Baza wiedzy

Historia samochodów elektrycznych

Obecnie na świecie bardzo silnie rozwija się trend wspierania rozwiązań z zakresu elektromobilności. Samochody elektryczne pojawiają się na ulicach w wielu krajach, ich popularność rośnie. Jednak nie są one zupełnie nowym wynalazkiem.

Elektryczny samochód z dawnych czasów
Źródło: ThoughtCo

Prawdopodobnie nie każdy zdaje sobie sprawę z tego, że pojazdy elektryczne po raz pierwszy były wprowadzane już prawie 200 lat temu. Dlatego zanim poddamy analizie aktualne trendy rozwojowe w obszarze elektromobilności, warto przyjrzeć się historii.

1. Pierwsze samochody elektryczne

Pojawienie się pierwszych samochodów elektrycznych na drogach nie wiąże się z jednym krajem, wynalazcą czy wydarzeniem. Ta historia ta rozpoczyna się w XIX wieku. Jednak ponieważ był to proces złożony, dopiero seria przełomów doprowadziła do powstania pierwszego pojazdu elektrycznego.

1.1. Pierwsze samochody elektryczne na małą skalę

Na początku stulecia innowatorzy na Węgrzech, w Holandii i Stanach Zjednoczonych zaczęli zajmować się koncepcją pojazdu na baterie. Dzięki temu stworzyli oni jedne z pierwszych małych samochodów elektrycznych.

W 1828 roku Węgier Ányos Jedlik wynalazł niewielki model samochodu napędzany zaprojektowanym przez siebie silnikiem elektrycznym. Pomiędzy 1832 a 1839 rokiem również szkocki wynalazca Robert Anderson opracował pierwszy prymitywny powóz elektryczny. Następnie w 1835 roku powstał kolejny mały samochód elektryczny. Został on zaprojektowany przez profesora Sibrandusa Stratingha z Groningen w Holandii i zbudowany przez jego asystenta Christophera Beckera. W tym samym roku Thomas Davenport, kowal z Brandon w stanie Vermont, zbudował mały samochód elektryczny. Przy okazji warto dodać, że Davenport był również wynalazcą pierwszego amerykańskiego silnika elektrycznego na prąd stały.

1.2. Rozwój baterii i praktyczne samochody elektryczne

Bardziej użyteczne pojazdy elektryczne powstały za sprawą Thomasa Davenporta i Szkota Roberta Davidsona około 1842 roku. Właśnie ci konstruktorzy jako pierwsi zastosowali nowo wynalezione, nieładowalne wówczas ogniwa elektryczne.

Praktyczne pojazdy wymagają akumulatorów o większej pojemności. Dlatego, pomimo tych wczesnych doświadczeń, dopiero w II połowie XIX wieku francuscy i angielscy wynalazcy zbudowali jedne z pierwszych praktycznych samochodów elektrycznych. W 1865 roku Francuz Gaston Plante wynalazł lepszy akumulator. Następnie w 1881 roku Camille Faure go ulepszył.

Ciekawostka: W 1899 roku belgijski elektryczny samochód wyścigowy La Jamais Contente ustanowił światowy rekord prędkości lądowej 68 mil na godzinę.

1.3. Powszechny rozwój pojazdów elektrycznych

Pierwszymi krajami, które pod koniec XIX wieku poparły powszechny rozwój pojazdów elektrycznych były Francja i Wielka Brytania. Z kolei w Stanach Zjednoczonych pierwszy udany samochód elektryczny zadebiutował dopiero około 1890 roku dzięki Williamowi Morrisonowi. Chociaż był to sześcioosobowy pojazd o małej prędkości (maksymalnie 14 mil na godzinę) to niewątpliwie pomógł rozpowszechnić ideę pojazdów elektrycznych. Niedługo po tym nastąpiło wiele innowacji a na drogach zaczęły pojawiać się pojazdy elektryczne różnych producentów.

Ciekawostka:Nowy Jork od 1897 roku miał flotę ponad 60 taksówek elektrycznych! Flota została zbudowana przez Electric Carriage and Wagon Company z Filadelfii.

2. Wzrost popularności samochodów elektrycznych

Większość źródeł podaje, że zainteresowanie samochodami elektrycznymi wyraźnie wzrosło pod koniec lat 90. XIX wieku. Ponadto stan ten utrzymywał się na początku XX wieku. Było to zbieżne ze wzrostem zamożności społeczeństwa, którego część zaczęła rezygnować z podstawowego środka transportu jakim był koń. Alternatywą dla nich okazał się nowo wynaleziony pojazd silnikowy. Był on dostępny w trzech wersjach: parowej, benzynowej i elektrycznej.

Co ciekawe, pierwsze samochody elektryczne powstawały w tamtym czasie, ponieważ jako jedyne posiadały sensowny napęd. Zatem pierwszym czynnikiem niekoniecznie była ekologia i troska o środowisko.

2.1. Słabsze strony samochodów na parę i na benzynę

Przede wszystkim trzeba mieć świadomość, że silnik parowy ma niezbyt korzystny wskaźnik relacji mocy do wagi. Chociaż para uchodziła za niezawodne źródło energii dla przemysłu i pociągów, to była niepraktyczna w przypadku pojazdów osobistych. Pojazdy parowe wymagały bowiem długiego czasu uruchamiania – nawet do 45 minut na mrozie. Ponadto musiały być uzupełniane wodą, a to istotnie ograniczało ich zasięg.

Z kolei silniki spalinowe w XIX wieku były dopiero w początkowej fazie wdrażania. Dzięki ich niektórym ulepszeniom, na rynku mógł pojawić się samochód benzynowy. Jednak pojazd ten był daleki od tego, jaki znamy dzisiaj.  Zmiana biegów w takich samochodach nie była łatwym zadaniem i trzeba było je uruchamiać za pomocą ręcznej korby. To dla wielu stanowiło poważne utrudnienie w obsłudze. Ponadto pojazdy benzynowe były głośne, a ich spaliny… co najmniej nieprzyjemne.

2.2. Przewaga samochodów elektrycznych nad innymi

Samochody elektryczne były pozbawione wyżej wskazanych wad pojazdów benzynowych i pojazdów na parę. Cicha praca, łatwe prowadzenie i brak nieprzyjemnego zapachu wynikającego z emisji zanieczyszczeń to niepodważalne zalety. Nic więc dziwnego, że te pojazdy stały się tak chętnie używane. Ich popularności sprzyjał fakt, że w XX wieku dostęp do elektryczności był już łatwiejszy. Dzięki temu ładowanie pojazdów elektrycznych stało się prostsze i poprawiła się ich użyteczność w różnych dziedzinach życia. Pojazd elektryczny był preferowanym wyborem wielu osób, ponieważ nie wymagał ręcznego uruchamiania za pomocą korby, ani zmiany biegów.

Widząc rosnący popyt na te pojazdy, producenci aut poszukiwali sposobów na ulepszenie technologii. Na przykład Ferdinand Porsche, założyciel firmy zajmującej się samochodami sportowymi, opracował w 1898 roku samochód elektryczny P1. W podobnym czasie powstał pierwszy na świecie hybrydowy samochód elektryczny. Pojazd był napędzany energią elektryczną i posiadał silnik gazowy. Z kolei Thomas Edison pracował nad stworzeniem lepszego akumulatora do pojazdów elektrycznych.

3. Odejście od samochodów elektrycznych

W końcu nastąpił kres samochodów elektrycznych, a przyczynił się do tego m.in. masowo produkowany Model T Henry’ego Forda. Wprowadzono go na rynek w 1908 roku. Model T sprawił, że samochody benzynowe stały się powszechnie dostępne i przystępne cenowo. Do 1912 roku samochód benzynowy kosztował tylko 650 dolarów. Natomiast elektryczny roadster aż 1750 dolarów. W tym samym roku Charles Kettering wprowadził rozrusznik elektryczny, który wyeliminował konieczność używania ręcznej korby. Ostatecznie, zwiększyła się sprzedaż pojazdów benzynowych.

Ciekawostka: Według Wired, Henry Ford przyjaźnił się z Thomasem Edisonem i współpracował z nim w celu zbadania możliwości taniego samochodu elektrycznego w 1914 roku.

Do upadku pojazdu elektrycznego i przyczyniło się też m.in. odkrycie ropy naftowej w Teksasie. Wówczas gaz stał się tani i łatwiej dostępny. Dodatkowo w latach dwudziestych system dróg łączących miasta był zadowalający, więc ludzie coraz częściej z nich korzystali. Z czasem stacje paliwowe zaczęły pojawiać się w całym kraju. Natomiast samochody elektryczne prawie zniknęły do ​​1935 roku.

4. Nowy początek samochodów elektrycznych

Początkowo duże ilości taniego paliwa oraz nieustanne ulepszenia silników spalinowych skutecznie hamowały popyt na pojazdy napędzane paliwami alternatywnymi. Dlatego kolejne lata, aż do lat 60., były czasem „nieistnienia” pojazdów elektrycznych jako środka transportu osobistego. Jednak późniejsze wzrosty cen paliw i niedobory zaczęły ponownie rozbudzać zainteresowanie pojazdami elektrycznymi. Dodatkowo wpływ na to miały czynniki ekologiczne. Obecnie to właśnie troska o środowisko napędza rozwój pojazdów elektrycznych.

W rezultacie w latach 60. i 70. pojawiło się rosnące zapotrzebowanie na pojazdy napędzane paliwami alternatywnymi. Szukano w nich rozwiązania na zmniejszenie emisji spalin i uniezależnienie się od importowanej ropy naftowej. W związku z tym po 1960 roku miało miejsce wiele prób stworzenia praktycznych pojazdów elektrycznych.

Jakkolwiek prawdziwe odrodzenie pojazdu elektrycznego nastąpiło dopiero na początku XXI wieku. W zależności od źródła informacji, znajdujemy dane na temat dwóch wydarzeń, które są uważane za kluczowe:

  • wprowadzenie na rynek samochodu hybrydowego Toyota Prius,
  • zapowiedź luksusowego sportowego samochodu elektrycznego od Tesli Motors.

4.1. Pierwszy samochód hybrydowy produkowany masowo

Pierwszym punktem zwrotnym było wprowadzenie na rynek Toyoty Prius w 1997 roku. Wypuszczony w Japonii pojazd stał się pierwszym na świecie masowo produkowanym samochodem elektrycznym hybrydowym. Od 2000 roku samochód ten stał się dostępny na całym świecie.

Toyota w swoim pojeździe zastosowała akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy. Technologia ta jest wspierana przez badania Departamentu Energii, zaś Prius stał się najlepiej sprzedającą się hybrydą na świecie w ciągu ostatniej dekady. Niewątpliwie miały na to wpływ rosnące ceny benzyny i zaniepokojenie wywołane zanieczyszczeniem dwutlenkiem węgla.

4.2. Luksusowy sportowy samochód elektryczny

Drugim często przywoływanym wydarzeniem było ogłoszenie z 2006 roku. Komunikat traktował o tym, że mały start-up z Doliny Krzemowej, Tesla Motors, rozpocznie produkcję luksusowego elektrycznego samochodu sportowego. Zgodnie z zapowiedzią miał on mieć zdolność przejechania ponad 200 mil na jednym ładowaniu. Cztery lata później Tesla otrzymała pożyczkę 465 milionów dolarów na założenie zakładu produkcyjnego w Kalifornii. Firma szybko zdobyła uznanie dla swoich samochodów, dzięki czemu się rozrosła. W efekcie stała się największym pracodawcą w branży motoryzacyjnej w Kalifornii. Sukcesy Tesli Motors zachęciły innych producentów samochodów do przyspieszenia prac nad własnymi wdrożeniami elektrycznymi.

4.3. Pierwsza dostępna na rynku hybryda typu plug-in

Pod koniec 2010 roku na rynku amerykańskim pojawiły się dwa ważne samochody:

  • Nissan LEAF,
  • Chevrolet Volt.

Nissan LEAF  jest samochodem typowo elektrycznym. Oznacza to, że jest napędzany wyłącznie silnikiem elektrycznym. Natomiast Chevrolet Volt to pierwsza dostępna na rynku hybryda typu plug-in. Wyposażono ją w silnik benzynowy, który uzupełnia napęd elektryczny po wyczerpaniu akumulatora. Dzięki temu użytkownicy samochodu mogą korzystać ze zwiększonego zasięgu. Pisząc inaczej, przez większość podróży kierowcy mogą używać napędu elektrycznego. Jednak po rozładowaniu akumulatora nie muszą kończyć trasy, ponieważ mogą dalej jechać korzystając z benzyny.

4.4. Wspieranie rozwoju technologii i infrastruktury ładowania

W kolejnych latach inni producenci samochodów również zaczęli wprowadzać pojazdy elektryczne na rynek. Jednak branża wciąż stoi przed wyzwaniem jakim jest konieczność rozwiązania jednego z pierwszych jej problemów. Chodzi o brak stacji ładowania, czyli miejsc, w których można swobodnie naładować pojazdy elektryczne. Szczególnie jest to istotne dla kierowców planujących pokonanie dłuższych tras. W związku z tym wyzwaniem państwa inwestują lub planują zainwestować środki w budowę ogólnokrajowej infrastruktury ładowania. Jednocześnie producenci samochodów i inne prywatne firmy również instalują własne ładowarki w kluczowych lokalizacjach.

Dodatkowo na rynek trafiają ulepszone technologie akumulatorów, co pozwala na poprawę zasięgów pojazdów. A jak wiadomo, zwiększenie zasięgu jest jednym z warunków upowszechnienia się samochodów elektrycznych.

Nie bez znaczenia są również inwestycje w badania i rozwój akumulatorów. Pomagają one wyraźnie obniżać koszty akumulatorów dedykowanych pojazdom elektrycznym i poprawiają ich wydajność. To z kolei przekłada się na niższe ceny pojazdów, sprawiając, że stają się one bardziej przystępne dla potencjalnych nabywców. W związku z tym aktualnie na rynku uwidacznia się trend wzrostowy w zakresie elektromobilności. Jest coraz większy wybór samochodów elektrycznych i hybrydowych typu plug-in. Samochody elektryczne zyskują na popularności, ponieważ ich ceny maleją. Dodatkowym argumentem jest fakt, że ceny benzyny rosną.

 

Źródła:

U.S. Department of Energy

Raport Navigant Research

ThoughtCo

Wikipedia, Wikipedia

Wired

Treehugger

U.S. Department of Energy

Baza wiedzy

Najnowsze

PARTNER STRATEGICZNY PORTALU

Izabela Kędroń – prezes zarządu i właściciel biura projektowego Sun Hunter.

Zielona rewolucja w Polsce jest faktem

Rozmowa z Izabelą Kędroń, prezes zarządu Sun Hunter, o rozwoju fotowoltaiki w Polsce i najciekawszych projektach zrealizowanych przez jej firmę. Niedawno wzięła Pani udział w...
Dr inż. Andrzej Grzybowski

Czy magazyny energii przyspieszą dekarbonizację?

Rozmowa dr inż. Andrzejem Grzybowskim o zmianach klimatycznych oraz roli OZE i magazynów energii w dekarbonizacji. W ostatnich latach dużo słyszymy o wpływie ludzkiej działalności...
Borys Pawliczak, Dott

Wychodzimy naprzeciw oczekiwaniom eko-konsumentów

Borys Pawliczak, dyrektor generalny Dott w Polsce dla e-magazyny Dlaczego zdecydowali się Państwo składać hulajnogi w Europie? Nadmierna emisja CO2 do atmosfery, jest główną przyczyną...
Artur Koziński, Product Manager Inteligentnej Stacji Transformatorowej z magazynem energii SPS, Kierownik w Dziale Rozwoju Nowych Technologii w ZPUE

Ile żyć ma bateria? – Artur Koziński

Kilka miesięcy temu rozmawialiśmy z Arturem Kozińskim z ZPUE o zaawansowanych projektach z magazynami energii i wielokrotnie nagradzanej SPS (Smart Power Station). Dziś przyjrzymy...
Janusz Kurpas

Transformacja energetyki jest faktem – Janusz Kurpas

Rozmowa z Januszem Kurpasem, Energoprojekt Katowice S.A., o transformacji energetycznej, rosnącym udziale OZE w miksie energetycznym i przyszłości magazynowania energii.  Czy jesteśmy świadkami transformacji energetycznej?...

BĄDŹMY W KONTAKCIE

Baza wiedzy