Ten artykuł czytasz w ramach bezpłatnego limitu

Sławek Szymański: Co jest dziś największą barierą w rozwoju elektrycznej motoryzacji w Polsce: ceny tych aut, ich użyteczność, czyli chyba przede wszystkim za mały zasięg, brak infrastruktury do ładowania? A może wszystko to naraz?

Prof. Mateusz Dybkowski: Wydaje się, że zasięg pojazdów nie stanowi dzisiaj już takiego problemu jak jeszcze kilka lat temu, aktualnie samochody elektryczne z powodzeniem mogą być wykorzystywane jako pierwsze w rodzinie. Niestety ich ceny pozostawiają wiele do życzenia. Wydawałoby się, że pod względem zastosowanych komponentów pojazdy z silnikami elektrycznymi nie powinny być droższe od samochodów z napędem konwencjonalnym, tym bardziej jeśli spojrzy się na spadające z roku na rok ceny najdroższego elementu – baterii. Przewiduje się, że ceny aut podobnej klasy elektrycznych i spalinowych zrównają się około 2023-2024 roku. Już dzisiaj całkowity koszt wynikający z zakupu i utrzymania pojazdu EV w skali kilku lat jest zbliżony do kosztów związanych z zakupem i eksploatacją pojazdu spalinowego. Wynika to przede wszystkim z przyjętej w Europie i na świecie polityki, która stawia sobie za cel zrównoważony rozwój w każdym sektorze przemysłowym. Należy także zauważyć, że samochody elektryczne objęte są w Europie systemami dopłat, które w znacznym stopniu przyczyniają się do wzrostu ich popularności. Od samochodów z napędem elektrycznym nie ma po prostu odwrotu.

Największym problemem jest jednak rozwój infrastruktury ładowania.

Na czym polega tu problem?

– Niestety, wraz z rozwojem samych pojazdów nie rozpoczęto modernizacji sieci elektroenergetycznej i to ten aspekt, moim zdaniem, odgrywa kluczową rolę w rozwoju elektromobilności w naszym kraju. Aby móc zainstalować stacje szybkiego ładowania DC (prądem stałym), konieczny jest dostęp do odpowiedniej infrastruktury. W tej chwili trudno jest sobie wyobrazić, że stacje szybkiego ładowania będą znajdowały się w każdym mieście, wiosce, a nawet budynku użyteczności publicznej.

Konieczne są ogromne inwestycje w sieci przesyłowe oraz infrastrukturę elektroenergetyczną. Infrastruktura ta jest stara i nie przewidywano tak dużego zapotrzebowania na moc. W domach mamy także ograniczenia z tym związane i mało kto ma zainstalowaną moc większą niż 25 kW. Powinniśmy uświadomić sobie, że posiadanie samochodu elektrycznego najlepiej jest połączyć z zainstalowaniem instalacji fotowoltaicznej wraz z magazynem energii, a sam pojazd traktować także jako taki magazyn. Dopiero wtedy możemy mówić o zeroemisyjnym transporcie.

Jak najrozsądniej rozwijać infrastrukturę do ładowania w miastach? Prozaiczny problem jest taki, że większość aut parkuje na noc na ulicach albo chodnikach, gdzie akurat jest miejsce. Jak zapewnić im możliwość ładowania?

– Tak jak wspomniałem, jest to największe wyzwanie związane z rozwojem i popularyzacją elektromobilności. Konieczne jest instalowanie stacji ładowania (niekonieczne tych szybkich) w miejscach, w których parkuje się samochody: w zakładach pracy, obiektach użyteczności publicznej, a także w nowo powstałych budynkach mieszkalnych.

Poza tym konieczny jest rozwój stacji szybkiego ładowania, które pozwolą na efektywne ładowanie osobom bez dostępu do infrastruktury ładowania oraz podróżującym tranzytem przez nasze miasta. Można śmiało powiedzieć, że powinniśmy mieć przynajmniej tyle stacji szybkiego ładowania co stacji benzynowych dzisiaj.

Jeśli spojrzy się na mapy z lokalizacjami tych urządzeń, widzimy, jak dużo pracy jeszcze przed nami. I to ten problem powoduje, że często mówimy, że samochody elektryczne są optymalne do ruchu miejskiego, a nie ich zasięg. Nie bez znaczenia jest także aspekt prawny. Nasze prawo nie jest idealnie dopasowane do rozwoju elektromobilności. Powinniśmy rozwijać i propagować możliwości wykorzystania aut jako magazynów energii, które mogą pobierać energię z sieci oraz mogą ją oddawać (V2G, G2V – Vehicle-to-Grid, Grid-To-Vehicle). Umożliwi to zwiększenie efektywności energetycznej w tych miejscach, w których niemożliwe jest stosowanie stacji szybkiego ładowania.

Możemy zauważyć, że aktualnie przy modernizacjach, remontach czy budowach dróg montuje się stacje ładowania w każdym możliwym miejscu, pomimo tego, że dzisiaj mogą one nie być potrzebne. Takie podejście z pewnością przyczyni się do rozwoju samochodów z napędem elektrycznym.

W jakim tempie rozwija się technologia baterii do aut elektrycznych? Czy dzisiaj są o klasę wydajniejsze niż jeszcze kilka lat temu, a może prawdziwa rewolucja w tym względzie dopiero nadejdzie?

– Jeszcze dziesięć lat temu zasięg na poziomie 200 km w pojeździe był dużym osiągnięciem. Dzisiaj dzięki rozwojowi technologii związanej z magazynowaniem energii auta mają zasięg nawet 700 km. Mówi się, że zastosowanie technologii baterii litowo-jonowych za stałym elektrolitem pozwoli na wzrost zasięgu nawet powyżej 1000 km na jednym ładowaniu. Takie zasięgi przekraczają to, czym dzisiaj dysponujemy w samochodach spalinowych. Firmy produkujące baterie są przystosowane do produkcji akumulatorów w najnowszej technologii. Trwają także intensywne badania nad innymi rodzajami baterii, które być może w niedługim czasie pojawią się w samochodach lub maszynach z napędem elektrycznym.

Oczywiście zasięg samochodów zwiększa się nie tylko poprzez nowe technologie, ale także poprzez zwiększanie pojemności akumulatorów. Urządzenia te aktualnie są dużo mniejsze i lżejsze niż jeszcze kilka lat temu. Nie bez znaczenia jest także aspekt recyklingu baterii, który jest istotnym zagadnieniem. Powstają technologie pozwalające na odzysk kluczowych pierwiastków oraz przedsiębiorstwa przystosowujące baterie z samochodów do pracy jako magazyny energii w systemach energetyki odnawialnej.

Jaki czas ładowania „do pełna" jest akceptowalny z punktu widzeniu użytkowników? I kiedy można się spodziewać osiągnięcia takiej efektywności ładowania?

– Pod względem technologicznym nie ma problemu, aby wykonać ładowarkę o mocy ok. 1 MW. W tej chwili w sprzedaży są systemy o mocach 500-750 kW. Takie moce pozwalają na teoretyczne naładowanie baterii w około 10-15 minut (100 kWh). Takie rozwiązania np. funkcjonują w europejskich miastach do ładowania autobusów. Każdy postój pojazdu na przystanku powoduje jego doładowanie o kilka-kilkanaście procent i pozwala na ciągły ruch w miastach.

Z drugiej strony, ograniczeniem szybkości ładowania są także wewnętrzne zabezpieczenia w pojazdach i wynikająca z tego moc maksymalna, z którą można go ładować, oraz infrastruktura elektroenergetyczna, o której już wspomniałem.

Czy przy zasięgu 700-1000 km na jednym ładowaniu 20-minutowy postój w trasie będzie stanowił krytyczny powód, aby nie poruszać się samochodem elektrycznym?

– Wątpię. Trzeba przecież coś zjeść, napić się itp. Pomijając aspekt trudności technologicznych i infrastrukturalnych, wydaje mi się, że ładowanie do 80 proc. baterii w czasie 15-20 minut jest w pełni akceptowalne. Ale to będzie możliwe dopiero po modernizacji sieci elektroenergetycznej i rozbudowie stacji szybkiego ładowania.

Jaka technologia ma największe szanse na popularyzację w przyszłości? Elektryki ładowane z gniazdka, napęd z ogniwem paliwowym, a może jeszcze coś innego?

– Jeszcze kilka lat temu mówiono o ogniwach paliwowych jako tej technologii, która zrewolucjonizuje przemysł motoryzacyjny. Dzięki rozwojowi technologii akumulatorów dzisiaj wiemy już na pewno, że technika oparta na wodorze w najbliższym czasie nie będzie tą wiodącą, przynajmniej nie w pojazdach osobowych. Większość firm produkujących samochody postawiła na napęd elektryczny z baterią. Jaka to będzie bateria w przyszłości, trudno powiedzieć, ale na pewno lżejsza, mniejsza i o większej pojemności niż te, które dzisiaj są stosowane. Ogniwa paliwowe (wodór) będą występowały w pojazdach ciężarowych, autobusach i pociągach. Głównym czynnikiem decydującym o tym jest fakt, że sprawność energetyczna całego systemu opartego na wodorze nie przekracza 30 proc. Jednak wodór jest idealny w systemach energetyki odnawialnej jako magazyn energii.

Czytaj ten tekst i setki innych dzięki prenumeracie
Wybierz prenumeratę, by czytać to, co Cię ciekawi 
Wyborcza.pl to zawsze sprawdzone informacje, szczere wywiady, zaskakujące reportaże i porady ekspertów w sprawach, którymi żyjemy na co dzień. Do tego magazyny o książkach, historii i teksty z mediów europejskich.