Rewolucja w motoryzacji – najważniejsze trendy i jak się w tym odnaleźć
Rynek motoryzacyjny w ostatnich latach rozwija się w niespotkanym dotąd tempie. Można zauważyć trzy dominujące gałęzie rozwoju: z jednej strony są samochody wyłącznie spalinowe, których z roku na rok na rynku pojawia się coraz mniej. Mamy samochody hybrydowe, zelektryfikowane w różnym stopniu, czyli wykorzystujące silniki spalinowe, ale wspomagane przez prąd. W końcu są samochody typu BEV (ang. battery electric vehicle), czyli w pełni elektryczne. Która z tych gałęzi rozwija się najszybciej i jaka przyszłość czeka motoryzację w najbliższych latach?
Pod wyrażeniem „elektryfikacja w motoryzacji” możemy wyróżnić cały szereg pojęć. Coraz ostrzejsze normy emisji spalin ustalane głównie przez Unię Europejską spowodowały, że osiąganie wymaganych norm emisji CO2 jest niemal niemożliwe w nowych samochodach spalinowych bez użycia technologii hybrydowej. Marka Ford, biorąc pod uwagę nie tylko zaostrzające się normy, ale przede wszystkim dbałość o środowisko, już dawno podjęła decyzje o częściowej lub pełnej elektryfikacji swoich modeli. W gamie Forda znajdziemy zarówno tzw. miękkie hybrydy – MHEV, hybrydy – HEV, hybrydy plug-in – PHEV – oraz w pełni elektryczne samochody – BEV. Czym charakteryzują się hybrydowe i elektryczne Fordy?
Silniki spalinowe znamy doskonale od dziesięcioleci. Wiemy, w jaki sposób uzyskać w nich najwyższy moment obrotowy i moc. Wiemy także, że na długich trasach silniki konwencjonalne mają najniższe spalanie, natomiast podczas jazdy miejskiej spalanie z trasy może się podwoić a nawet potroić. Układy MHEV (Mild-Hybrid) to najmniejszy zakres elektryfikacji silnika spalinowego. Maszyna elektryczna umieszczona najczęściej pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów wspomaga samochód podczas ruszania z miejsca, dynamicznego przyspieszenia oraz w trakcie postoju, zasilając systemy pokładowe i pozwalając na wyłączenie silnika spalinowego. Taki stopień elektryfikacji bardzo dobrze sprawdza się między innymi w samochodach miejskich, dlatego układ MHEV znajdziemy w takich modelach Forda, jak Fiesta czy Puma.
Jednocześnie hybrydy MHEV najczęściej nie są w stanie poruszać się z wykorzystaniem jedynie energii elektrycznej. Hybrydy HEV (Hybrid) mają z kolei niewielką baterię trakcyjną o pojemności 1-2 kWh, która w trybie elektrycznym pozwala na przejechanie kilku kilometrów. Jednak udział w napędzaniu samochodu i utrzymywaniu prędkości przez silnik elektryczny jest znacznie większy niż w hybrydzie MHEV. Ładowanie baterii HEV-a odbywa się przez odzyskiwanie energii z hamowania oraz pracę silnika spalinowego.
Dlatego hybryda HEV jest oszczędniejsza od silnika wyłącznie spalinowego, a różnice w spalaniu to około 20-40% na korzyść hybrydy. Hybrydy HEV to idealne rozwiązanie dla samochodów, które równie często poruszają się na trasie, co w mieście, a jednocześnie są znacznie większe i cięższe od samochodów miejskich. Dlatego układ hybrydowy HEV w samochodach Forda znajdziemy między innymi w modelu Kuga. Dzięki temu jazda w mieście tym dużym, komfortowym SUV-em jest oszczędna jak nigdy.
Rozwinięciem idei HEV jest hybryda PHEV (Plug-in Hybrid), czyli ładowana z „gniazdka”. Układ napędowy działa w ten sam sposób, ale bateria trakcyjna w tzw. plug-inach jest znacznie większa – może mieć pojemność od około 10 kWh do ponad 20 kWh. To pozwala na jazdę z wykorzystaniem wyłącznie energii elektrycznej, od 40 do nawet ponad 100 km, w zależności od pojemności baterii i wydajności układu. Po wyczerpaniu się prądu zmagazynowanego w baterii trakcyjnej układ napędowy pracuje dokładnie tak samo jak w hybrydzie HEV, a więc z użyciem silnika spalinowego i elektrycznego łącznie. Hybrydy PHEV dysponują nie tylko zasięgiem elektrycznym idealnym do załatwiania spraw dnia codziennego, ale także oferują naprawdę niesamowite osiągi! Plug-iny Forda potrafią zaskoczyć nie tylko oszczędną jazdą w każdym z trybów, ale także świetnym przyspieszeniem i elastycznością, a najlepszymi przykładami są modele Explorer i Kuga.
Samochody w pełni elektryczne dysponują bateriami od ponad 30 kWh do ponad 100 kWh, a ich zasięgi dorównują samochodom spalinowym. Tutaj nie ma mowy o żadnej emisji CO2 w trakcie jazdy, ponieważ silnik spalinowy nie występuje. Wiele osób dzisiaj nie chcąc już jeździć samochodem z silnikiem konwencjonalnym, ale nie będąc w pełni przekonanym do napędu w pełni elektrycznego, wybiera właśnie hybrydy plug-in, które są najlepszym pomostem pomiędzy przeszłością a przyszłością.
Choć na ten moment PHEV-ów na rynku jest sporo, to rozwój oferty samochodów elektrycznych jest najbardziej dynamiczny. W przeciągu ostatniego roku liczba dostępnych samochodów BEV potroiła się! Na ten moment na polskim rynku dostępnych jest ponad 30 samochodów w pełni elektrycznych, a tylko w tym roku ta ilość zwiększy się minimum o 1/3. Nie inaczej jest w Fordzie. Mustang Mach-E jest niekwestionowanych hitem sprzedaży, a nadchodzące modele w pełni elektryczne zapowiadają się równie ekscytująco, co nowa ikona elektromobilności. Z racji tego, że wszystkie hybrydy, nawet plug-in, wykorzystują silniki spalinowe, to rozwój tych konstrukcji za kilka lat na pewno zostanie wstrzymany, zwłaszcza w świetle mającego wejść w życie zakazu sprzedaży samochodów spalinowych w Unii Europejskiej po 2035 roku.
Silniki spalinowe to nie tylko te zasilane benzyną, ale także diesle. W przypadku silników diesla problem z osiąganiem przepisowego poziomu emisji spalin jest największym wyzwaniem, które generuje nie tylko coraz większe komplikacje konstrukcyjne, ale także coraz większe koszty produkcji. Dzisiejsze silniki diesla, poza obecnymi od ponad 20 lat filtrami cząstek stałych, posiadają także instalację AdBlue, która bierze udział w dodatkowym oczyszczaniu produktów ubocznych pracy silnika.
Silniki benzynowe bez układów hybrydowych to również coraz większa rzadkość, pomimo tego, że nawet one otrzymały filtry cząstek stałych. Bardzo rygorystyczne normy emisji spalin, które obowiązują obecnie i te, które zaczną obowiązywać niebawem, niejako wymusiły na niektórych zastosowanie przynajmniej najprostszych układów tzw. miękkiej hybrydy (MHEV). Ten zabieg pozwala ograniczyć spalanie i emisję CO2 zaledwie o kilkanaście procent, co jest rozwiązaniem tymczasowym (kolejne, bardziej rygorystyczne normy podważą sens oferowania takich silników), a równocześnie bardzo kosztownym.
Szczególnie odczuwalne jest to w małych samochodach miejskich segmentów A i B. Hybrydy HEV i PHEV stają się coraz powszechniejszym rozwiązaniem, zwłaszcza w SUV-ach, samochodach kompaktowych i autach klasy średniej. Jednocześnie ceny wersji hybrydowych są wyższe od tych zasilanych wyłącznie silnikiem spalinowym, dlatego, żeby realnie i szybko skompensować różnicę w cenie, warto zdecydować się na wariant plug-in. Tam jazda z wyłącznym wykorzystaniem energii elektrycznej jest możliwa, a przy regularnym i konsekwentnym ładowaniu akumulatorów trakcyjnych różnica w cenie zakupu może zostać wyrównana już po przejechaniu kilku tysięcy kilometrów.
Samochody elektryczne to oczywiście najdroższa propozycja w porównaniu do całej reszty, a zwłaszcza wykorzystujących wyłącznie silniki spalinowe. Ale to właśnie auta elektryczne objęte są rządowym programem dopłat przy zakupie, co już na wstępie niweluje często dużą część tej różnicy. Przy dzisiejszym porównaniu cen energii elektrycznej i ceny litra benzyny czy oleju napędowego widać wyraźnie, że jazda samochodem elektrycznym może być dwukrotnie, a w niektórych przypadkach nawet trzykrotnie tańsza!
Początki samochodów elektrycznych na rynku motoryzacyjnym były dość trudne. Brakowało infrastruktury ładującej, a poziom stabilności pojemności baterii pozostawiał wiele do życzenia już po kilku latach użytkowania. Dodatkowo ceny nowych samochodów trzykrotnie, a nieraz czterokrotnie przewyższały koszt zakupu podobnego auta spalinowego, a wartość używanych egzemplarzy spadała w zastraszającym tempie. Jednak te czasy samochody elektryczne mają już za sobą.
Bardzo dynamiczny rozwój samochodów elektrycznych w niemal wszystkich najważniejszych koncernach motoryzacyjnych na świecie spowodował, że obecne elektryki są bardzo konkurencyjne względem spalinowych odpowiedników w swoich segmentach. Czasami, jak w przypadku Forda Mustanga Mach-E, elektryczny wariant przerósł osiągami swojego spalinowego protoplastę! Ze względu na program dopłat i galopujące ceny paliw zainteresowanie samochodami elektrycznymi z miesiąca na miesiąc rośnie w takim tempie, że fabryki nie nadążają z realizacją nowych zamówień.
Wszystkie bolączki wczesnych aut elektrycznych zostały raz na zawsze wyeliminowane. Realne zasięgi aut elektrycznych na jednym ładowaniu to ponad 400, a często ponad 500 kilometrów. Baterie trakcyjne mają gwarancję pojemności na wiele lat i wiele tysięcy kilometrów (Ford Mustang Mach-E: gwarancja na baterie to 8 lat lub 160 000 km), a wartość rezydualna po kilku latach użytkowania niewiele różni się od wartości z dnia zakupu samochodu.
Samochody elektryczne przestały być motoryzacyjną ciekawostką, a stały się jednym z trzech filarów motoryzacji, obok samochodów spalinowych i hybrydowych. Pytaniem nie jest zatem czy, ale jak szybko samochody w pełni elektryczne (BEV) staną się głównym udziałowcem światowej motoryzacji. Patrząc na plany największych producentów, takich jak Ford, który do 2030 roku planuje całkowicie zelektryfikować ofertę swoich pojazdów, elektryki przejmą rynek już za kilka lat!