Foto: Duško Jaramaz/PIXSELL
MNOGI vide budućnost automobilske industrije u električnim automobilima s akumulatorima koji se brzo pune. Ipak, tako nešto zapravo nije realistično sa znanstvenog stajališta te bismo se trebali usredotočiti na druge opcije, piše Alen Ladavac za Medium.
U nastavku prenosimo dijelove njegova komentara.
"Kako zamišljate osobni prijevoz u nekoj idealnoj budućnosti? Većina ljudi misli da će to izgledati otprilike ovako:
1. Energija će se dobivati iz obnovljivih izvora – poput sunca ili vjetra.
2. Automobili će se puniti pomoću superbrzih punjača.
3. Pohranjena energija koristit će se za pokretanje električnog motora automobila.
Čini se da većina ljudi vjeruje kako je samo pitanje vremena kada će tehnologija uznapredovati dovoljno da takva vozila postanu jeftina i učinkovita.
Unatoč činjenici da brojni proizvođači među publikom stvaraju dojam kako je masovna proizvodnja električnih automobila, koji ni za čim neće zaostajati za onima s motorima s unutarnjim izgaranjem, udaljena samo nekoliko godina, postoje oni koji vjeruju da je proizvodnja takvih vozila nemoguća iz znanstvene perspektive."
"Brzo" punjenje
"Vrijeme potrebno za punjenje akumulatora često se spominje kao nedostatak električnih automobila. Koliko je potrebno da bi se gorivo natočilo u automobil? Jedna minuta? Dvije minute? Svakako mnogo manje od 75 minuta, koliko je trenutno potrebno za punjenje električnih automobila.
Možemo li stvarno očekivati da će punjenje akumulatora u budućnosti postati brže od točenja goriva? Glavni problemi vezani za sporost punjenja trenutno su rezultat određenih ograničenja akumulatora koja bi se u budućnosti eventualno mogla riješiti. Ipak, tu je i problem vezan za kabele.
Tipični akumulator za električne automobile ima energetsku vrijednost od 85 kWh, a puni se oko 75 minuta. To znači da bi se u budućnosti trebao puniti 30 puta brže kako bi električna vozila bila usporediva s vozilima koje pokreće motor s unutarnjim izgaranjem.
Za to bi mu bila potrebna snaga punjenja od 2,5 MW i prikladni kabeli – valja napomenuti da je 1 MW dovoljan da se električnom energijom opskrbi 1000 domova.
Dakle, bilo bi nam potrebno oko 10 paralelnih kabela, od kojih bi svaki bio širok oko 2,5 cm. Zamislite da tako nešto morate redovito ukopčavati u svoj automobil. Da, to se vjerojatno nikada neće dogoditi – ideja o brzom punjenju akumulatora iznimno je nepraktična."
Gustoća pohranjene energije
"Gustoća pohranjene energije odnosi se na količinu energije koja se u nečemu može pohraniti. Što se tiče pohrane energije, akumulatori gorivima poput benzina i dizela nisu ni do koljena.
Akumulator električnog automobila ima oko 500 kg, a spremnik goriva oko 50 kg. Dakle, akumulatori su 10 puta teži, a svejedno 5 puta manje učinkoviti u potrošnji goriva. No to im nije jedina mana.
U svakoj ćeliji akumulatora nalaze se katoda, anoda, separator i litij-ioni. Samo litij-ioni zapravo pohranjuju energiju, i to jedan elektron po ionu. Sve ostalo je samo vrlo teška potporna konstrukcija, a povećavanjem kapaciteta i potporna konstrukcija postaje teža.
S druge strane, za tekuća je goriva potreban samo spremnik, a doslovno svaka kemijska veza u gorivu koristi se za pohranu energije."
Što sada?
"Bismo li trebali jednostavno zaboraviti na obnovljive izvore energije i usredotočiti se na benzin i dizel? Ne. Sve gore navedeno objašnjava samo to zašto je upotreba akumulatora u vozilima loša ideja.
No zašto uopće bježimo od ugljikovodika? Evo nekih mana njihova izgaranja:
1. Zagađenje zraka S02, NOx i drugim plinovima;
2. Ispuštanje CO2 u atmosferu, što vodi do efekta staklenika;
3. Ograničena globalna opskrba i bušenje nepogodno za okoliš.
A što kad bi postojali ugljikovodici koji nemaju takve posljedice?"
Ugljikovodici pogodni za okoliš i gorive ćelije
"Jedna jednostavna alternativa benzinu i dizelu je etanol. Etanol ne zagađuje zrak i ne zahtijeva bušenje. Vozila na etanol već postoje i rabe se – primjerice u Brazilu.
No motori s unutarnjim izgaranjem – bilo da ih pokreću benzin, etanol, ugljen ili nešto drugo – imaju jako nisku učinkovitost (oko 20 posto). S druge strane, električni motori imaju učinkovitost od oko 90 posto. Osim toga, električni motori su lakši i jeftiniji za proizvodnju i održavanje.
Stoga bi bilo idealno moći pretvoriti tekuća goriva u električnu energiju. Zapravo, već postoji jedan jako učinkoviti način koji to omogućava – gorive ćelije.
Prve gorive ćelije rabile su se za proizvodnju električne energije iz vodika te su usavršene za svemirska putovanja, na kojima su se upotrebljavale za stvaranje pitke vode i električne energije iz kisika i vodika.
Već su izrađena neka vozila na vodik, no to je jako problematično gorivo – eksplozivno je i komplicirano za pohranjivanje. Trenutno se razvijaju gorive ćelije za etanol te se pojavljuju razne nove tehnologije."
Konačno rješenje
"U budućnosti se, dakle, ne bismo trebali usredotočiti na električna vozila s akumulatorima na punjenje pomoću kabela, nego na:
1. Dobivanje energije iz obnovljivih izvora i upotrebu te energije za pretvaranje CO2 iz atmosfere u etanol ili neki drugi ugljikovodik.
2. Upotrebu gorivih ćelija za stvaranje električne energije u vozilu.
3. Upotrebu električne energije za pokretanje električnog motora u vozilu.
Takav pristup ima brojne prednosti:
- Upotrebljava se isti princip opskrbe gorivom kao i onaj koji se trenutno koristi – benzinske crpke lako bi mogle prenamijeniti spremnike koje već imaju u spremnike za pohranu etanola.
- Nema potrebe za teškim i skupim akumulatorima čija je proizvodnja štetna za okoliš.
- Postupak točenja goriva nije kompliciran.
Sve u svemu, upotreba akumulatora za napajanje električnih automobila nije ni približno dovoljno dobro rješenje za našu tehnološki razvijenu civilizaciju", zaključuje Alen Ladavac za Medium.
*Stavovi izneseni u kolumnama i komentarima su osobni stavovi autora i ne odražavaju nužno stav redakcije Index.hr portala