Napęd przyszłości – jakie auto kupić dzisiaj.

Czym napędzane będą nasze samochody w najbliższej przyszłości i jakie auto kupić dzisiaj – Diesel, benzyna, hybryda, wodór czy prąd?

Motoryzacja, a ekologia

O tym, że jakość powietrza, którym oddychamy jest zła możemy się szczególnie dobitnie przekonać w zimowe, mroźne i bezwietrzne dni, gdy nad dużymi miastami i przedmieściami wisi podobna do mgły śmierdząca zawiesina trujących pyłów i gazów – potocznie zwana smogiem. Stan powietrza w Polsce należy do najgorszych w Europie, ale podobny problem ma wiele innych rozwiniętych i rozwijających się krajów na czele z Chinami.

Do produkcji zanieczyszczeń przyczyniają się niestety w znacznej mierze samochody. Oczywiście nie można zapominać o fabrykach, hutach i opalanych wątpliwej jakości węglem lub wręcz śmieciami domach prywatnych. Jednak w miastach najbardziej trują samochody. Dzieje się tak pomimo coraz bardziej restrykcyjnych norm emisji spalin, które producenci, jak się ostatnio okazało, próbowali na różne sposoby obejść, oszukując podczas pomiarów. Każdy napęd ma swoje wady i zalety, ale wygra ten najefektywniejszy pod względem ekonomicznym i ekologicznym. Jaki więc będzie samochód przyszłości, czym napędzany?

Zmierzch Diesla

Ostatnie lata to nieprzerwany boom na silniki Diesla w autach osobowych. Zaczęło się kilkanaście lat temu od nowoczesnych jak na tamte czasy silników TDI z grupy Volkswagena i jak się wydaje za sprawą tych silników, aczkolwiek unowocześnionych, kariera jednostek wysokoprężnych również się zakończy.

Nowoczesne, turbodoładowane silniki Diesla zawdzięczały swoją popularność niskiemu spalaniu i bardzo dobrej dynamice. Wydawało się, że można „zjeść ciastko i mieć ciastko”. Jednak wymogi ekologii i chęć poprawienia osiągów powodowały coraz większe skomplikowanie tych jednostek, które doposażano we wtryskiwacze, oczyszczające spaliny filtry DPF czy systemy wykorzystujące dodatkowy reduktor AdBlue w celu rozłożenia szkodliwych tlenków azotu. Kolejne usprawnienia komplikowały konstrukcję i zwiększały koszty produkcji, obsługi oraz awaryjność silników wysokoprężnych – problemy z turbiną, układem wtryskowym, przeniesieniem napędu. Ostatecznie jednak afera z udziałem koncernu Volkswagen tzw. Dieselgate, przypomniała aspekt, którego wszyscy zdawali się nie dostrzegać – silniki Diesla z natury nie są ekologiczne i należy szukać innej drogi na przyszłość.

Dzisiaj kolejne koncerny mówią o rezygnacji z dalszego rozwijania swoich jednostek wysokoprężnych i stawiają na inne rodzaje napędu, ponieważ „oczyszczanie” spalin w Dieslach jest zbyt kosztowne. Władze wielu miast również informują, że w perspektywie najbliższych lat będą eliminować auta na olej napędowy z ruchu w centrum aglomeracji, promując bardziej ekologiczne rodzaje napędu. Do centrum Londynu już dzisiaj nie można wjechać starszymi Dieslami. Jednak w dużych i ciężkich samochodach silniki diesla w dalszym ciągu są najbardziej ekonomiczne, co szczególnie można odczuć w jeździe autostradowej w dalekie trasy. Czy jest dla nich alternatywa?

Powrót do benzyny – etap przejściowy

W obliczu „klęski” silników wysokoprężnych, pozycję odzyskują „benzyniaki”, które w ostatnich latach dzięki turbodoładowaniu i kompresorom przy jednoczesnym zmniejszaniu pojemności, uzyskują dobre osiągi przy akceptowanych przez obecne normy poziomach emisji spalin. Silniki benzynowe nie emitują rakotwórczych tlenków azotu, ale emitują dwutlenek węgla. W niedługim czasie jednostki benzynowe będą też obowiązkowo doposażone w GPF-y (filtry cząstek stałych do silników benzynowych) co dodatkowo podniesie ich skomplikowanie, koszt i pewnie też awaryjność. Silniki benzynowe mają więc coraz więcej elementów mogących ulegać awarii i podwyższających koszty produkcji i eksploatacji: bezpośredni wtrysk, turbosprężarki, filtry cząstek stałych, dwumasowe koła zamachowe, układy start-stop. Ponadto spalanie doładowanych benzyniaków jest niskie przy delikatnej i przewidywalnej jeździe ale mocniejsze operowanie gazem skutkuje znacznym wzrostem zużycia benzyny.

Biorąc więc pod uwagę ciągłe zaostrzanie wymagań ekologicznych, szczególnie w Europie, powrót do benzyny wydaje się zjawiskiem przejściowym, a apele polityków o zaprzestanie w perspektywie kilkunastu lat produkcji aut spalinowych, jasno wyznaczają trend w którym podąża motoryzacja.

Hybryda – rozwiązanie na dziś

Napęd hybrydowy łączy na różne sposoby silnik benzynowy z elektrycznym lub kilkoma elektrycznymi co czyni go, na dzień dzisiejszy, najbardziej uniwersalnym rozwiązaniem. Co ważne, w układzie hybrydowym najczęściej pracują niewyżyłowane wolnossące jednostki, pozbawione skomplikowanego osprzętu, które są mniej awaryjne i przez to znacznie tańsze w eksploatacji od tradycyjnych samochodów spalinowych (np. Toyota, Lexus). Generalnie praca zespołu hybrydowego polega na tym, że silnik spalinowy ładuje akumulatory, które dają energię silnikowi elektrycznemu. W układach typu plug-in baterie mogą być doładowywane z gniazdka podczas postoju (np. w Volvo XC90 hybrid). Do napędu służy głównie silnik benzynowy, a silnik elektryczny pełni rolę wspomagającą i umożliwia spokojną jazdę na krótki dystans zapewniając również dodatkową moc dla hybrydowego układu. Może też napędzać drugą oś w autach z napędem na cztery koła (np. Lexus RX 450h). Dodatkowo akumulatory ładują się podczas hamowania odzyskując energię z silnika elektrycznego, co poprawia skuteczność i zmniejsza zużycie układu hamulcowego. Samochody hybrydowe są więc oszczędne w mieście i tańsze w eksploatacji ale w dalekich trasach pod względem ekonomiki spalania będą ustępować Dieslom. Silniki elektryczne mają bowiem szansę wykazać się w trybie miejskim ale już jadąc autostradą korzystamy z jednostki spalinowej i tracimy większość możliwości jakie daje hybryda.

Elektryczna przyszłość coraz bliżej

Silnik elektryczny wydaje się być pozbawiony wszelkich wad silników spalinowych. Jest prosty w budowie i obsłudze, ma efektywność sięgającą 70% (spalinowy do 20%, a reszta marnuje się na produkcję ciepła), nie emituje żadnych spalin, a także ma znakomitą charakterystykę generując łatwą do przeniesienia na koła moc w postaci ruchu obrotowego i maksymalny moment obrotowy praktycznie od razu po wciśnięciu pedału przyspieszenia.

Samochody elektryczne, głównie za sprawą aut firmy Tesla, stały się też atrakcyjne wizualnie, praktyczne i modne oraz naprawdę szybkie. Elegancki sedan Tesla Model S nie ustępuje osiągami najmocniejszym super autom i może przejechać na jednym ładowaniu nawet 500 km. Dodatkowo powstające na świecie stacje szybkiego ładowania Tesli umożliwiają darmowe doładowanie auta. Nowa kompaktowa Tesla Model 3 pojawiła się już na rynku, choć wciąż na zapisy, w cenie zbliżonej do średniej wielkości modeli marek premium, jak BMW 3 czy Audi A4 w mocniejszych wersjach silnikowych. Dodatkowo rządy m.in. w USA oferują dopłaty do aut elektrycznych co czyni je jeszcze bardziej przystępnymi.

„Elektryki” coraz rzadziej przypominają więc stylistyczną wizję pijanego designera, a producenci przestają w ten sposób zniechęcać klientów do ich zakupu. Do konkurencji z Teslą szykują się wszyscy liczący się producenci, pracując nad swoimi elektrycznymi modelami. Będzie więc w czym wybierać.

Jedyną, choć zasadniczą wadą tego napędu wydaje się dzisiaj koszt zakupu auta oraz wciąż ograniczony rozwój infrastruktury do szybkiego ładowania poza miastem. Na świecie powstają jednak gigafabryki akumulatorów, co zwiększy ich dostępność i spowoduje obniżenie cen, a producenci samochodów tworzą spółki celowe aby rozwijać infrastrukturę do szybkiego ładowania aut elektrycznych wzdłuż autostrad. W niedalekiej przyszłości umożliwi to bezproblemowe podróżowanie nimi nie tylko w miastach, ale także na długie dystanse.

Oczywiście pozostaje pytanie o bilans energetyczny wytworzenia i późniejszej utylizacji baterii oraz o to w jaki sposób produkowana jest energia elektryczna używana do naładowania akumulatorów. W Polsce energia elektryczna powstaje jeszcze głównie z węgla, ale świat zmierza w kierunku odnawialnej energii z rozproszonych źródeł (np. małe elektrownie wiatrowe przy domu, czy baterie słoneczne na dachach), a proces produkcji baterii jest optymalizowany. Możemy sobie więc wyobrazić, że za kilka lat naładujemy samochód energią elektryczną, którą wytworzymy sami we własnym gospodarstwie domowym.

Bilans energetyczny będzie się więc poprawiał. Auta elektryczne z pewnością zyskają na popularności, choć na razie sprzedaje się ich jeszcze stosunkowo niewiele. Tesla natomiast nie nadąża z produkcją swojego średniej klasy Modelu 3. Wygląda na to, że rynek czeka na konkurencyjne oferty porządnych samochodów na prąd w przystępnych cenach.

Wodór i ogniwo paliwowe – wciąż niszowa alternatywa dla baterii

Samochody napędzane wodorem to tak naprawdę auta elektryczne, które na pokładzie produkują z wodoru energię dla napędzającego je silnika elektrycznego, zamiast pobierać ją z akumulatorów. Wizjoner i prezes firmy Tesla, Elon Musk uważa że tej technologii nie warto rozwijać głównie ze względu na niską efektywność związaną z magazynowaniem i wytwarzaniem wodoru oraz niebezpieczeństwo związane z użytkowaniem go jako paliwa w samochodach. Jedyne seryjne samochody napędzane wodorem to dziś Toyota Mirai i Hyundai ix35 Fuel Cell. Jest to więc rozwiązanie niszowe i trudno liczyć na szybki rozwój infrastruktury do tankowania takich aut.

Jakie auto kupić teraz?

Jaki samochód wybrać dzisiaj dla siebie? Decyzja oczywiście zależy od tego, w jaki sposób będziemy go używać, jakiego typu auta potrzebujemy oraz jakim budżetem dysponujemy.

W mieście najbardziej praktyczny i ekonomiczny byłby już dziś napęd elektryczny, ale auta te są wciąż dość drogie, wybór modeli ograniczony i dodatkowo, aby wygodnie użytkować taki samochód, trzeba dysponować miejscem do codziennego ładowania akumulatorów. Ponadto decydując się na samochód elektryczny do miasta, powinniśmy mieć drugi na dalsze wyjazdy.

Większą swobodę daje połączenie silnika spalinowego z elektrycznym, czyli napęd hybrydowy. Liderem w produkcji hybryd jest Toyota i jej marka premium – Lexus. Nowe samochody hybrydowe Toyoty mają ceny porównywalne do diesli innych marek, a ponieważ koncern postawił na hybrydy już dobrych kilka lat temu, to również na rynku wtórnym możemy znaleźć sporo aut tego producenta.

Silnik benzynowy to rozwiązanie konserwatywne na dziś dla osób, które nie są w stanie zaakceptować ograniczeń związanych z autami elektrycznymi i nie widzą dla siebie odpowiedniego auta hybrydowego z aktualnej oferty rynkowej. Nowsze turbodoładowane jednostki charakteryzują się mniejszą pojemnością, co nieźle sprawdza się w mieście i daje wystarczającą moc gdy jej potrzebujemy, choć nie możemy liczyć na bardzo niskie spalanie. Nowoczesnym benzyniakiem, w przeciwieństwie do diesla, wjedziemy jednak do każdego miasta przynajmniej przez kolejnych kilka lat.

Diesel wydaje się wciąż sensownym napędem w dużych samochodach, szczególnie typu SUV i dla osób jeżdżących dużo na długie dystanse. Jednak i w tym segmencie istnieją alternatywne propozycje hybrydowych SUV-ów w cenach podobnych do mocnych wersji z silnikiem diesla (np. Lexus NX/RX, hybrydowe BMW X5, Toyota RAV4, Volvo XC60/XC90, Porsche Cayenne), które dobrze sprawdzą się w mieście i zapewnią wygodę w dłuższych podróżach, choć przy sporo wyższym niż w dieslu spalaniu w trasie, za to ze znacznie lepszą kulturą pracy. Podobnie sytuacja wygląda w segmencie dużych limuzyn (np. Audi A8 Hybrid, Lexus LS 500h). Hybrydą będziemy mogli wjechać do centrum każdej metropolii jeszcze przez wiele lat, a w niektórych miastach czekają nas też dodatkowe przywileje.

Wszystko wskazuje więc na to, że w przyszłości będziemy jeździli samochodami elektrycznymi, a na razie czeka nas przesiadka z diesli do benzyniaków i hybryd. W Polsce ta zmiana będzie niestety raczej ewolucją niż rewolucją ze względu na uwarunkowania infrastrukturalne, poziom zamożności i brak rządowego wsparcia sprzedaży aut ekologicznych. W krajach Europy zachodniej zamiana na samochody elektryczne może nastąpić szybciej niż nam się wydaje. Już dzisiaj połowę samochodów sprzedawanych przez Toyotę stanowią hybrydy, które jeszcze kilka lat temu były niszowe.

Pozostaje nadzieja, że spalinowe samochody i kopcące Diesle wycofywane z krajów zamożniejszych nie trafią na nasze drogi – w „dobrej cenie” – przechodząc jednocześnie terapię odchudzającą, która pozbawi je katalizatorów i DPF-ów. Cena jaką przyjdzie nam wtedy zapłacić za nasze zdrowie może być zbyt wysoka.