Elektryki, ekologizm i Moskwa

Kategoria: Archiwum, Nauka, Polecane, Ważne
Autor:
piko
, 8 listopada 2022

Jak to jest z samochodami elektrycznymi (elektrykami)?

Mamy obecnie trynd na elektryki, bo to nowoczesne, wygodne i podobno ekologiczne. Niedługo tak będzie, że bez elektryka nie ma co się pokazywać w „towarzystwie”. Hybryda od biedy ujdzie, ale to raczej dla towarzystwa drugiego sortu.

A jak jest naprawdę?

Sprawność

Wyjdźmy od fizyki na poziomie wyższych klas szkoły podstawowej. Jest taki parametr jak sprawność energetyczna, który określa jak ma się energia otrzymana do włożonej. Zawsze ma wymiar mniejszy od jedności. Nawet prosty humanista powinien zrozumieć, że straty muszą być. Gdyby sprawność była =1 to machina by się kręciła bez końca (perpetuum mobile), jakby była >1 to byśmy byli w świecie, gdzie klasyczna fizyka zupełnie nie działa (przy =1 też nie działa).

Obecnie napędzamy się w samochodach silnikami cieplnymi – diesla i benzynowymi. Sprawność tych silników to odpowiednio ok. ssd=0,5 i ssb=0,4 to znaczy, że taka część energii cieplnej zawarta w paliwie jest zamieniana na mechaniczną (mieszanka buch, tłoki w ruch,  koła się kręcą i popylamy).

Jak to jest w przypadku elektryka?

No trzeba jego akumulatory naładować prądem. Skąd prąd? Ano z gniazdka. A w gniazdku jest z elektrowni poprzez sieć energetyczną.

Oszacujmy więc sprawność energetyczną elektryka analizując „drogę” prądu od źródła do silnika elektrycznego.

W elektrowni prądnicę napędzają turbiny parowe. Para jest uzyskiwana poprzez spalanie paliw kopalnych (gaz, ropa, olej opałowy, węgiel, miał). Sprawność takich turbin jest na poziomie silnika diesla, czyli ssd=0,5.
Pomijam elektrownie wodne, bo to jest wyjątek (np. Norwegia), czy atomowe bo tu koszty całkowite są wyższe od klasycznych elektrowni (koszt budowy, zabezpieczeń i utylizacji paliwa w okresie eksploatacji i po).

Do wyliczenia sprawności elektryka potrzebne będą następujące składowe:
– sprawność generatora prądu elektrycznego w elektrowni – ok. sge=0.96,
– sprawność transformacji i przesyłu energi elektrycznej do odbiorcy – ok. stp=0.85,
– sprawność ładowania akumulatora w samochodzie – ok. sła=0.9,
– sprawność odzyskania energii elektrycznej z akumulatora – ok. soe=0.95,
– sprawność silnika elektrycznego – ok. sse=0.9,

Dla samochodu elektrycznego mamy sprawność energetyczną równą:

ssd x sge x stp x sła x soe x sse (0.5×0.96×0.85×0.9×0.95×0.9)= 0,31.

Wniosek jest prosty, samochodem z silnikiem Diesla (ssd=0,5) na tej samej ilości paliwa źródłowego przejedziemy o prawie 40 % dłuższą drogę (1 – 0,31/0,5).
Samochód z silnikiem benzynowym (0.4) również góruje pod względem sprawności nad samochodem z silnikiem elektrycznym.
Można teoretycznie rozważać wykorzystanie ogniw paliwowych, które w samym samochodzie zamieniają paliwo na energię elektryczną eliminując straty podczas transmisji energii na drodze elektrownia – elektryk.  Sprawność takich ogniw to 0,4-0,6 ale dochodzi obecnie problem taniego wytwarzania wodoru. Jak byś się nie obrócił – dupa z tyłu.

Następna sprawa – gęstość upakowania energii czyli ile energii możemy zamknąć w danej objętości (lub masie).
W 1 kg benzyny mamy ————— 12,9 kWh/kg.
W 1 kg akumulatora mamy ———- 0,22 kWh/kg
Uwzględniając sprawność silników cieplnych (zamiana en cieplnej na mechaniczną na poziomie 50% w stosunku do 95% elektryków) silniki diesla i beznynowe są bezkonkurencyjne.
Zastępowanie samochodów z silnikiem spalinowym samochodami z silnikiem elektrycznym to zabieg czysto marketingowy, podrzucany przez cwaniaków od tzw. geszeftu ludziom z dużymi pieniędzmi i małym pomyślunkiem.

Ekologia

Faktem jest, że w miejscu poruszania się elektryk nie „smrodzi” jak np. samochód z silnikiem spalinowym, natomiast z uwagi na mniejszą sprawność energetyczną sumarycznie zostawia większy „ślad węglowy” – co by to nie oznaczało.
Następna bardzo istotna sprawa – produkcja i utylizacja akumulatorów. Do produkcji potrzebne są lit, kobalt (najdroższy), nikiel, mangan, grafit. W procesie wydobycia zużywa się ogromne ilości wody i energii, degradowane jest środowisko. No i dzieci w Kongo są eksploatowane.

Utylizacja akumulatorów to kolejny problem. Aby odzyskać 1 kg litu trzeba przetworzyć 28 kg baterii co jest obecnie 5x droższe od wydobycia takiej samej ilości. Obecnie w Europie utylizowane jest ok 5% zużytych baterii. Zapewne wzrost cen surowców spowoduje, że recykling stanie się bardziej opłacalny.

Obecnie spalinowce muszą mieć filtry cząstek stałych DPF (diesel), GPF (benzyna). Elektryk z definicji nie musi mieć, natomiast wszystkie samochody a elektryki najwięcej (ciężar) generują zanieczyszczenia typu cząstki stałe z OPON. Po prostu guma się ściera i daje to podobno 1000 krotnie większe zanieczyszczenie niż wynikające z wydzielania cząstek stałych w spalinach.

Wygoda użytkowania

Co by nie napisali w ulotkach jak się włączy klimę lub ogrzewanie to elektryk daleko nie pojedzie (150 -380 km). Ładowanie szybkie zajmuje 1-2 godziny i daje zasięg 150-200 km, wolne (z konwencjonalnego gniazdka) może trwać nawet i dobę. Generalnie czas ładowania takiego pojazdu trwa dłużej niż jego jazda. Po 5 latach spadek sprawności akumulatorów powoduje że te wartości zmieniają się na niekorzyść o ok. 20-30 %. I kto ci kupi używanego elektryka w którym koszt wymiany baterii to 40% ceny nowego?

Jak mamy zrezygnować z węgla w energetyce to ciekawe jak te miliony aut przyszłości naładujemy? Wiatrakami, panelami słonecznymi?

W Polsce mamy obecnie ok. 24 mln samochodów. Jakby wszyscy się podłączyli do prądu to mamy blackout. Przesadziłem wystarczy że 1 mln się podłączy i klops.

Cena

Przykładowe miejskie elektryki:
Citroen e-C4 – od 148 400 zł
Fiat 500e – od 107 000 zł

Spalinowe miejskie:
Citroen C4 wersja bazowa benzyna 73 300 zł
Dacia Logan – od 57 900 PLN z LPG

Jak widać za elektryka płacimy 2x więcej. Jeżeli ktoś używa argumentu, że ma fotowoltaikę więc jeździ „za darmo” to trzeba mu powiedzieć, że żeby jeździł „za darmo” to musiał wydać wcześniej ekstra ok. 100 tys zł (39 000 zł za 10 kWh paneli + dopłacił resztę za elektryka). Te 10 kWh to w naszych warunkach teoria.

Wnioski

Obecne elektryki
– nie są jak głoszą producenci i sprzedawcy ekologiczne
– nie są praktyczne
– nie są dostępne dla przeciętnego nabywcy

Hucpą jest że poprzez dopłaty i inne preferencje ludzie niezamożni finansują po części zachcianki bogatych snobów.

W historii postępu technicznego nigdy nie było tak, żeby zmuszano ludzi do korzystania z „dobrodziejstw” jakiegoś wynalazku. Po prostu jak coś jest lepsze to znajdzie nabywcę i nie trzeba stosować terroru i przymusu żeby „uszczęśliwiać” wszystkich na siłę.
Nikt nie zmuszał do rezygnacji z transportu konnego, po prostu wynalazek kolei czy samochodu okazał się korzystny i ludzie samoistnie zaczęli z niego korzystać.

Na koniec coś dla rozluźnienia atmosfery z Moskwą w tle:


https://youtu.be/Zvd0JWlHU1o
ps
Mam nadzieję że do 2035 tak kretyńska organizacja o nazwie EU się rozpadnie lub Polska się wypisze z tego kołchozu.
Tagi: ,

O autorze: piko