „Plug-in” hibridna električna vozila trenutno u vrhu tehnologija motornih vozila, ona ipak predstavljaju samo prelazni stupanj. Njihova glavna prednost je to što imaju dosta veći domet (oko 800 km) u odnosu na klasična električna vozila (tipično oko 200 km). Glavni razlog za mali domet električnih vozila je mali kapacitet baterija u odnosu na njihovu težinu i dimenzije. Odnos između količine energije koji se nalazi u 1 litri goriva i litijum-jonske baterije (kakve se koriste u električnim vozilima) istih dimenzija je čak 100:1.

Prednost električnih nad SUS motorima je znatno viši stepen iskorišćenja (60-80 odsto kod električnih naspram 15-20 odsto kod SUS motora). Međutim, to i dalje nije dovoljno da bi električno vozilo imalo isti domet kao vozilo sa SUS motorom. Da bi se to postiglo neophodno je da odnos bude bliži 5:1, što zahteva dosta ulaganja u razvoj novih tehnologija za izradu baterija, kako bi one imale što veću gustinu energije i što manju cenu.

Činjenica je da će vremenom hibridna ili potpuno električna vozila biti sve zastupljenija na ulicama i da će se broj takvih modela u budućnosti samo povećavati. Takođe je jasno da se to neće desiti preko noći, već da je u pitanju proces koji može da traje i više decenija. Ono što će ubrzati taj proces je volja društva da te promene prihvati i podrži.

Članice EU su potpisale Strategiju Evropa 2020, dokument u kojem je jedan od glavnih ciljeva okretanje obnovljivim izvorima energije. Krajem 2016. godine gornji dom nemačkog saveznog parlamenta (Bundesrat) objavio je da namerava da od 2030. godine ukine prodaju dizel i benzinskih vozila unutar Nemačke. Norveška vlada je iskazala slične namere.

Ovi napori će doprineti tome da električna vozila u budućnosti budu dostupna svima i u stanju da zadovolje sve potrebe ljudi za ekonomičnim i ekološkim prevozom. Što se naše države tiče, ona još uvek blago zaostaje u odnosu na razvijene zemlje. Volja postoji na svim nivoima, ali sa realizacijom stojimo veoma loše.

Energetski portal je iz tih razloga odlučio da za ovo izdanje biltena kao glavnu temu odabere upravo EKO-MOBILNOST, sa idejom da zajedničkim snagama pokrenemo Srbiju po pitanju zelenog saobraćaja, odnosno da izvršimo direktan uticaj na zvanične institucije da se omoguće olakšice uvoznicima i kupcima električnih, hibridnih i vozila sa smanjenom potrošnjom goriva, da se pokrene razvoj infrastrukture električnih punjača i proizvodnje alternativnih goriva, ali i da se ojača svest običnog čoveka da su energetski efikasna i ekološka vozila jedini ispravan pravac ako hoćemo da sačuvamo životnu okolinu za buduća pokolenja.

Ovaj sadržaj je prvobitno objavljen u biltenu Energetskog portala pod nazivom EKO-MOBILNOST, jula 2017. godine. / ENERGETSKI PORTAL SRBIJE

 

 

04.12.2017 · ISTORIJA_HIBRIDNIH_I_ELEKTRIČNIH_VOZILA