Električna vozila i pogonske tehnologije

Električna vozila (EV)

U Hrvatskoj se registrirani električni automobili mogu pobrojiti na prste jedne ruke. S olakšicama bi ih bilo malo više, ali ipak ne toliko da bi se država morala bojati bankrota.Hrvatska je, naime, među rijetkim državama koje ne nude baš nikakve subvencije ni porezne olakšice, pa je tim modelima bitna prepreka na putu prema kupcima prvenstveno visoka cijena.

Po broju registriranih ''EV'' vodi Njemačka, gdje je registrirano 1020 vozila, bez obzira na subvenciju od samo 380 eura. Nižu ima samo Češka – 271 euro – sa 43 registrirana električna automobila. Europski se prosjek kreće oko 5000 eura. S druge strane, bez obzira na olakšice veće od 20.000 eura, u Danskoj su registrirana samo 283 elektromobila. Norveških 17.524 eura olakšica pomoglo je registraciji 850 strujića. Italija je s olakšicom od 1200 eura "udomila" samo 103, dok su u Španjolskoj (sa 6500 eura olakšica) registrirana 122.Nevladine organizacije koje se bave održivim prometom pozivaju na subvencije kojima bi se poduprli potrošači koji žele kupiti električne automobile, uključujući primjerice niži PDV. Oni bi također trebali biti izuzeti iz plaćanja cestarina, te bi im trebalo omogućiti korištenje traka za autobuse, barem dok automobili ne krenu u masovnu proizvodnju.

Šarolikost subvencija i poreznih olakšica, u usporedbi s jednako slabom prodajom električnih vozila, govore da ni samo državni poticaji ne mogu prosječnog vozača okrenuti prema automobilu na struju. No, u ovom trenutku olakšice na kupnju elektromobila stvar su ugleda, volje za napretkom i mišljenja smo da Hrvatska taj korak treba napraviti. A da bi to povuklo i veći broj registriranih električnih vozila, valja pričekati da napredak tehnologije snizi cijenu baterije i poveća autonomiju ''EV'', tako da se oni cijenom i dosegom mogu mjeriti s klasičnim automobilima.

Električna vozila i pogonske tehnologije

Električna vozila (EV) se razlikuju od konvencionalnih motora s unutrašnjim izgaranjem (MUI) u djelu koji se tiče pogonskog sustava. Umjesto motora s unutrašnjim izgaranjem i klasičnih spremnika za gorivo, električna vozila opremljena su električnim motorima i baterijama.

Baterija je srce električnog vozila

Izvor električne energije pohranjen je u litij – ionskim baterijama o čijem kapacitetu ovisi autonomnost kretanja električnog vozila. Već danas su skladišni kapaciteti baterija komercijalnih paketa baterija dovoljni da mogu pokriti dnevne potrebe korištenja osobnog vozila. Svjetski proizvođači električnih baterija najavljuju intenzivno povećanje kapaciteta baterija u skoroj budućnosti te se očekuje autonomnost kretanja do 350 km s jednim punjenjem baterija. Očekivano trajanje baterija procjenjuje se na oko 7-10 godina.

Nove performanse vožnje

Elektromotor u pravilu omogućuje linearno i besprekidno ubrzavanje vozila sa znatno većom karakteristikom vuče u odnosu na konvencionalna vozila. S druge strane, električni automobili ne posjeduju mjenjačke kutije. Eliminacija mjenjačke kutije znatno smanjuje masu automobila, što ujedno dovodi do znatno manje potrošnje goriva.

Potrošnja energije

Električna vozila troše znatno manje energije nego vozila na fosilna goriva

Ukupna potrošnja energije električnog vozila od spremnika do kotača (engl. „Tank– To–Wheel“), tzv. finalna energija, iznosi tri puta manje nego kod vozila na fosilna goriva (benzinska, dizelska) iste težine i performansi.

Dodatna energija potrebna je za proizvodnju fosilnih goriva i električne energije te za njihovu distribuciju. Ukoliko se utrošku energije u samom vozilu doda i energije potrebna za proizvodnju i distribuciju finalnih oblika energije (benzina, dizela, električne energije, itd), što odgovara tzv. primarnoj potrošnji energije (eng. Well-to-Wheel analiza), dolazi do povećane primarne potrošnje energije za 20 - 80 posto kod konvencionalnih vozila pogonjenih fosilnih gorivima u odnosu na električna vozila, uspoređujući pri tomu vozila jednakih težina i performansi (20% = dizel – olovo usporedba, 80% = benzin – litij usporedba).

Emisije CO2

Električna vozila generiraju znatno niže emisije CO2 i drugih stakleničkih plinova i štetnih polutanata nego što je to u slučaju konvencionalnih vozila.

Na osnovi „Tank-To-Wheel“ potrošnje, električna vozila ne proizvode štetne i stakleničke plinove te samim time značajno smanjuju zagađenja u odnosu na konvencionalna vozila.

Ukoliko se razmotri ukupna proizvodnja emisija CO2 na osnovi „Well-To Wheel“ potrošnje goriva, dakle od proizvodnje primarne energije pa do konačne prenesene na kotače vozila, električna vozila u prosjeku proizvode tek polovicu emisija CO2 u usporedbi s konvencionalnim vozilima . Pri tomu je u usporedbi za proizvodnju električne energije uzet u obzir tipični miks primarnih oblika energije, raspoloživih na europskom tržištu.

Prosječna emisija stakleničkih plinova po kWh proizvedene električne energije u 2006. godini u EU iznosila je 443 gCO2/kWh, dok je u Hrvatskoj u 2008. godini ta ista emisija iznosila 550 gCO2/kWh proizvedene električne energije.

Uzimajući u obzir prosječnu potrošnju finalne energije električnih vozila u iznosu od 12,5 kWh/100km te prosječne emisije CO2 po kWh proizvedene električne energije u nekim zemljama članicama EU-a dobivene su specifične emisije CO2 po prijeđenom kilometru.

Europska unija provodi jasnu politiku održivog prometnog sustava upravo kroz uvođenje vrlo egzaktnih ciljeva vezanih uz ograničenje emisija stakleničkih plinova, a poglavito ugljičnog dioksida, s vremenskim horizontom do 2020. godine.

Podizanje konkurentnosti transportnog sustava

Korištenjem električnih vozila se u dugoročnoj perspektivi očekuje znatno povećanje konkurentnosti prometnog sektora i to prvenstveno zbog nižih troškova korištenja vozila tijekom ukupnog životnog vijeka. S obzirom na ograničenost zaliha naftnih derivata, za očekivati je da će ionako izuzetno volatilna cijena naftnih derivata nastaviti rasti. Cijena električne energije također će rasti u budućnosti, no zasigurno znatno konzervativnije od cijena naftnih derivata.

Električna vozila su trenutno skuplja od konvencionalnih i to uglavnom zbog danas relativno skupih baterija. No, svjetski proizvođači baterija najavljuju drastično smanjenje troškova proizvodnje baterija u bližoj budućnosti.

Električna vozila su već danas u mogućnosti ponuditi povoljniju ukupnu cijenu (engl. Total Cost of Ownership), ukoliko niži operativni troškovi nadilaze viši trošak kupnje vozila. Stoga korisnici električnog vozila s većom godišnjom kilometražom mogu znatno prije amortizirati ukupnu cijenu električnog vozila u odnosu na konvencionalna.

Infrastruktura i punjenje

Za razliku od svih ostalih alternativnih goriva, električna vozila zahtijevaju znatno manja ulaganja i napore u razvoj infrastrukture za njihovo punjenje. Naime, električna energija je dostupna u svakom kućanstvu, na radnom mjestu, šoping centru ili u centru grada.

U odnosu na postojeći raspored i zastupljenost klasičnih benzinskih postaja za konvencionalna vozila, gustoća zastupljenosti punionica za električna vozila na razini urbanih područja bit će znatno veća. Razlog tome je karakteristika procesa punjenja električnih vozila, koji je znatno duži te može trajati i do 3 sata na punionicama karakterističnim za instalaciju na urbanim površinama (poput javnih parkinga, garaža, trgovačkih centara, kino dvorana, logističkih centara, i dr.). Zbog toga će se u budućnosti za potrebe zadovoljavanje potreba vozila za električnom energijom trebati osigurati znatno veći broj elektro punionica.

Za sada u Republici Hrvatskoj imamo samo dvije javne punionice za Električna vozila u Zagrebu i Zadru opremljene s dvije jednofazne utčnice, snage 3,1 kW.

U načelu postoji nekoliko koncepata punjenja električnih vozila koji se razlikuju na temelju dva isključiva i recipročna parametra: cijena punionice i vrijeme punjenja.

Tehnološka dostignuća današnjice omogućavaju punjenje električnog vozila jednakom, pa čak i većom brzinom u odnosu na konvencionalna vozila putem punionica na principu zamjene baterija. S obzirom na njihovu specifičnost, takve punionice zahtijevaju širi konsenzus svjetske automobilske industrije te je za očekivati da će se njihovo masovno korištenje početi odvijati tek iza 2020. godine.

U posljednje vrijeme su razvijene i punionice za tzv. brzo punjenje putem kojeg se baterije električnih vozila mogu napuniti u roku od 30 minuta. Snage takvih punionica iznose od 50 – 250 kW, a u distribucijskoj mreži se spajaju se na trofaznu razinu napona od 400 V/63 A.
Većina punionica podesnih za instalaciju na javnim gradskim površinama i u garažama omogućava tzv. srednju brzinu punjenja u trajanju do 3 h. Takve punionice moguće je spojiti na trofazni priključak 230V/16A, čija se snaga kreće do 11 kW.

Za očekivati je da će dio vlasnika vozila koji posjeduju vlastite garaže električna vozila puniti kod kuće putem tzv. kućnih punionica, koje omogućavaju punjenje baterije vozila u trajanju od 6 do 8 sati. Kućne punionice se spajaju na standardni jednofazni kućni priključak 230V/16 A, čija se snaga kreće od 2,3 do 3,7 kW.

Smanjenje ovisnosti o naftnim derivatima

Samo manji dio električne energije je proizveden iz naftnih derivata. S druge strane, urbani promet (s dnevnom kilometražom manjom od 50 km) na svjetskoj razini predstavlja od 75 do 80 posto kilometraže automobila te doprinosi s oko 20 posto ukupnoj svjetskoj potrošnji naftnih derivata.

Zbog toga bi se svjetska potrošnja naftnih derivata smanjila za 20posto ukoliko bi sav urbani promet bio supstituiran s električnim vozilima. Time bi se značajno smanjila ovisnost o naftnim derivatima.

Harmonizacija s jedinstvenom europskom prometnom politikom

Cilj europske politike razvoja održivog transporta je uspostava jedinstvenog prometnog sustava koji će zadovoljavati socijalne i gospodarske potrebe za mobilnošću ekonomskih sustava uz istovremeno udovoljavanje sve strožim ekološkim kriterijima.

Europska unija prepoznala je problem ekspanzivnog rasta prometnog sektora, a samim time i njegova negativnog utjecaja na okoliš. Kako bi se postavili temelji razvoja održivog transportnog sustava, donesena je direktiva 2009/33/EC o promociji čistih i energetski učinkovitih vozila. Cilj direktive je, osim promocije vozila spomenutih karakteristika, i obvezati sve ključne sudionike na standardizaciju vozila i infrastrukture te raznim poticajnim mjerama osigurati potrebnu razinu potražnje radi smanjenja proizvodne cijene vozila.

Nastavno na direktivu 2009/33/EC, krajem travnja 2010. godine donesena je europska Strategija za čista i energetski učinkovita vozila (COM(2010)186 final). Strategija predstavlja adekvatan i tehnološki neutralan institucionalno – politički okvir kojim će se poduprijeti penetracija čistih i energetski učinkovitih vozila u nadolazećem desetljeću.

Pri tome se Strategijom paralelno podupiru dva smjera i to: razvoj čistih i energetski učinkovitijih vozila na konvencionalni pogon s motorom na unutrašnje izgaranje (poglavito s pogonom na biogoriva, UNP i SPP) te potpora razvoju novih tehnologija s ultra niskim negativnim utjecajem na okoliš (elektromobili i vozila s pogonom na vodikove ćelije).

Dok je paradigma o uvođenju biogoriva u promet već dobro poznata (10% biogoriva u prometu do 2020. godine obveza je svih zemalja članica EU-a), najnoviji rezultati studije (IHS – Global Insight: Battery Elelctric and Plug – in hybrid Vehicles Study), provedeni uoči donošenja Strategije, ukazuju na očekivanu penetraciju elektromobila u iznosu od 1 do 2 posto do 2020. godine, odnosno 11 – 30 posto do 2030. godine od ukupnog broja novo prodanih automobila.

Što se pak tiče penetracije tzv. plug–in hibrida njihov tržišni udio se procjenjuje na oko 2 posto do 2020. godine, odnosno 5 – 20 posto do 2030. godine u ukupnom broju novo prodanih automobila. Navedeni trendovi predstavljaju prosječni potencijal europskog tržišta, a budući da još uvijek ne postoji egzaktan cilj kojem će se jedinstveno stremiti, dovitljivost i proaktivnost pojedinaca kao i organizacija na pojedinim tržištima, omogućit će stjecanje komparativnih prednosti kako na domaćem tako na regionalnom, ali i globalnom tržištu.

Republika Hrvatska je krajem 2009. godine donijela i usvojila Strategiju energetskog razvoja (NN br. 130/09). Strategija energetskog razvoja u sektoru prijevoza može se realizirati kroz povećanje energetske učinkovitosti, promoviranje štednje energije i korištenje goriva iz obnovljivih izvora. Sukladno strateškim ciljevima, raznim mjerama će se poticati primjena vozila s emisijama ispod 120 g CO2/km, električna vozila, hibridna vozila (za pravne i fizičke osobe) putem subvencije investicija, ali i osiguravanjem besplatnih parkirnih mjesta, pravom na korištenje žutih traka i slično.

Više informacija na našim stranicama :

http://solarserdar.blogspot.com/2011/08/who-killed-electric-car.html

http://solarserdar.blogspot.com/2011/11/dok-ing-automotiv.html

HRVATSKI CENTAR OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE (HCOIE)