Transformacja energetyczna – takie określenie często spotyka się w artykułach prasowych. Kojarzy się ono z koniecznością natychmiastowej (niemal rewolucyjnej) zmiany rodzaju i zasad korzystania z energii i jej głównych źródeł – czyli zasobów naturalnych.

W wielu przypadkach transformacja ta kojarzy się głównie z sektorem energetycznym – co wydaje się zasadne, a jednocześnie skutki tej transformacji odczuwalne będą w wielu innych sektorach gospodarki, poczynając od tej światowej, a na domowej kończąc.

Oprócz zagadnień energetycznych obecnie obserwuje się także tendencję wzrostową w zakresie wymagań stawianych współczesnym środkom transportu. Wymagania te można sprowadzić do wspólnego mianownika, który można nazwać wzrostem szeroko rozumianej efektywności. Jednocześnie, takie wymagania oraz metody osiągnięcia celów tych wymagań, powodują ich oddziaływanie na wiele aspektów organizacyjnych, administracyjno-prawnych, ekologicznych oraz technicznych systemów transportowych oraz relacji społecznych. To powoduje konieczność stosowania wielu zabiegów i rozwiązań sprzyjających spełnieniu postawionych wymagań oraz zmian postrzegania środków transportu jako statusu społecznego.

Jednym z kluczowych oddziaływań transformacji energetycznej w transporcie staje się popularyzacja środków transportu, które zasilane będą „czystą” energią – najlepiej pochodzącą z odnawialnych źródeł energii, a jednocześnie efekt funkcjonowania środków transportu będzie pomijał lub znacząco zmniejszy oddziaływanie środowiskowe, a w tym pyłów i emisję spalin.

Takim rozwiązaniem staje się zastosowanie elektrycznych lub hybrydowych systemów napędowych w środkach transportu – szczególnie w odniesieniu do transportu drogowego i miejskich systemów transportowych, co określa się mianem elektromobilności. Dzięki temu, energia pozyskana ze źródeł odnawialnych (OZE) zastosowana do napędu silników elektrycznych środków transportu nie powoduje powstawania spalin i znacząco ogranicza emisję hałasu, którego źródłem są środki transportu.

Elektromobilność można zdefiniować także jako sposób przemieszczania towarów lub osób za pomocą środków transportu, w których źródłem energii mechanicznej jest silnik elektryczny. Współcześnie elektryczne systemy napędowe stosowane w środkach transportu znaleźć można m.in. w: • zakładach przemysłowych – np. przenośniki, roboty,
• budownictwie – np. dźwigi, windy, przenośniki,
• centrach logistycznych i dystrybucyjnych – np. przenośniki, podajniki, wózki,
• transporcie – np. linowy, szynowy i coraz częściej drogowy i powietrzny.

W literaturze znaleźć można także określenie pojazd elektryczny, poprzez który zazwyczaj rozumie się osobowy lub ciężarowy samochód elektryczny lub autobus elektryczny. Poprzez samochód elektryczny (ang. EV – Electric Vehicle) rozumie się pojazd napędzany wyłącznie silnikiem elektrycznym lub hybrydę typu plug-in (ang. PHEV – Plug-in Hybrid Electric vehicle).

Wśród pojazdów elektrycznych wyróżnić można kilka głównych układów konstrukcyjnych, które scharakteryzować można jako:
• BEVs – ang. battery electric vehicles – pojazd w 100% zasilany energią elektryczną – zasięg rzędu od 100÷400 km na jednym pełnym ładowaniu,
• HEVs – ang. hybrid electric vehicles – pojazd z napędem składającym się z silnika elektrycznego oraz spalinowego (najczęściej z silnikiem o zapłonie iskrowym) bez możliwości ładowania baterii z sieci energetycznej,
• PHEVs – ang. plug-in hybrid electric vehicles – pojazd z napędem wyposażonym w silnik elektryczny oraz spalinowy oraz z możliwością ładowania baterii trakcyjnej z sieci energetycznej,
• REXs – ang. range extended electric vehicles – pojazd z napędem za pomocą silnika elektrycznego, w którym baterie mogą być awaryjnie doładowywane za pomocą pokładowego agregatu napędzanego silnikiem spalinowym,
• FCVs – ang. fuel-cell electric vehicles – pojazd z napędem elektrycznym (silnik elektryczny) zasilanym energią elektryczną pochodzącą z ogniwa paliwowego (paliwem najczęściej jest wodór H2).

Poglądowy podział funkcjonalny układów w odniesieniu do silników spalinowych (ang. ICE – internal combustion engine) przedstawiono na rys. 1.

Pojazdy wyposażone w napęd inny niż konwencjonalny dają obecnie powód do rozterek osobom kupującym nowe pojazdy - to zarówno po stronie sektora przedsiębiorstw, jak i prywatnych użytkowników.

W ramach monitorowania rynku pojazdów elektrycznych w Polsce powstał „licznik elektromobilności” prowadzony przez Polski Związek Przemysłu Motoryzacyjnego oraz Polskie Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych. Stan rozwoju rynku pojazdów oraz niezbędnej infrastruktury na grudzień 2021 roku przedstawiono na rys. 2, gdzie można zauważyć wzrost o 82% liczby nowo zarejestrowanych w 2021 roku samochodów elektrycznych w Polsce w porównaniu z rokiem 2020.

Rozterki, o których wspomniano wcześniej, wynikają z analizy rynku motoryzacyjnego w zakresie tendencji wzrostowej liczby sprzedawanych pojazdów oraz rosnącego dynamicznie udziału pojazdów z niekonwencjonalnymi systemami napędu. Nabywcy nowych pojazdów muszą rozważyć bilans zysków i strat wynikający ze zmian cen energii, jak i zmian wartości pojazdów w czasie. Balansowanie to spowodowane jest znaczną różnicą w kosztach zakupu nowych pojazdów. Nadal bowiem w większości krajów pojazdy konwencjonalne są mniej kosztowne niż elektryczne, nawet z uwzględnieniem wielu profitów. Stąd kluczowe dla podjęcia decyzji wydaje się być przewidywany okres eksploatacji oraz intensywność użytkowania pojazdów i to zarówno ze względów organizacyjnych, ekonomicznych, jak i ekologicznych.

Niestety, oprócz bezsprzecznych wielu zalet pojazdów elektrycznych nie należy zapominać o ich wadach, związanych między innymi z zapotrzebowaniem na surowce do produkcji choćby baterii trakcyjnych, jak i problemem ich niechybnej utylizacji. Warto tu też wspomnieć o kosztach napraw pokolizyjnych oraz kosztach ubezpieczenia, gdzie technologia wykonania pojazdów elektrycznych wymaga stosowania wyrafinowanych maszyn i urządzeń naprawczych, a często i tak możliwość naprawy uszkodzonych elementów jest znacznie ograniczona.

Dr hab. inż. Piotr Piątkowski
Dr hab. inż. Iwona Michalska-Pożoga
Prof. dr hab. inż. Waldemar Kuczyński