Elektromobilność należy to jednego z najważniejszych trendów rozwoju w światowym przemyśle motoryzacyjnym. Koncerny samochodowe inwestują miliardy w rozwiązania związane z napędem elektrycznym, wzrasta liczba modeli „elektryków” , pojawiają się nowe technologie, które decydują o przyszłości całej branży. W związku z tym zadajemy sobie często pytania dotyczące perspektyw rozwoju, nowoczesnych rozwiązań, alternatywnych źródeł napędu, na które odpowiada ekspert ds. elektomobilności w Renault Polska Andrzej Gemra
Jakie są bariery i perspektywy rozwoju elektromobilności?
Przejście na napędy nisko i zeroemisyjne w transporcie to możliwość znacznego zatrzymania wciąż pogarszającego się poziomu emisji zanieczyszczeń, hałasu i smogu w Polsce. Biorąc pod uwagę dotychczasowe tempo elektryfikacji transportu konieczne jest podjęcie bardziej zdecydowanych działań.
Jak wynika z Licznika Elektromobilności, prowadzonego przez PZPM i PSPA na koniec października 2022 r. w Polsce były zarejestrowane łącznie 59 564 samochody z napędem elektrycznym . W ciągu dziesięciu miesięcy 2022 r. przybyło ich o 47% więcej niż w analogicznym okresie 2021 r. Jednak w stosunku do całości parku samochodów poruszających się po polskich drogach jest to mały ułamek. W 2022 roku w Polsce na koniec października udział rejestrowanych nowych samochodów elektrycznych (BEV) stanowił tylko 2% wszystkich rejestrowanych pojazdów. Ponad 80% wszystkich samochodów elektrycznych jest sprzedawanych zaledwie w 6 krajach członkowskich UE, w tych krajach stanowią one średnio już 15% rynku. Udział samochodów elektrycznych ma też bezpośredni związek z PKB danego kraju.
Do rozwoju elektromobilności niezbędny jest też rozwój infrastruktury ładowania. Na koniec października 2022 r. w Polsce funkcjonowało 2494 ogólnodostępnych stacji ładowania pojazdów elektrycznych (4821 punktów) z czego 28% z nich to stacje szybkiego ładowania, a 72% wolne ładowarki prądu przemiennego (AC) o mocy mniejszej lub równej 22 kW. To stanowczo za mało by bez problemów można było poruszać się po polskich drogach. Dynamiczny rozwój infrastruktury do ładowania pojazdów bateryjnych jest kluczowy jeśli chodzi o rozwój zeroemisyjnego transportu, szczególnie jeśli chodzi o infrastrukturę dla pojazdów użytkowych.
Potencjalnie wydłużające się kolejki do szybkich ładowarek może stanowić czynnik ograniczający popyt na samochody elektryczne. Budowa infrastruktury powinna znacznie wyprzedzać sprzedaż samochodów: w ciągu ostatnich 12 miesięcy rejestracje tylko nowych samochodów elektrycznych w Polsce zwiększyły się o 150%, podczas gdy liczba punktów ładowania o 40%. Perspektywy polepszenie sytuacji związane będą z wdrażaniem rozporządzenia AFIR, które m.in. wprowadzi obowiązek systematycznego podwyższania mocy infrastruktury ładowania wraz z każdym nowo zarejestrowanym samochodem z napędem elektrycznym. W Polsce dodatkowo konieczne są zmiany prawne by te cele mogły być osiągane.
Porozmawiajmy o nowoczesnych rozwiązaniach dotyczących napędów elektrycznych i hybrydowych
Renault, leader i pionier elektromobilności w ramach strategii Renaulution wprowadza na rynek nowy model: Renault Austral, pierwszy samochód z gamy Renault zaprojektowany na bazie platformy podłogowej CMF-CD trzeciej generacji, opracowanej przez Alians Renault-Nissan-Mitsubishi. Zaprojektowano ją z myślą o różnych typach napędu hybrydowego, aby umożliwić wykorzystanie w Nowym Renault Austral innowacyjnych zelektryfikowanych zespołów napędowych: nowego silnika E-TECH Hybrid, nowego silnika Mild Hybrid Advanced z akumulatorem 48V oraz silnika Mild Hybrid z akumulatorem 12 V. Efektem są świetne osiągi w połączeniu z niezrównaną efektywnością energetyczną. Wszystkie te napędy charakteryzują się jednym z najniższych w tym segmencie zużyciem paliwa i poziomem emisji CO2.
Nowy Austral jest pierwszym modelem Renault wyposażonym w nowej generacji zespół napędowy E-TECH „full hybrid” o mocy 160 lub 200 KM. Technologia E-TECH Hybrid, stworzona i opatentowana przez dział inżynierii Renault, to rozwiązanie, które łączy silnik spalinowy, dwa silniki elektryczne – silnik napędowy („e-silnik”) i wysokonapięciowy rozruszniko-alternator typu HSG (High-Voltage Starter Generator) do uruchamiania silnika spalinowego, zmiany przełożeń i doładowywania akumulatora trakcyjnego – oraz akumulator trakcyjny i inteligentną, automatyczną, wielotrybową skrzynię biegów ze sprzęgłem kłowym. Zespół napędowy E-TECH Hybrid w Nowym Renault Austral został wyposażony w nowy 3-cylindrowy, turbodoładowany silnik benzynowy o pojemności 1,2 litra, dysponujący mocą 96 kW i sięgającym 205 Nm momentem obrotowym. Współpracuje on z mocniejszym i dysponującym większym momentem obrotowym silnikiem elektrycznym (50 kW i 205 Nm), pojemniejszym litowo-jonowym akumulatorem trakcyjnym (1,7 kWh /400 V) i 7-przełożeniową skrzynią biegów (dwa dla elektrycznego i pięć dla hybrydowego trybu jazdy). Skrzynia biegów została zoptymalizowana pod względem możliwości przenoszenia momentu obrotowego (410 Nm, poprzednio 350 Nm) i mocy oraz sprawności i kultury pracy.
W efekcie uzyskano bardziej dynamiczne i równomierne ruszanie z miejsca i przyspieszanie, płynną zmianę przełożeń bez spadków momentu obrotowego oraz pracę silnika spalinowego zawsze w zapewniającym optymalną sprawność przedziale obrotów.
Hybrydowy napęd E-TECH dostępny w Nowym Renault Austral w dwóch poziomach mocy – 160 i 200 KM – zapewnia maksymalną wydajność i czas reakcji na poziomie najlepszych aut na rynku, co najlepiej ilustruje przyśpieszenie z 80 do 120 km/h w zaledwie 5,9 sekundy (6,8 sekundy w przypadku wersji 160 KM). Hamowanie z odzyskiwaniem energii, aktywowane automatycznie w fazach zwalniania i hamowania w połączeniu z wydajnym układem doładowywania litowo-jonowego akumulatora trakcyjnego i sprawnością systemu E-TECH, pozwala zoptymalizować zużycie paliwa. Dzięki temu samochód może poruszać się po mieście w trybie w pełni elektrycznym przez 80% czasu jazdy, a zużycie paliwa w cyklu miejskim może być nawet o 40% niższe niż w wersji z silnikiem spalinowym, i to bez konieczności zmiany przyzwyczajeń użytkowników.
Wyposażony w ten zespół napędowy Nowy Austral charakteryzuje się optymalnym zużyciem paliwa i emisją CO2 (od 4,6 l/100 km i od 105 g CO2/km ), co przekłada się na najniższe koszty użytkowania wśród hybrydowych SUV-ów dostępnych na rynku.
Napęd Mild Hybrid Advanced (dostępny w Renault Austral na wybranych rynkach), stanowi prawdziwą alternatywę dla silników wysokoprężnych. Stanowi połączenie nowego 3-cylindrowego, turbodoładowanego silnika benzynowego o pojemności 1,2 litra, który wchodzi w skład napędu E-TECH Hybrid, z litowo-jonowym akumulatorem trakcyjnym 48 V i rozrusznikiem-alternatorem. Ten ostatni zapewnia wspomaganie silnika spalinowego w fazach największego zużycia energii, czyli przy ruszaniu z miejsca i przyspieszaniu, i dostarcza dodatkową moc podczas przyspieszania z zachowaniem umiarkowanego zużycia paliwa.
Czy wodór jest alternatywą dla napędu elektrycznego w transporcie publicznym?
Pojazdy używane w transporcie publicznym, czy w transporcie towarowym w przypadku napędu elektrycznego wymagają stacji ładowania o bardzo dużej mocy, porównywalnej z zasilaniem małego osiedla. Dodatkowo czas ładowania też jest odpowiednio długi. W znacznym stopniu zmniejszają się również parametry użytkowe takich pojazdów – szczególnie w przypadku transportu towarów: akumulator trakcyjny zapewniający dłuższy zasięg jest odpowiednio cięższy. Aktualnie oferowane modele pojazdów dostawczych mają zasięg średni 200 – 250 km. Pozwala to na poruszanie się w obrębie miejscowości. Dalsze podróże wymagają dłuższego postoju na doładowanie, lecz obniża to w znacznym stopniu rentowność przedsiębiorstwa transportowego. Rozwiązaniem może być uzupełnienie napędu elektrycznego o wodorowe ogniwa paliwowe. W 2021 roku Grupa Renault, jeden z głównych aktorów przemysłu motoryzacyjnego oraz Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG), światowy lider w dziedzinie kompletnych rozwiązań napędów wodorowych, utworzyły spółkę joint venture HYVIA, która będzie oferowała kompletne rozwiązania w tym zakresie.
Jako uzupełnienie oferty napędów elektrycznych, technologia wodorowa jaką będzie oferowała spółka HYVIA umożliwia uzyskanie dużego zasięgu nawet do 500 km, jak również krótkiego czasu tankowania wodoru w ciągu 3 minut. Są to dwie zalety szczególnie istotne w niektórych rodzajach użytkowania lekkich pojazdów dostawczych, które jednocześnie spełniają wymagania przepisów dotyczących dekarbonizacji środowiska centrów miast.
Trzy wersje modelu Renault Master znajdą się w sprzedaży w Europie w 2023 roku wraz z ofertą stacji tankowania oraz dostaw zielonego wodoru:
– Transport towarów: wersja furgon i podwozie z kabiną z nadwoziem kontenerowym.
– Przewóz osób: wersja City bus
W niektórych rodzajach użytkowania lekkie samochody dostawcze wymagają dysponowania większym zasięgiem i krótszym czasem tankowania, a także odpowiednią ładownością i pojemnością przedziału ładunkowego. W tym przypadku wodorowe ogniwa paliwowe stanowią racjonalne rozwiązanie energetyczne spełniające te wymagania. Ekologiczny wodór pochodzący z elektrolizy wody zapewnia pojazdom z takim napędem zerową emisję CO2 podczas jazdy*, zwiększony zasięg i czas ładowania skrócony do zaledwie kilku minut.
Pierwszym takim modelem prezentowanym podczas tegorocznego salonu samochodowego w Hanowerze jest Renault Master Van H2-TECH. To duży furgon z napędem wodorowym z przestrzenią ładunkową o objętości 12m3, przystosowany do transportu towarów i wszelkich ładunków i spełniającym potrzeby klientów biznesowych w intensywnych warunkach eksploatacji. Jest wyposażony w ogniwo paliwowe o mocy 30 kW, akumulator 33 kWh oraz zbiorniki na wodór o łącznej pojemności 6,4 kg (4 zbiorniki po 1,6 kg). Ważnym atutem nadwozia furgonu jest wysokość przedziału ładunkowego, która wynosi 1,80 m, co pozwala zachować postawę stojącą, a także ułatwia rozmieszczenie i dostawy towarów i przesyłek.
Rozmawiał Jacek Szczęsny
