Sodobni električni avtomobili so med nami že več kot 10 let. Razvoj je bil v tem obdobju hiter. Od prvega Nissan Leafa z dosegom 117 km do današnjih modelov, od katerih imajo številni doseg nad 500 km. Zaradi hitrega razvoja, ki mu je včasih težko slediti, v medijih še vedno zasledimo trditve glede električnih avtomobilov, ki ne držijo več. Zato si bomo v tem prispevku ogledali, kaj nam električni avtomobili trenutno nudijo, napotke za nakup in uporabo ter primerjavo z avtomobili na fosilna goriva glede obremenitve okolja.
Delovanje
Na prvi pogled se električni avtomobili ne razlikujejo bistveno od tistih z motorjem na notranje izgorevanje. Edini opazni razliki sta odsotnost izpušnih cevi zadaj in hladilnih rež spredaj. V notranjosti je običajno edina razlika v instrumentih na armaturni plošči, ki kažejo napolnjenost baterije in stopnjo porabe oz. regeneracije (polnjenja baterije ob zaviranju ali vožnji po klancu navzdol). Prava razlika pa je v pogonskem sistemu, se pravi v motorju in shranjevanju energije za vožnjo.
Motor
Električni avtomobili namesto motorja na notranje izgorevanje za pogon uporabljajo električni motor, ki ima velik navor v širokem razponu obratov, zato avto nima menjalnika. Poleg tega motor deluje pri nizkih temperaturah in brez visokih tlakov, zato je poceni in ne potrebuje vzdrževanja, npr. menjave olja, svečk, izpušnih cevi, … Ker ni eksplozij v cilindrih, so električni motorji tudi zelo tihi.
Baterije
Namesto rezervoarja za gorivo ima električni avtomobil baterijo, ki je običajno nameščena v osrednjem delu pod kabino, kar zagotavlja nizko težišče. Podobno kot motor tudi baterija ne potrebuje vzdrževanja.
Za razliko od motorja so baterije precej nova tehnologija in se še vedno izboljšujejo. Čeprav jih v splošnem imenujemo litij-ionske baterije, gre tu za več različnih kemijskih sestav. V avtomobilih so se do pred kratkim skoraj izključno uporabljale baterije NMC (nikelj, mangan, kobalt, poleg litija), ker imajo veliko kapaciteto na kilogram. Danes se še vedno uporabljajo v avtomobilih z najdaljšim dosegom. Druga vrsta baterij, ki v zadnjem času doživlja velik razmah, so baterije LFP (litij, fosfor, železo), ki imajo nekoliko manjšo kapaciteto na kilogram. Zato se uporabljalo v avtomobilih s srednjim dosegom. V primerjavi z baterijami NMC so cenejše, sestavine so široko dostopne (ni potreben kobalt iz Konga, …) in z uporabo precej počasneje izgubljajo kapaciteto. Zdržijo petkrat več ciklov kot NMC baterije, kar pomeni, da bi lahko z njimi prevozili več kot milijon kilometrov, preden bi bila potrebna zamenjava oz. bi prej zamenjali avto kot baterijo. Poleg tega so varnejše, ker težje zagorijo. Z razvojem lahko v prihodnosti pričakujemo vedno več avtomobilov s to vrsto baterij.
Življenjska doba baterije
Večina proizvajalcev ima garancijo na baterijo 8 let uporabe ali 160.000 prevoženih km, kar nastopi prej. V tem času jamčijo, da ohrani vsaj 70 % prvotne kapacitete. Ker lahko računamo, da si proizvajalci ne želijo stroškov z menjavo baterij v garancijskem roku, bodo baterije zdržale precej več. Na voljo so tudi že podatki za Tesle za daljše obdobje, ki kažejo, da se nekajodstotno zmanjšanje kapacitete zgodi v prvih letih, potem pa se kapaciteta ustali na okoli 90% prvotne. Po neuradnih izjavah bodo baterije v novih Teslinih vozilih preživele avto (400.000 do 500.000 km).
Življenjska doba baterije je odvisna tudi od načina uporabe, več o tem pa v nadaljevanju.
Kaj pa po koncu uporabe baterije v avtomobilih? Ker ima takrat baterija še okoli 70 % kapacitete, je še vedno uporabna za shranjevanje električne energije iz obnovljivih virov. Šele po tej uporabi bo potrebno recikliranje.
Doseg
Doseg električnega avtomobila je odvisen od kapacitete baterije in izgub, ki se ustvarjajo med vožnjo. Največji vpliv na izgube ima zračni upor, zato imajo manjši avtomobili pri enaki kapaciteti baterije večji doseg. Zelo pomembna je tudi hitrost, saj zračni upor narašča s kvadratom hitrosti, zato počasneje pridemo dlje. Kadar nismo prepričani, če je v bateriji dovolj energije, da pridemo do cilja, zmanjšamo hitrost vožnje.
Pomemben dejavnik je tudi način vožnje. Enakomerna vožnja z zmernim pospeševanjem in malo zaviranja pomeni manjšo porabo.
Na doseg vpliva tudi zunanja temperatura, saj imajo električni avtomobili pri 0°C okoli 20 % manjši doseg. Večina avtomobilov zato omogoča ogrevanje baterije in avtomobila z vklopom preko aplikacije, ko je avto še priključen na omrežje, preden se odpeljemo.
Doseg nekoliko zmanjšujejo tudi dodatni porabniki kot sta gretje in klimatska naprava. Radio na doseg ne vpliva opazno.
Kaj pa klanci? Pri vožnji v klanec je poraba seveda večja, saj moramo poleg premagovanja zračnega upora pridobiti še višino. Obstaja pa tu pomembna razlika – potencialno energijo avtomobila pri spustu lahko porabimo za polnjenje baterije in tako del električne energije, ki smo jo porabili za vzpon, dobimo povrnjen. Tukaj imajo električni avtomobili bistveno prednost pred klasičnimi, ki energijo vedno le trošijo (pretvarjajo v toplotno).
Kot smo videli, sta poraba in s tem doseg odvisna od veliko dejavnikov, zato je realni doseg pravzaprav težko definirati. Podobno kot pri klasičnih avtomobilih, kjer dejanska poraba nikoli ni enaka tisti iz specifikacij.
Zato je tudi preostali doseg, ki ga vidimo v avtomobilu na armaturni plošči, vedno le okviren. Avto namreč ne more vedeti, kako bomo vozili v prihodnosti. Nekateri avtomobili upoštevajo tudi razmere na poti (klance, dovoljeno hitrost), če smo v navigacijo vnesli cilj, kar izboljša oceno.
V pomoč pri nakupu avtomobila so nam rezultati WLTP testa (Worldwide Light Vehicles Test Procedure), ki so običajno podani med proizvajalčevimi tehničnimi podatki, lahko pa si ogledamo tudi podrobnejše podatke na nekaterih spletnih straneh, npr. podatkovno zbirko o električnih vozilih.
Kaj je WLTP?
WLTP je standardni način merjenje dosega električnih vozil, ki vključuje speljevanja, pospeševanja, ustavljanja in vožnjo pri različnih hitrostih. Praviloma je doseg v realnih razmerah manjši od izmerjenega. Razlogov je več, med drugim tudi to, da WLTP test ne upošteva dodatnih porabnikov, kot je npr. klima in da dejanska vožnja ni enaka tisti med testom. Razlikuje se povprečna hitrost, število speljevanj, pospeševanj, zaviranj …
Na voljo je tudi drugi del zapisa o električnih avtomobilih, kjer se avtor dotika predvsem cene, napotkov pred nakupom in ob nakupu električnih vozil.
Električni avto vsekakor ima potencial, vendar je sedanje forsiranje izključno na škodo porabnikov, predvsem tistih najrevnejših, ki si drage igrače ne morejo privoščiti. Tudi funkcionalnost še precej zaostaja za motorjem na notranje izgorevanje. Poleg tega ni zagotovljeno dovolj električne energije, še manj prenosnih kapacitet. Res zanimivo bo videti, ko bo realnost trčila v birokrate in njihove botre.
Res je, da so predragi za najrevnejše. Ampak če jih nihče ne bo kupoval, tudi rabljenih ne bo nikoli na tržišču. Zeleni prehod pa je najpomebnejši ravno za najrevnejše, ker nimajo sredstev za prilagajanjae (beri: dražjo hrano, hlajenje, …)
Razen časa polnjenja je el. avto v večin parametrov boljši od klasičnega. Ker pa gremo od doma vedno s polnim, se to ne pozna veliko. Pri 15000 km/leto se ustavim na polnilnici le nekjakrat na leto po 10-20 min, toliko da pridem do doma.
Ostalo glejte spodaj oz. bo opisano v drugem delu.
Zanime me:
1) Vse vrste baterij vsebujejo težke kovine, ki so škodljive za človeka. Kaj kažejo strokovne analize v zvezi z onasnežavanjem z elementi baterij?
2) Tudi električni avtomobili porabljajo energijo. Za koliko se bo povečala porabe električne energije?
3) Če preidemo 100 % na električne avtomobile, bo električno omrežje najbrž preobremenjeno. Ali so v Sloveniji kakšni načrti za temeljito prenovo električnega omrežja?
4) Električni avtomobili so precej težji od bencinskih. Za koliko se bo povečala obraba cest? Obraba nikakor ni sorazmerna s težo avtomobila.
5) Izgube energije v slovenskem elektroomrežju so nekaj deset odstotkov. To izgubo je treba tudi prišteti k onasneževanju električnih avtomobilov. Ali smo na boljšem glede izkoristka energije, če imamo namesto mnogo malih onasneževalcev enega velikega, ki se mu reče elektrarna?
Strinjam se, da bencinski avtomobili povzročajo onasneževanje, toda če si hočemo ustvariti realno sliko, je treba upoštevati vse dejavnike.
P.S. Vozim se z majhnim bencinarjem, ki porabi manj goriva kot povprečen hibrid.
1. Kdmija, živega srebra, svinca in arzena še nisem zasledil med sestavinami baterij. Od kje vam ta podatek?
2. Poraba se bo povečala za okoli 15%. Podrobnosti v drugem delu članka.
3. Če načrtov še ni, to ni razlog za nauporabo, ampak za pritisk na odgovorne, da to čimprej uredijo.
4. Res je. Ampak masa SUVja se npr. še bolj razlikuje od mpr. Clia, pa še nikoli nisem slišal poziva, naj se zaradi obrabe cest prepove SUVje. Skratka, razliko v teži bi enostavno izničili tako, da bi se vozili z manjšimi avtomobili. Ampak oboroževalna tekma na cestah je že druga tema.
5. Termoelektrarne bomo itak morali zapreti. Vseeno, elektrarna ima boljši izkoristek kot avtomobilski motor, poleg tega ima nameščene filtre, ki jih avtomobili nimajo in ne spušča plinov nam naravnost pod nos. Je pa res, da premog proizvede več CO2.
Priznam, da nisem strikovnjak za onasnežaevanje, toda ko so pričelu uvajati bencin, so strokovnjaki govorili, da bo to nekaj čistega v primerjavi z konjskimi ali živinskimi iztrebki. Gotovo niso nevarni samo živo srebro, kadmij, arzen in svinec. Ti elementi so tudi po mojem poznavanju najbolj nevarni. Kje so meje, se tudi strokovnjaki sprašujejo. Črno-belo gledanje na probleme, je nevarno. Marsikateri uporaben podatek se lahko dobi na https://www.maplecroft.com/insights/analysis/nickel-a-green-energy-necessity-with-grave-environmental-risks/ (nikelj), G. R. Evans, L. N. Masullo: Manganese Toxicity (mangan), L. Leyssens, B. Vinck, C. Van Der Straeten, F. Wuyts , L. Maes: Cobalt toxicity in humans-A review of the potential sources and systemic health effects (kobalt), S. A. Hedya, A. Avula, H. D. Swoboda: Lithium Toxicity (litij), M. S. Razzaque: Phosphate toxicity: new insights into an old problem (fosfor).
Baterije s sestavo LFP, ki so omenjene v članku ne vsebujejo kobalta in mangana. Najbolj nevaren pa je svinec, ki ga imajo tudi klasični avtomobili v akumulatorju kar nekaj kilogramov, lovci pa ga veselo streljajo po poljih.
Vidi se, da si velik navdušenec nad električnimi avtomobili.
To, da bomo trenutne porabe energije nadomestili v celoti, je velika iluzija. Poleg tega redke zemlje in kovine so ekološko sporne – tu gledam celotno zeleno energijo. Pa vprašanje je, ali jih je dovolj – odgovor – zelo verjetno ne.
Avtomobili imajo tudi filtre in dizli so danes zelo čisti.
Z električnimi avtomobili bi bilo vse v redu, če bi izpolnjevali vsaj naslednje pogoje:
– imeti bi morali realen doseg vsaj 800 km
– njihov akumulator bi se dalo napolniti nekje v četrt ure
– električen avto ne bi stal več kot enak bencinski
– in če bi obstajalo zadostno število javnih polnilnic (ta pogoj bo najtežje doseči).
Zaenkrat se nobenemu teh pogojev še nismo niti približali, mogoče še najbolj pri ceni. Kar se tiče zadostnega števila polnilnic, se zdi, da se situacija celo poslabšuje, saj število električnih avtomobilov na eno delujočo polnilnico hitro narašča.
Nihče pa še ni resno obravnaval, kje dobiti dodatne količine električne energije v času, ko se centrale celo zapira in kam z velikim številom odpadnih akumulatorjev. Zato je razmišljanje o prepovedi izdelave avtomobilov s klasičnimi motorji mnogo preuranjeno, skoraj samomorilsko.
Vsekakor se strinjam, da je leto 2035 hudo preveč optimistično za prepoved klasičnih avtomobilov.
Predvsem sem proti temu, da me evropski birokrati omejujejo na vseh področjih.
Brez jedrskih elektrarn, ne bo elektrike – če že premog preganjamo.
Moje izkušnje kažejo, da je 450 km realnega dosega dovolj (dvakrat sem bil v Mainzu pri Frankfurtu). Tudi moč polnjenja 125 kW je sprejemljiva. Dobijo se pa tudi že modeli z večjim dosegom in dvojno močjo polnjenja. Razvoj pa še ni končan.
Cena je trenutno še višja, ampak se razlika v nekaj letih pokrije s ceno goriva in cenejšim vzdrževanjem.
Za javne polnilnice so problem zlasti pred bloki in tukaj nas čaka največ dela.
Doslej se mi še ni zgodilo da bi čakal na polnilnico, razen na brezplačno. K sreči jih je vedno manj.
Odpadne baterije se že reciklirajo. Za razliko od izpušnih plinov klasičnih avtomobilov vsebujejo dragocene kovine, zato se izplača.
Mogče se bo kdaj splačalo imeti EV, vendar potem ne bi bilo potrebno prepovedati bencinskega, saj bi trg izrnil slabšo tehnologijo. Tako pa se zdi, da EV niso konkurenčna, zato jih je potrebno uporabnikom vsiliti. Poleg tega nasilje rodi protinasilje in že imamo skupine, ki prav zaradi nasilnega uvajanja nikoli ne bo sprejla EV. Živi in pusti živeti bi moral biti moto, moraliziranje o globalnem segrevanju, pa je samo moraliziranje, no za nekatere v ozadju precej dobičkonosno. Koristni idioti pa so samo to in nič več.
Če bi šlo samo za globalno segrevanje (ki ga znanstveno dokazano povzroča človek), bi se glede (ne) ustreznosti prepovedi strinjal z vami. Ker pa se v službo vozim s kolesom skoraj celo leto tik ob Ljubljanski štiripasovnici, pa prepoved podpiram. Ne pozabimo, da gre samo za prepoved prodaje novih avtomobilov, torej bodo avtomobili na fosilna goriva še dolgo z nami.
Globalno segrevanje je znanstveno dokazano kombinacija narave in človeka. Nihče pa ne zna povedati, kakšen je delež, ki ga povzroči človek.
In kaj boš pridobil kot kolesar? Večje varnosti ne bo.
In prepoved je vsekakor prehitra.