Na elektriko? Morda pa še ne.

Z zanimanjem sem prebral članek, pravzaprav intervju »Na elektriko? Zakaj že?«, objavljen v zadnjem Monitorju, v katerem je intervjuvanec, gospod David Mrvar, pričakovano zagovarjal uporabo električnih avtomobilov in s tem posredno e-mobilnost.

lede na to, da je gospod Mrvar član društva DEVS (Društvo za električna vozila Slovenije), kaj drugega kot naklonjeno mnenje tudi nisem pričakoval. Navdušencem društva DEVS in zainteresirani javnosti je kot protiutež treba predstaviti izkušnje novinarjev, ki so imeli priložnost preizkusiti električne konjičke in so svoje izkušnje objektivno opisali. Poleg pozitivnih ekoloških plati e-mobilnosti so tudi problemi, ki so (trenutno) povezani s polnjenjem akumulatorjev in s tem z dosegom električnih konjičkov, pa jih gospod Mrvar ni posebej izpostavljal.

Sam bi pri električnih avtomobilih izpostavil predvsem naslednje diskriminatorne ugodnosti:

• subvencijo pri nakupu električnega vozila (7500 EUR),

• »tankanje« elektrike po ceni za gospodinjstva,

• pozitivno diskriminacijo v prid električnih konjičkov (recimo neplačilo nadomestila za uporabo cest).

Če je vožnja na elektriko res tako poceni, kot pripoveduje in računa gospod Mrvar, potem res ne razumem, čemu potrebujejo subvencijo. Upam si trditi, da bi bila pri nas prodaja el. avtomobilov brez subvencij in brez »tankanja« elektrike po ceni za gospodinjstva zaenkrat ekonomsko popolnoma nezanimiva za širšo javnost, in bi bili kupci samo redki dovolj dobro situirani posamezniki. Naj za ponazoritev navedem trenutne cene nekaterih električnih vozil: Zoe stane od 21.000 do 29.000 evrov (odvisno od modela), BMW i3 ima osnovno ceno 36.550 evrov, pri Tesli S pa so cene v razponu od 67.200 do 136.000 dolarjev.

Evforija v zvezi z e-mobilnostjo me spominja na vročico in vzhičenje zelenih aktivistov ob domačih fotovoltaičnih elektrarnah, kjer država širokogrudno 15 let (z besedo: petnajst let) subvencionira precej dražji odkup elektrike, drugače se zelenim »prvoborcem« račun s fotovoltaiko nikakor ne bi izšel. Od kod kaplja denar za državne subvencije fotovoltaikom, najbrž ni treba posebej poudarjati. Poglejte si postavke na računu za električno energijo, pa bo hitro vse jasno. Na leto je treba v ta namen zbrati zajetnih 150 milijonov.

In katere so glavne težave za potencialne lastnike električnih avtomobilov: doseg potovanja, potovalna hitrost, polnjenje akumulatorjev in navade uporabnikov. Polnjenje električnega konjička v garaži domače hiše najbrž ne predstavlja večjih težav, zanima pa me, kako si gospod Mrvar predstavlja polnjenje v kompleksu stanovanjskega bloka s 150 stanovanji in s skupno podzemno garažo, v kateri

je vsaj 225 avtomobilov (verjetno še kakšen več). Prva pripomba je, da električnih priključkov v takih skupnih garažah seveda ni. Za začetek lahko ocenimo potrebno polnilno moč: kot »worst case« zgled lahko vzamemo situacijo, ko se ponoči vsa ta množica avtomobilov hkrati priklopi na elektriko in polni v načinu »slow charge« (hitro polnjenje bi bila energetska katastrofa), kar pomeni skupno polnilno moč 230 V × 16 A × 225 = 828 kW ali moč 3680 W/vozilo. Torej je vsota že blizu številke 1 MW (za primerjavo povejmo, da ima zloglasni TEŠ6 moč 600 MW). Potrebno moč seveda lahko zmanjšamo z nižjim polnilnim tokom, recimo 10 A, a tudi to še vedno zahteva neznanskih 517 kW. To polnilno moč lahko še razpolovimo, če znižamo tok na 5 A, toda potem imamo problem z relativno skromno količino akumulirane energije. Naslednja možnost je, da v eno vtičnico priključimo štiri avtomobile, ki se ne polnijo hkrati, temveč zaporedno vsak po 6 ur. Seveda bi se ob takem načinu porodilo kar nekaj vprašanj: korektno obračunavanje porabljene energije, višja in nižja tarifa elektrike, ciklično menjavanje periode polnjenja ...

Pri polnilnem toku 10 A (polnilna moč 2300 W) bi moral biti čas polnjenja vsaj 6 ur, to bi pri 90 % izkoristku »naložilo« v akumulator 230×10×6×0,9 =12,4 kWh energije. Kaj ta številka pomeni za zmogljivost akumulatorjev in doseg avtomobila? Renault Zoe ima akumulator z zmogljivostjo 22 kWh (ali 40 kWh, odvisno od modela), Tesla S pa ima na izbiro bistveno zmogljivejše akumulatorje: 40, 60, 70 in 85 kWh in porabo okoli 180 Wh/km pri hitrosti 105 km/h (?). Vidimo, da te akumulirane energije ni pretirano veliko, zato nas seveda najbolj zanima, za kolikšen doseg bi zadoščala. Izračunajmo za Renault Zoe (v spletu so dostopni nekateri potrebni podatki). Na Renaultovi spletni strani najdemo tudi spletni kalkulator za računanje Zoejevega dosega, drugače pa lahko doseg pri konstantni hitrosti ocenimo z enačbo E = w × L + P × L/v pri čemer oznake pomenijo:

E = shranjena energija v akumulatorju [Wh]

w = specifična poraba energije na km poti pri konstantni hitrosti [Wh/km]

L = dolžina poti = doseg [km]

P = moč gretja pozimi oziroma hlajenja poleti (klima) [W]

v = enakomerna hitrost vožnje [km/h]

Rešitev gornje enačbe za doseg L = (E × v)/(w × v + P)

Iz podatkov spletnega kalkulatorja izračunamo podatek za w = 123,5 Wh/km, ki velja pri enakomerni hitrosti 70 km/h (mestna vožnja). Pri nižjih zunanjih temperaturah, npr. 5 stopinj C, potrebujemo grelec z močjo 1 kW, pri še nižjih temperaturah (0 stopinj C ali manj) pa morda celo 2 kW.

S temi podatki ocenimo doseg za akumulirano energijo E = 12,4 kWh, enakomerno hitrost v = 70km/h in grelno moč P = 2kW. Doseg = L = (12400 × 70)/(123,5 × 70 + 2000) = 81 km.

Če bi tudi »dizlaši« lahko kupovali nafto po ceni kurilnega olja, potem …

Upoštevajmo, da je teh 81 km idealna številka, in zdaj si lahko vsak sam izračuna, koliko (mestnih) voženj v službo bi lahko opravil z eno tako polnitvijo, za daljše izlete pa je definitivno treba skrbno načrtovati, upoštevaje kilometre in lokacijo polnilnic, ali pa je treba imeti v hlevu parkiranega še dizelskega »vranca«. Naj znova poudarimo, da je potovalna hitrost glavni dejavnik, ki vpliva na doseg avtomobila. Pri avtocestni potovalni hitosti 130 km/h naraste w na 256 Wh/km, zato se bo doseg Zoea skrajšal na vsega (idealnih) 45 km. Če se še za trenutek povrnemo k problemom polnjenja, povejmo, da hitri polnilci (fast chargerji) zahtevajo bistveno večje polnilne moči. Vzemimo Tesline podatke: standardni hitri polnilci imajo moč 11 in 22 kW, njihov supercharger pa celo 120 kW! Take moči zahtevajo poseben električni priključek tudi v domači hiši in klasifikacija priključka ne spada več pod gospodinjski odjem, temveč pod industrijskega (to pa, seveda, pomeni višjo ceno).

Trdijo, da so električni avtomobili ekološki. Drži. Kako ekološki so zares, pa je odvisno od tega, kako pridobivamo električno energijo. Ker je el. energija iz vtičnice mešanica iz vseh mogočih virov, je precej pridobimo v Šoštanju (TEŠ 6 in starejši bloki TEŠ 3,4 in 5), ki kurijo domači velenjski rumeni šrot in zato posledično izpuščajo velike količine toplogrednega CO2. Vsaj 20 % energije prihaja iz JEK, to je sicer čista energija, če zanemarimo problem hranjenja jedrskih odpadkov in proizvodnjo odpadne toplote. Med čisto zelene vire spadajo le hidroelektrarne, saj imamo vetrnih le za vzorec. Večina bralcev bo seveda takoj pogrešala fotovoltaične izvore, ker so menda še najbolj čisti. To seveda ne drži povsem. To je čista (zelena) tehnologija samo na končni destinaciji, tu v Evropi, kjer fotovoltaične panele samo zlagajo skupaj in montirajo. Tam daleč na Kitajskem, kjer jih izdelujejo, pa je to še vedno v domeni polprevodniške industrije in zatorej spada med hudo umazano in strupeno industrijo. In ker imajo tam daleč nekje na Kitajskem bistveno nižje okoljske standarde od evropskih, se vse to onesnaženje odlaga in kopiči v okolju, ki je sicer daleč od nas, a še vedno na istem planetu. Važno pa je, da so naši in evropski tehniško polpismeni zeleni aktivisti in politiki ozaveščeni in zadovoljni.

Ne bi na tem mestu na dolgo in široko opisoval škodljivosti za okolje, proizvodnjo, zbiranje in recikliranje litijevih akumulatorjev, ker je bila ta tematika podrobno predstavljena v Monitorju 7/8, 2016 (avtor Matej Huš). Litij sam niti ni škodljiv, temveč dodatki, predvsem kobalt.

Zanima me še komentar gospoda Mrvarja o naslednji, zaenkrat hipotetični situaciji. Z električnim avtomobilom vozimo po avtocesti in zmanjkuje nam energije. Zapeljemo na »tankštelo«, ki ima poleg bencinsko/naftnih postaj še tri električne polnilnice. Pred njo stoji 6 električnih avtomobilov, ki so »lačni« elektrike, in zdaj si izračunajmo, kdaj bomo na vrsti. Če vsak avtomobil potrebuje za hitro polnjenje pol ure, bomo čakali 90 minut, potem pa sledi še pol ure »tankanja«. Torej potrebujemo vsaj 2 uri, da se lahko spet odpeljemo. Žal je to težko sprejemljivo dejstvo, a že slutim odgovor: sprememba navad in načrtovanje in načrtovanje in spet načrtovanje potovanja (in polnjenja). Prav, a ni vedno tako enostavno. Seveda krožijo zamisli, kako naj bi v prihodnosti rešili omenjeno hipotetično situacijo: sila enostaven postopek menjave baterije (najem) ali morda menjava (tankanje) elektrolita. To med drugim pomeni standardne oblike in velikosti baterij, standardizirane zmogljivosti, standardizirane priključke in prilagojen (standarden) prostor v avtomobilih za namestitev baterije.

In za konec mimogrede ocenimo še, kolikšno električno instalacijo potrebuje »tankštela«, da servisira takšno zaenkrat še hipotetično situacijo? Najmanj 3 × 120 kW = 360 kW (superchargerji za Teslo) plus dodatno moč za normalno obratovanje črpalke.

Cena energije za polnjenje električnih vozil je nizka, ker se ta vozila polnijo s poceni elektriko za gospodinjstva, predvsem v času nižje nočne tarife.

Svoje prigode in (ne)prijetne avature s polnjenjem elekričnega Zoeja je slikovito opisal Jure Forstnerič v članku »Električna avantura« (Monitor, september 2016). Čeprav je Jure dovolj računalniško pismen, je imel s polnjenjem vrsto neprijetnih zapletov, tako da je njegovo končno mnenje zelo podobno mojemu: da bi bili električni avtomobili res uporabni za vsakogar, bo treba počakati še nekaj let, trenutno pa je lastništvo električnega konjička še vedno avantura.

Naj sklenem: cena energije za polnjenje električnih vozil je (trenutno) nizka, predvsem zato, ker se ta vozila polnijo s poceni elektriko za gospodinjstva, predvsem v času nižje nočne tarife. Če država ne bi subvencionirala nakupa (7500 evrov), bi bili električni avtomobili zaenkrat samo kurioziteta dobro situiranih ekstravagantnežev. Če bi tudi »dizlaši« lahko kupovali nafto po ceni kurilnega olja, potem … Posebno plat te »električne« zgodbe je omenil tudi gospod Mrvar: to je trenutna (ne)izobraženost serviserjev v pooblaščenih servisih in zaenkrat še skromna infrastruktura, ki ne bi prenesla bistveno večjega števila električnih vozil.

V intervjuju je gospod Mrvar zatrdil, da je naša država med tistimi, ki najbolj spodbujajo e-mobilnost, zato na ministrstvu za infrastrukturo obravnavajo predlog, ki bi električnim vozilom dovoljeval uporabo rumenih pasov v mestnih središčih. Menim, da je tudi ta predlog zelo diskriminatoren. Zakaj? Zato, ker če bi zares želeli zmanjšati onesnaženje, hrup in gnečo, bi se moral predlog glasiti takole: rumene pasove lahko uporabljajo vozila javnega prevoza, taksiji, električna vozila in tudi druga osebna vozila, če se v njih prevažajo trije ali več potnikov.

V intervjuju, žal, ni bilo nobenega izrecnega vprašanja o e-mobilnosti. Agenda e-mobilnost, ki jo pooseblja Elon Musk (Tesla Motors), pravzaprav ne pomeni samo enostavno menjavo zdajšnjih vozil (klasični motorji z notranjim zgorevanjem) z električnimi avtomobili, temveč gre za to, da se (drastično?) zmanjša število vozil v mestnih središčih in s tem posledično tudi gneča. Slednje bi omogočila sprememba koncepta lastništva vozila, ki predvideva najemanje vozil po potrebi oziroma »mobility on demand service«. Šušlja se, da se tudi Musk spogleduje s podobnim konceptom, kot je Uber, le da bi bila njihova vozila popolnoma avtonomna, torej brez voznika.