Poređenje efikasnosti klasičnog i električnog pogona

Nemački fizičar Johanes Kikens oštro je kritikovao političku debatu o takozvanim „visokoefikasnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem“ u razgovoru za austrijski dnevnik Der Standard. Savezni kancelar Fridrih Merc zalagao se za odlaganje zabrane motora sa unutrašnjim sagorevanjem i za dozvolu registracije novih, modernih motora i posle 2035. godine. Prema Kikensu, taj izraz je obmanjujući: „To nije fizički pojam, već politički pojam za borbu“. Motori sa unutrašnjim sagorevanjem su, zbog fizičkih zakonitosti, takozvane toplotne mašine koje nailaze na čvrste granice: „One nikada ne mogu biti visokoefikasne“.

Kikens te granice objašnjava kroz termodinamiku. Drugi zakon termodinamike kaže da se toplotna energija nikada ne može potpuno pretvoriti u mehaničku. Veliki deo mora da se odvede kao otpadna toplota. Zbog toga je maksimalni stepen korisnog dejstva benzinskih i dizel motora suštinski ograničen. Teorijski, dizel motori mogu dostići oko 65%, ali u praksi savremeni motori ostvaruju znatno manje vrednosti.

„Novi benzinski motori su na oko 40 odsto, dizeli na 45% – ali samo u optimalnim laboratorijskim uslovima“. U realnom saobraćaju realno je oko 25 odsto. I tu više nema prostora za napredak: „Mogućnosti motora sa unutrašnjim sagorevanjem su odavno iscrpljene“, kaže Kikens.

Na često postavljano pitanje da li bi inženjerske inovacije mogle dodatno da povećaju efikasnost, Kikens odgovara odrično. Iako je istorijski razvoj od parnih mašina do današnjih motora doneo velike skokove, sada je dostignuta granica: „Danas smo na oko 45% stepena korisnog dejstva i nailazimo na fizičke granice. Nikada neće biti moguće doći do 80 ili 90 odsto“. Poređenje je jasno: „Već danas postoje motori sa više od 90 odsto efikasnosti. To su elektromotori“.

Posebno kritički se osvrće na političke nade da bi sintetička iliti e-goriva (e-fuels) mogla da spasu klasične motore. Kikens opisuje njihovu proizvodnju kao trostepeni, izuzetno energetski intenzivan proces: elektrolizu za dobijanje vodonika, izdvajanje CO₂ iz vazduha i zatim sintezu u ugljovodonike.

„Nažalost, ta goriva zbog složene proizvodnje sadrže samo još polovinu energije koja je na početku u njih uneta iz obnovljive električne energije“. Još problematičnije je što se sagorevaju u neefikasnim motorima: „Na kraju na putu završi tek nešto više od deset odsto uložene energije“. Njegov zaključak je jasan: „Sa istom količinom struje električnim automobilom može se preći i šest puta veća razdaljina nego vozilom sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem koje koristi e-goriva“.

Široku upotrebu e-goriva Kikens smatra ekonomski neizvodljivom. Ne postoje odgovarajući proizvodni kapaciteti, a goriva nisu dostupna po prihvatljivim cenama. Budućnost, po njegovom mišljenju, jasno pripada električnom pogonu – kako sa stanovišta prirodnih nauka, tako i iz razloga efikasnosti. „Električni automobili u realnim uslovima imaju stepen korisnog dejstva od oko 70%“.

Tehnologija je pritom jednostavnija, u eksploataciji štedi resurse i lokalno ne emituje štetne gasove. Dok vozila sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem tokom svog životnog veka troše ogromne količine sirovina u vidu nafte, metali korišćeni u baterijama ostaju sačuvani i mogu se reciklirati. U Evropi se već stvara industrija za to. Presudan je pogled na ukupni bilans: „Potreba za sirovinama kod automobila sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem, kada se uračunaju proizvodnja i korišćenje, znatno je veća“.

Kikens se osvrnuo i na sporu transformaciju nemačke auto-industrije. Sa stanovišta fizike, prelazak je odavno trebalo da se desi. Razloge za oklevanje vidi manje u tehnologiji, a više u ponašanju korisnika. „Komfor je, naravno, argument u korist motora sa unutrašnjim sagorevanjem“. Električni automobili su dugo bili skuplji i imali kraći domet. Ta promena je i psihološko pitanje.

Političku debatu o mogućem odlaganju zabrane motora sa unutrašnjim sagorevanjem ocenjuje vrlo kritično: „To bi bilo dramatično“. Svaka dodatna godina sa takvim vozilima loša je za klimu i dodatno podiže temperaturu. Upozorava i na negativne industrijsko-političke posledice. Odlaganje bi moglo da poveća zaostatak Evrope u odnosu na Kinu. Ni za kupce ne vidi budućnost u kasnoj kupovini vozila na fosilna goriva: „Iskreno, svako ko 2035. još bude kupovao vozilo sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem, sam će biti kriv“. Uz rast cena CO₂, ovaj pogon će postati znatno skuplji od električnog.

Njegov završni sud je nedvosmislen: „Da li je elektromotor u poređenju sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem u putničkim automobilima superiorna tehnologija? Odgovor je u svakom pogledu – da“.

AutoRepublika

(271)