Raport elektromobilność. Więcej, dalej i szybciej, czyli auta na prąd

Wkrótce po objęciu urzędu prezydenta USA, Joe Biden obiecał, że wymieni całą rządową flotę na samochody elektryczne. To deklaracja wielkiego kalibru, bo mowa o niemal 650 tys. aut, z których obecnie korzystają różne rządowe agendy. Z tej liczby niewiele ponad 3 tys. aut to pojazdy na prąd. Wymiana tej liczby samochodów to wydatki na poziomie miliardów dolarów. W Polsce nie mamy na razie tak ambitnych planów, choć kilka lat temu premier Morawiecki obiecywał, że niedługo po naszych drogach będzie jeździć milion aut elektrycznych. To nie jest realna deklaracja, ale i tak nasze wyniki napawają optymizmem. Według danych zebranych przez Polskie Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych oraz Polski Związek Przemysłu Motoryzacyjnego, w tej chwili po polskich drogach porusza się 20 504 aut „zelektryfikowanych”, z czego nieco ponad połowa to pojazdy w pełni elektryczne (10 471 sztuk), pozostałe zaś to hybrydy plug-in, czyli takie, które można ładować z gniazdka i jeździć nimi bez włączania napędu spalinowego (jest ich 10 033). Do miliona aut w stu procentach elektrycznych droga jest jeszcze daleka, ale – biorąc pod uwagę dostępną u nas infrastrukturę, wysokie ceny aut na prąd oraz kryzys rynku motoryzacyjnego spowodowany pandemią – to i tak jest niezły wynik.

Co ważne, z roku na rok producenci aut oferują coraz większą liczbę modeli aut na prąd. O ile, według danych PSPA, w 2018 r. było to zaledwie 35 różnych modeli (zwykle bardzo drogich), w 2019 r. wybór wzrósł do 47 modeli, a w minionym roku było to już aż 100 modeli z napędem elektrycznym, ale licząc zarówno te tylko na prąd, jak i hybrydy plug-in. Klienci, tak czy siak, mają teraz ogromny wybór, poczynając od relatywnie tanich samochodów do miasta, jak choćby Fiat 500 lub Smarty, za niecałe 100 tys. zł do Audi czy Tesli za grubo ponad 400 tys. zł. „Elektryki” mogą być oczywiście droższe, gdy dobierzemy do luksusowych modeli większe baterie i mocniejszy napęd. Rozbudowując konfigurację takiego auta, łatwo dojdziemy nawet do miliona złotych. To nie jest jednak elektromobilność dla każdego.

Cenę kształtuje bateria

Największym powodzeniem cieszą się u nas takie modele jak Nissan Leaf czy Renault Zoe, a to modele za ok. 120 tys. zł, co w przypadku samochodów na prąd jest ceną przystępną. Są one o tyle atrakcyjne, że mają już całkiem rozsądny zasięg. O ile jeszcze kilka lat temu samochód tej wielkości, kosztujący ponad 150 tys. zł, mógł przejechać niewiele ponad 150 km, to teraz np. Renault Zoe, nawet w podstawowej wersji może przejechać, przynajmniej teoretycznie, prawie 400 km. „Teoretycznie”, bo jednak do danych podawanych przez producentów, choć są one coraz bardziej wiarygodne, trzeba podchodzić ostrożnie. Zapotrzebowanie na prąd bardzo wzrasta, gdy jedziemy szybko (np. na drodze ekspresowej), jest też większe zimą, gdy temperatura powietrza spada, a my często korzystamy z ogrzewania. Wybierając się „elektrykiem” w długą podróż, warto o tym pamiętać.

Oczywiście są i samochody o jeszcze większym zasięgu. Tyle że zwykle to auta drogie, luksusowe, marek klasy premium. SUV BMW X3 z 286-konnym silnikiem na prąd przejedzie 460 km, a na pokładzie ma akumulatory o pojemności 80 kWh. Podobny zasięg uzyska też podstawowy wariant sportowej limuzyny Porsche Taycan. Tesla z kolei, w niektórych wersja modelu X oraz modelu S, chwali się zasięgiem przekraczającym 600 km.

Samochody popularnych segmentów, np. Volkswagen ID.4, także umożliwiają przejechanie coraz większej liczby kilometrów po pełnym naładowaniu baterii. Wspomniany model z akumulatorami 77 kWh przejedzie ponad 500 km, ale kosztuje niemal 200 tys. zł. Podobny dystans może też pokonać bez podłączania do gniazdka Škoda Enyaq iV, ale w wersji z większymi bateriami – za ponad 210 tys. zł. Ponad 450 km przejedziemy droższą wersją Kii Niro (za niemal 168 tys. zł). Na razie to jednak relatywnie drogie modele, nawet gdy mowa o popularnych markach. Problemem jest bowiem koszt baterii.

To się jednak wkrótce zmieni. Choćby dlatego, że w Europie znacznie wzrośnie produkcja baterii do samochodów elektrycznych, rosnąć ma również wykorzystanie do ich produkcji surowców z odzysku, także tych pochodzących ze starych baterii. Volkswagen zapowiedział już postawienie w Europie aż sześciu ogromnych fabryk baterii, które mają po 2025 r. zapewnić dostawy akumulatorów o pojemności nawet 240 GWh rocznie. Na początek ruszy produkcja w Szwecji – od 2023 r. mają tam powstawać akumulatory o pojemności 40 GWh rocznie. Później zostanie uruchomiony zakład w Niemczech – to kolejne 40 GWh na rok. Szefowie Volkswagena zapewniają, że z czasem uda się obniżyć koszty baterii, zmniejszyć ich złożoność, a także zwiększyć wydajność – to z kolei obniży koszty dla konsumenta, a także poprawi zasięg aut elektrycznych. Ta ostatnia cecha jest jedną z najważniejszych, na którą zwracają uwagę nabywcy samochodów. 

O ile mogą spaść ceny „elektryków” po wdrożeniu masowej produkcji baterii? Volkswagen szacuje, że większa skala produkcji baterii może obniżyć koszty nawet o połowę. W konsekwencji cena samochodu na prąd może spaść nawet o 20 proc., bo obecnie bateria to ok. 30–40 proc. kosztów. Te ostatnie jednak stale maleją, bo – jak wynika z informacji przekazanych przez firmę Boston Consulting Group – jeszcze w 2009 r. wyprodukowanie baterii o pojemności 1 kWh kosztowało aż 700 dol., obecnie to suma rzędu 150 dol., a nawet mniej. W kolejnych latach nastąpią dalsze spadki.

Dla Volkswagena ważne jest też to, by utrzymać wysoką wydajność baterii do końca życia pojazdu. Obecnie Niemcy gwarantują 70 proc. wydajności po ośmiu latach lub po przejechaniu 160 tys. km. Wiadomo, że parametry te można poprawić, ładując ogniwa jedynie do 80 proc. ich objętości lub korzystając z niezbyt szybkich ładowarek, np. we własnym garażu, o mocy 22 kW, zamiast superszybkich ładowarek na prąd stały (np. tych o mocy 50 kW i większej).

Wyścig po nowe technologie

Warto w tym miejscu wspomnieć, że obecnie Polska jest jednym z liderów w produkcji akumulatorów litowo-jonowych, a to dzięki fabryce LG Energy Solutions, której łączna moc produkcyjna to 100 GWh rocznie. To więcej niż całe zapotrzebowanie europejskiego rynku motoryzacyjnego szacowane na 2021 r. Z polskiego zakładu LG baterie trafiają m.in. do wielu modeli koncernu Volkswagena, jak ID.3 i ID.4, lub Audi Q4 e-tron oraz Škody Enyaq iV. Tyle że eksperci twierdzą, że już w 2025 r. w Europie będzie potrzeba rocznie baterii o pojemności ok. 300 GWh,  2030 r. – już 700 GWh, a w 2035 – nawet 1300 GWh. Niestety, wygląda na to, że kolejne zakłady produkcyjne powstaną nie w Polsce, lecz tam, gdzie jest najwięcej fabryk samochodów – na Węgrzech, w Czechach i Słowacji czy w Niemczech.

Oczywiście nadal trwają prace nad ulepszeniem akumulatorów w obecnej postaci, czyli litowo-jonowych, i nad znalezieniem nowych rozwiązań. Wiele firm, w tym i koncerny motoryzacyjne, pracują zatem nad wykorzystaniem innych materiałów. Celem jest zwiększenie wydajności, minimalizowanie zjawiska utraty sprawności baterii oraz zwiększenie bezpieczeństwa tak, by maksymalnie zmniejszyć ryzyko zapłonu baterii i pożaru samochodu. Nowym pomysłem są też baterie wykorzystujące grafen. Zdaniem naukowców z Niemiec, którzy biorą udział w ich opracowaniu, mają one umożliwić bardzo szybkie ładowanie, nieosiągalne dla obecnych akumulatorów. Mają mieć też zdecydowanie wydłużoną żywotność sięgającą setek tysięcy cykli ładowania. 

Na tego typu badania nie szczędzi pieniędzy Komisja Europejska, która właśnie zatwierdziła 3 mld euro pomocy publicznej dla przemysłu bateryjnego. W projekcie tym weźmie udział aż 42 uczestników oraz kolejne 150 firm, które z nimi współpracują. 

Celem KE jest przyspieszenie badań naukowych związanych z produkcją baterii i stworzenie partnerstw między firmami a placówkami naukowymi. W dłuższej perspektywie także i to działanie doprowadzi do wzrostu produkcji baterii i obniży ich koszty. Jest to więc kolejny krok na drodze do elektromobilności.

Co z dopłatami

Oczywiście nawet najlepsza bateria nie zda się na nic, jeśli nie będzie jej gdzie ładować. I tu jednak sytuacja się poprawia. Według danych PSPA mamy już w Polsce ponad 1400 stacji ładowania, co stanowi niemal 2800 punktów ładowania. Około jedna trzecia to stacje prądu stałego gwarantujące szybkie ładowanie, a pozostałe to stacje wolniejsze i o mniejszej mocy, prądu przemiennego (zwykle 22 kW lub nawet mniej). Problem w tym, że ponad 60 proc. z tych ładowarek przypada na największe polskie miasta liczące ponad 100 tys. mieszkańców. To przede wszystkim Warszawa, Katowice, Kraków, Wrocław czy Trójmiasto. 

Nowych stacji jednak przybywa i eksperci przewidują, że do 2025 r. będziemy mieli ich w Polsce niemal 50 tys., co przełoży się na ponad dwukrotnie większą liczbę punktów ładowania. Aby tak się stało – jak zaznaczają przedstawiciele PSPA – potrzebne jest wsparcie państwa, w tym dopłaty do zakupu aut na prąd i fundusze na ładowarki. Ważne też, by wprowadzono dopłaty do aut kupowanych przez firmy, bo zakupy flotowe to w Polsce ponad trzy czwarte rynku nowych samochodów.

Firmy inwestują w „elektryki” i z pragmatyzmu (niższe koszty), ale też po to, by manifestować swoją chęć minimalizowania złego wpływu na otoczenie. Przykładem może być tu firma kurierska DPD, która zdecydowała się na włączenie do floty 50 dostawczych aut na prąd. Będą to MAN-y e-TGE, które mogą po pełnym naładowaniu baterii przejechać 170 km. To niby niewiele, ale jest to liczba kilometrów wystarczająca dla aut, które rozwożą przesyłki w miastach. Poza tym DPD zainwestuje też w budowę około 150 stacji ładowania dla aut elektrycznych. Tak, by zapewnić kurierom swobodę poruszania po wyznaczonym obszarze. Takich firm będzie coraz więcej, o czym świadczy rosnąca liczba elektrycznych samochodów dostawczych i ciężarowych. Mamy ich w Polsce już niemal tysiąc. 

Swój udział w popularyzowaniu elektromobilności mają też władze polskich miast. Obecnie porusza się w nich już ponad 400 autobusów na prąd, z czego najwięcej w Warszawie (aż 161), Zielonej Górze (43), Krakowie (29) i Jaworznie (24). To przede wszystkim autobusy marki Solaris. Jest ich łącznie 324. Wiele miast w najbliższym czasie planuje zakupy takich autobusów, choć pandemia i niższe wpływy z podatków sprawiły, że część samorządów musiała przesunąć te plany na później.

To już w zasadzie pewne, że coraz większa liczba samochodów na prąd to nasza przyszłość, zwłaszcza w Unii Europejskiej czy w Stanach Zjednoczonych (szczególnie w Kalifornii). Niestety, na razie nasza polska rzeczywistość wygląda tak, że po naszych drogach porusza się ponad 23 mln aut, z których 19 mln ma ponad 10 lat. I są to niemal wyłącznie samochody spalinowe, nierzadko stare diesle. 

Czy te statystyki wkrótce ulegną poprawie? To zależy. Jednym z bodźców może być nowa ustawa o elektromobilności, która ułatwi instalowanie punktów ładowania nawet w istniejących już budynkach wielorodzinnych i w końcu doprecyzuje przepisy, które pozwolą tworzyć Strefy Czystego Transportu.