Czy w przyszłości będziemy nadal tankować auto na stacjach benzynowych, czy podłączać je do kontaktu? A może wygra elektryczno-spalinowy kompromis, czyli auto hybrydowe?
Od zarania motoryzacji trwa spór, jaki silnik najlepiej umieszczać w samochodzie: elektryczny czy spalinowy. Na początku XX wieku w USA było więcej aut na prąd niż na benzynę i również w Europie elektryczne samochody przeżywały wtedy dni chwały. Pierwszym samochodem, który pokonał barierę prędkości 100 km/godz., był w 1899 r. pojazd La Jamais Contente (Wiecznie Niezadowolona) właśnie o napędzie elektrycznym, skonstruowany przez Belga Camille’a Jenatzy’ego. Wtedy o pędzie z taką prędkością konstruktorzy aut z silnikami spalinowymi mogli tylko marzyć.
Jednak po I wojnie światowej elektryczne auta wymiotło z rynku. Pojazdy z silnikami spalinowymi okazały się praktyczniejsze. Elektryczne samochody znalazły się na marginesie rynku i najczęściej kierowcy oglądali je jako prototypy na targach motoryzacyjnych. W ostatniej dekadzie politycy w rozwiniętych państwach świata zaczęli jednak promować elektryfikację motoryzacji.
Efekty są skromne. Kanclerz Niemiec Angela Merkel zapowiadała, że do 2020 r. na niemieckich drogach będzie 1 mln aut na prąd. Ale w zeszłym roku w Niemczech zarejestrowano ok. 3 tys. takich pojazdów – 1 promil wszystkich nowych rejestracji. W USA prezydent Barack Obama w pierwszej kadencji zapowiadał, że w 2015 r. na drogi Stanów Zjednoczonych będzie wyjeżdżać 1 mln samochodów elektrycznych. Ale w zeszłym roku stanowiły one niespełna 1 proc. aut kupionych przez Amerykanów. Przy tym większość z nich oprócz silnika elektrycznego miała pod maską także silnik spalinowy. Takie samochody nazywa się hybrydowymi. I patrząc na pojazdy wystawiane w tym roku na targach samochodowych w Detroit i Genewie, można dojść do wniosku, że w najbliższych latach właśnie takich aut będzie coraz więcej na drogach.
Napęd mieszany
„Hybrida” to po łacinie mieszaniec, krzyżówka. Napęd hybrydowy to zatem połączenie dwóch różnych rodzajów napędu. Najpopularniejszym kiedyś pojazdem o napędzie hybrydowym były motopedy, czyli rowery z pomocniczym silniczkiem spalinowym ułatwiającym pokonywanie dalszych tras czy jazdę pod górę.
Dziś w motoryzacji słowo „hybryda” kojarzy się głównie z autem, które ma jednocześnie silniki spalinowy i elektryczny.
Tankowanie auta z silnikiem spalinowym zajmuje kilka minut, a na pełnym baku można przejechać kilkaset kilometrów, po autostradzie ze znaczną nawet prędkością.
Natomiast pełne naładowanie akumulatorów w elektrycznym samochodzie zajmuje kilka godzin, a przeciętne auto na prąd przejeżdża do wyładowania akumulatorów poniżej 200 km. Łatwiej też znaleźć stację benzynową niż punkt ładowania elektrycznych aut.
Współczesne samochody tylko na prąd zwykle ustępują także autom z silnikami spalinowymi pod względem maksymalnej prędkości. Mogą je za to przewyższać w przyspieszeniu. A przede wszystkim nie mają rur wydechowych, z których wydobywają się trujące spaliny.
Kompromisowe rozwiązanie to połączenie silnika elektrycznego ze spalinowym. Auto o takim mieszanym napędzie będzie nadal spalać benzynę czy olej napędowy, ale mniej niż auto tylko z silnikiem spalinowym i emitując też mniej spalin. Jednocześnie umożliwi jazdę na dalekie trasy bez martwienia się o szukanie ładowarki i nie wlokąc się na autostradzie za innymi samochodami.
Pierwsze seryjne auto na świecie z takim hybrydowym napędem zaczął w 1997 r. produkować japoński koncern Toyota; nadał mu nazwę Prius.
Ryzyko awangardy
– Uważam, że silniki spalinowe mają jeszcze co najmniej 50 lat przyszłości. A optymalnym na najbliższą przyszłość rozwiązaniem jest napęd hybrydowy łączący silnik spalinowy z elektrycznym – mówił mi dyr. Kazuo Okamoto z Toyoty podczas prezentacji pierwszej wersji Priusa. Japoński koncern konstruował to auto od początku lat 90. zeszłego wieku. Wydawało się to ekstrawagancją. W ostatniej dekadzie XX wieku ceny ropy naftowej były bardzo niskie i zaczęły piąć się dopiero dwa lata po premierze Priusa.
Początkowo Toyota zamierzała sprzedawać 1 tys. priusów miesięcznie. W Japonii kosztowały ok. 17,2 tys. dol. za sztukę, o 8 tys. dol. więcej od porównywalnej wersji popularnej Toyoty Corolla ze spalinowym silnikiem. Było jasne, że ten innowacyjny pojazd szybko nie przyniesie zysków.
Ale menedżerowie Toyoty wierzyli w przyszłość swojego wynalazku i z właściwą Japończykom systematycznością dbali o jego popularyzację i rozwój.
W 2003 r. koncern przedstawił Priusa kolejnej, udoskonalonej generacji i to auto stało się modne także w Kalifornii, gdzie zostało np. dopuszczone do jazdy po buspasach. Toyota zaczęła też montować hybrydowy napęd w kolejnych modelach swoich aut, także prestiżowej marki Lexus.
Pierwszy milion aut o napędzie hybrydowym Toyota sprzedała w maju 2007 r., niemal dekadę od premiery Priusa. Potem poszło z górki. Na drugi milion w sprzedaży hybrydowych pojazdów Toyota czekała już tylko do lipca 2009 r., a w marcu tego roku koncern przekroczył próg sprzedaży 5 mln takich aut.
W zeszłym roku Toyota pierwszy raz sprzedała też ponad 1 mln aut hybrydowych w jednym roku kalendarzowym.
Wielość hybryd
Skonstruowany przez Toyotę system Hybrid Synergy Drive (zwany czasem „w pełni hybrydowym”) to dzieło wyrafinowanej roboty inżynierów. Ten system napędowy obejmuje silnik elektryczny (czasem dwa) i silnik spalinowy, podłączone do wspólnej przekładni. W tym systemie może pracować tylko silnik elektryczny lub spalinowy albo pracują jednocześnie oba silniki, a komputer decyduje, ile mocy będzie pochodzić z napędu elektrycznego, a ile ze spalinowego.
W normalnych warunkach samochód z takim napędem rusza i przy niewielkiej prędkości jest napędzany tylko silnikiem elektrycznym, a silnik spalinowy uruchamia się dopiero przy szybszej jeździe. Gdy potrzeba więcej mocy – np. podczas przyspieszania lub podjeżdżania pod górę – pracują oba silniki. Komputer może też włączyć silnik spalinowy, jeśli trzeba doładować akumulatory, a dodatkowo są one ładowane energią odzyskiwaną w czasie hamowania.
Dwa lata temu pojawiła się też Toyota Prius „z wtyczką” (plug-in), czyli pozwalającą doładować akumulatory na postoju. To pozwala jeździć jeszcze dłużej bez wypuszczania spalin w powietrze.
W konstrukcji pojazdów „z wtyczką” wyprzedziły jednak Toyotę inne koncerny (np. Renault lub General Motors) pracujące nad autami z „łagodnym” napędem hybrydowym (mild hybrid).
W takich pojazdach silnik elektryczny lub spalinowy pełnią funkcję pomocniczą. Np. silnik elektryczny służy do uruchomienia samochodu i wspomaga silnik spalinowy podczas przyspieszania, ale samodzielnie nie może napędzać samochodu. W produkowanym przez GM aucie Chevrolet Volt (i bliźniaczym Opel Ampera) napęd zapewnia silnik elektryczny, a silnik spalinowy działa jak prądnica.
Także w takich „łagodnych” hybrydach można doładować akumulatory energią odzyskiwaną podczas hamowania oraz montować wtyczkę do ładowania akumulatorów na postoju.
Przed rokiem we Francji koncern Peugeot zaczął sprzedawać model auta 3008 HYbrid4, pierwsze na świecie auto hybrydowe z silnikiem Diesla. Jednak nie jest to „pełna hybryda” – oba silniki są montowane na odrębnych osiach napędowych, a silnik elektryczny wspomaga spalinowy. Efekt i tak był dobry – to auto spala średnio tylko 3,8 l paliwa na 100 km.
Zaledwie 0,9 l na 100 km ma spalać „łagodna” hybryda Volkswagen XL-1 napędzana dwucylindrowym silniczkiem Diesla o pojemności 800 cm sześc. i elektrycznym silnikiem o mocy 27 KM. Ale jak wskazuje litera „X” w nazwie tego auta, jest to pojazd eksperymentalny i VW zamierza wyprodukować tylko 250 sztuk takiej hybrydy.
Niestety, ceny aut hybrydowych nie są jeszcze na kieszeń najmniej zamożnych kierowców. Najtańsza wersja pięciodrzwiowej Toyoty Yaris Life z silnikiem benzynowym o pojemności 1 l kosztuje u nas 41,7 tys. zł, a za najtańszą wersję pięciodrzwiowej Toyoty Yaris z napędem hybrydowym trzeba zapłacić 66,1 tys. Wprawdzie hybrydowa Toyota Yaris ma bogatsze standardowe wyposażenie, jeździ dynamiczniej i spala średnio tylko 3,5 l benzyny na 100 km (o 1,3 l mniej niż najtańszy pięciodrzwiowy model Yaris na benzynę), ale dla mniej zamożnych kierowców taka różnica w cenie jest znacząca. Polscy kierowcy nie mogą też liczyć na dotacje, które na Zachodzie obniżają cenę aut hybrydowego. Pozostaje nam liczyć na to, że z czasem dzięki konkurencji takie pojazdy staną się dla nas bardziej dostępne.
Tekst pochodzi z serwisu Wyborcza.biz, Andrzej Kublik
