हाइब्रिड कारें 80 साल तक गायब क्यों हो गईं?

हाइब्रिड कारें 80 साल तक गायब रहीं क्योंकि समस्या तकनीकी नहीं, बल्कि आर्थिक थी: 1900 के दशक की शुरुआत में फर्डिनेंड पोर्शे की Lohner-Porsche ड्राइव सिस्टम कार्यात्मक और परिपक्व थी, लेकिन बैटरियों का वजन, बिजली ग्रिड की अनुपस्थिति और विशेष रूप से सस्ता पेट्रोल, मिश्रित ड्राइव को दशकों तक व्यावसायिक रूप से मृत प्रसव सिद्ध कर दिया। यह विचार तभी 1997 में पुनर्जीवित हुआ जब पेट्रोलियम संकटों, उत्सर्जन नियमों और NiMH बैटरियों के परिपक्व होने का संगम एक ही बिंदु पर हुआ।

पहली हाइब्रिड Toyota Prius नहीं थी: 1900 तक की रेखा

हाइब्रिड ड्राइव की कहानी, अधिकांश लोगों की सोच के ठीक विपरीत, 20वीं शताब्दी की शुरुआत में नहीं बल्कि 19वीं शताब्दी के अंत में शुरू होती है। फर्डिनेंड पोर्शे, 1893 में 18 साल की उम्र में वियना की Béla Egger & Co. बिजली कंपनी में शामिल हुए जब उनके हाथ में कोई औपचारिक इंजीनियरिंग डिग्री नहीं थी; वियना टेक्नोलॉजी यूनिवर्सिटी में वे अंशकालिक छात्र थे। लेकिन इसी कंपनी में उन्होंने पहला इलेक्ट्रिक हब मोटर विकसित किया - और यही मोटर पूरी कहानी की आधारशिला होनी थी।

1898 में, 23 साल की उम्र में, उन्होंने जैकब लोहनर की फैक्ट्री में अपने पहले वाहनों का निर्माण किया: दो सामने के पहियों पर हब मोटर लगे, बैटरी चालित इलेक्ट्रिक प्रोटोटाइप। प्रत्येक मोटर 2.5–3.5 hp का उत्पादन करती थी और छोटी अवधियों में 7 hp तक जा सकती थी। "System Lohner–Porsche" नाम से जानी जाने वाली इस प्रणाली ने यूरोप में भारी प्रेस रुचि पैदा की और 1900 पेरिस प्रदर्शनी में पहली Lohner-Porsche Electromobile पेश की गई: 2 x 2.5 PS की शक्ति के साथ 37 km/h की गति हासिल कर सकती थी।

दिलचस्प बात यह है कि लोहनर की इलेक्ट्रिक ड्राइव पसंद का औचित्य आज से बिल्कुल मेल खाता है: शहर की हवा, "उपयोग में आने वाली बड़ी संख्या में पेट्रोल मोटरों द्वारा निर्ममता से प्रदूषित की जा रही थी।" इक्कीस साल पहले उत्सर्जन की चिंता हाइब्रिड के जन्म के कारणों में शामिल थी।

Semper Vivus और Mixte: सीरियल हाइब्रिड सिद्धांत का जन्म कैसे हुआ

बैटरी चालित इलेक्ट्रिक वाहन की सबसे बड़ी कमजोरी रेंज थी और पोर्शे ने इसे हल करने के लिए वह संरचना बनाई जिसे हम आज "सीरियल हाइब्रिड" कहते हैं। 1900 में जिसे उन्होंने डिज़ाइन किया, Semper Vivus (लैटिन में "सदा जीवित") दुनिया की पहली कार्यात्मक हाइब्रिड कार थी: बैटरी पर निर्भर रहने के बजाय एक आंतरिक दहन इंजन जनरेटर को चलाता था, उत्पन्न बिजली सीधे पहियों के हब में लगे मोटरों तक जाती थी। पेट्रोल इंजन कभी भी यांत्रिक रूप से पहियों से नहीं जुड़ा था; उसका एकमात्र काम बिजली पैदा करना था।

उत्पादन के लिए तैयार संस्करण 1901 में Lohner-Porsche "Mixte" नाम से जन्मी। Porsche ने Mixte के साथ 1902 Exelberg रैली जीत ली; 1905 में बैटरी से चलने वाली रेस कार 2 x 30 PS के साथ 130 किमी/घंटा से अधिक गति तक पहुँच गई। यह प्रदर्शन खोखला इंजीनियरिंग शो नहीं था: Porsche ने 1905 में Pötting पुरस्कार प्राप्त किया, ऑस्ट्रिया के सबसे सफल ऑटोमोटिव इंजीनियर के रूप में। तकनीकी तस्वीर स्पष्ट है - सिस्टम काम कर रहा था।

सीरीज़ हाइब्रिड के विचार की ताकत दिखाने के लिए इतिहास ने बाद में दो और प्रमाण पेश किए। Boeing और NASA ने Apollo कार्यक्रम के Lunar Roving Vehicle के लिए Lohner-Porsche के डिज़ाइन का अध्ययन किया; वहीं सीरीज़ हाइब्रिड अवधारणा आज कई आधुनिक रेल लोकोमोटिवों की नींव बनाती है। यानी सिद्धांत गलत नहीं था - सिर्फ समय गलत था।

लगभग चार टन की कार: वजन की कीमत

प्रारंभिक हाइब्रिड की तकनीकी सफलताओं को छाया करने वाली चीज़, संख्याओं से दर्शाई जा सकने वाली बहुत ठोस कीमत थी: वजन। ब्रिटिश ग्राहक E.W. Hart के ऑर्डर पर निर्मित, पेट्रोल और बिजली दोनों से चलने वाली La Toujours Contente इस कीमत का सबसे चरम उदाहरण है। संख्याएँ स्वयं बोलती हैं:

लेड-एसिड केमिस्ट्री की ऊर्जा घनत्व से ढोई जाने वाली 1.8 टन की बैटरी हाइब्रिड की अर्थव्यवस्था के समीकरण को शुरू से बर्बाद कर देती थी। Lohner-Porsche खुद अपनी विनम्र शक्ति के बावजूद लगभग दो टन वजन की थी। हर अतिरिक्त किलोग्राम का मतलब था अधिक संरचनात्मक मजबूती, अधिक टायर, अधिक ईंधन - और यह सब कीमत के टैग पर प्रतिबिंबित होता था।

हाइब्रिड 80 साल तक क्यों गायब हो गए?

Mixte तकनीक से बने हाइब्रिड 1910 के दशक तक निर्मित होते रहे। यानी विचार मरा नहीं, अचानक प्रतिबंधित नहीं हुआ। इसका उत्पादन हुआ, बिक्री हुई और फिर चुपचाप बाज़ार में प्रतिस्पर्धा हार गया। इसके तीन मापने योग्य कारण हैं और कोई भी तकनीक से संबंधित नहीं है।

सस्ता पेट्रोल समीकरण बिगाड़ दिया

टेक्सास में सस्ते कच्चे तेल की खोज ने 20वीं सदी के पहले दशकों में ईंधन की लागत को सेकंडों के क्रम में नीचे खींच दिया। पेट्रोल वाले वाहन लंबी दूरी के लिए सस्ते और अधिक उपयोगी हो गए। वहीं Mixte हाइब्रिड पेट्रोल समकक्षों से महंगे और कम शक्तिशाली थे - परिणाम यह हुआ कि अधिकांश की बिक्री खराब रही। निवेश करने वाली कंपनी के लिए हिसाब नहीं बैठता था; Smithsonian के ऐतिहासिक मूल्यांकन की अभिव्यक्ति में, 20वीं सदी की शुरुआत में डूबने वाली कुछ कंपनियों ने बस ईंधन प्रकार में "गलत घोड़े" पर निवेश किया था। भाप, बिजली और पेट्रोल विकल्प प्रतिस्पर्धा कर रहे थे और पेट्रोल ने सस्तापन के कारण यह प्रतिस्पर्धा जीत ली।

बिजली का बुनियादी ढाँचा कभी अस्तित्व में ही नहीं आया

बिजली से चलने वाले प्रणोदन का भविष्य, बैटरी से स्वतंत्र रूप से, ग्रिड से जुड़ा था। लेकिन 1900 के दशक की शुरुआत में घरों और सड़कों पर चार्जिंग बुनियादी ढाँचा नाम की कोई चीज़ नहीं थी। यह ढाँचे की कमी, बैटरियों की छोटी रेंज के साथ मिलकर वर्षों तक इलेक्ट्रोमोबिलिटी का रास्ता रोके रही। चार्ज न की जा सकने वाली बिजली से चलने वाली कार व्यावहारिक रूप से एक गैराज प्रयोग थी।

सीरियल उत्पादन की अर्थव्यवस्था पेट्रोल के पक्ष में काम कर गई

तकनीक, अपनाना और सीरियल उत्पादन के साथ विकसित होता है; लागत वहीं कम होती है। उन वर्षों में इलेक्ट्रिक वाहन सड़क पर चलने वाले वाहनों में से लगभग एक तिहाई हिस्सा थे - यानी बाजार हिस्सेदारी बिल्कुल भी छोटी नहीं थी। लेकिन जैसे-जैसे सीरियल उत्पादन की अर्थव्यवस्था का गति पेट्रोल इंजन की ओर मुड़ा, पेट्रोल वाहन तेजी से सस्ते और परिपक्व हो गए। इलेक्ट्रिक प्रणोदन इस विकास चक्र से बाहर रह गया और 1935 तक सड़कों से लगभग पूरी तरह गायब हो गया। हैंड क्रैंक की कठिनाई और एग्जॉस्ट प्रदूषण जैसे रोज़मर्रा के फायदे भी इस आर्थिक सच्चाई को नहीं बदल सके।

सारांश यह है: हाइब्रिड विचार तकनीकी रूप से परिपक्व था लेकिन व्यावसायिक रूप से मरा हुआ पैदा हुआ था। उसे नष्ट करने वाली कोई इंजीनियरिंग त्रुटि नहीं बल्कि सस्ता पेट्रोल, अधूरा बुनियादी ढांचा और पैमाने की अर्थव्यवस्था के मिलकर बनाए तीन गुना आर्थिक दीवार थी।

लगभग 80 वर्षों का मौन

हाइब्रिड कार, जैसा कि Toyota की अपनी इतिहास-वृत्तांत में व्यक्त किया गया है, लगभग 80 वर्ष बाद ऑटोमोटिव का हिस्सा बनी। इस बीच कुछ दिलचस्प मध्यवर्ती प्रयास हुए: 1976 में गैस टर्बाइन जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर वाली एक छोटी स्पोर्ट्स कार ने दिखाया कि हाइब्रिड विचार को एक बार फिर परखा जा रहा था; Audi ने भी Duo कॉन्सेप्ट पेश किया। लेकिन ये पृथक प्रयास थे, उत्पाद में तब्दील नहीं हुए। माहौल अभी तैयार नहीं था: पेट्रोल सस्ता था, उत्सर्जन का दबाव कमजोर था और बैटरियां अभी भी लेड-एसिड युग में रेंग रही थीं।

मोड़ 1980 के दशक के मध्य में शुरू हुआ। पेट्रोल संकटों के बाद हाइब्रिड प्रयास फिर से भड़क उठे और इस बार समीकरण के तीन चर एक ही समय में बदलने लगे: ईंधन सुरक्षा की चिंता, पर्यावरणीय नियम और बैटरी रसायन।

ठीक 1997 में क्यों? पेट्रोल संकट, उत्सर्जन नियम और NiMH

सवाल यह होना चाहिए: हाइब्रिड विचार 1900 में क्यों नहीं बल्कि ठीक 1997 में पुनर्जीवित हुआ? उत्तर तीन स्वतंत्र घटनाओं के एक ही समय पर मिलने में निहित है।

पेट्रोल संकटों ने रणनीतिक चिंता पैदा की

Toyota की हाइब्रिड रणनीति, दूसरे पेट्रोल संकट को दी गई प्रतिक्रिया के संदर्भ में आकार ली। सस्ते पेट्रोल के 80 वर्षों के आराम के टूटने पर, ईंधन दक्षता एक मार्केटिंग बोनस होने से निकलकर कंपनी के अस्तित्व का मामला बन गई। दिसंबर 1997 में जापान में लॉन्च की गई Prius, दुनिया की पहली सीरियल उत्पादित हाइब्रिड के रूप में ईंधन दक्षता भी बढ़ाई और एग्जॉस्ट उत्सर्जन भी साफ किया। संख्यात्मक परिणाम स्पष्ट था: संयुक्त ईंधन अर्थव्यवस्था 57.6 mpg, CO2 उत्सर्जन 104 g/km. इंजीनियरिंग की ओर, Atkinson चक्र डिज़ाइन ने थर्मल दक्षता बढ़ाई थी; पेट्रोल इंजन की कम शक्ति की भरपाई इलेक्ट्रिक मोटर करती थी। IEEE के दृष्टिकोण से भी यह वाहन CO2 उत्सर्जन को कम करने और पेट्रोल की कमी को दूर करने में योगदान देने वाले मील के पत्थर के रूप में दर्ज हुआ।

NiMH बैटरियां परिपक्व हो गईं

1900 की घातक समस्या वजन थी; 1997 तक यह समस्या बड़े पैमाने पर हल हो चुकी थी। Honda Insight की पहली पीढ़ी (1999-2006), तीन दरवाज़े वाली दो सीटों की लिफ्टबैक के रूप में 144 वोल्ट की निकल-मेटल हाइड्राइड (NiMH) बैटरी पैक और इलेक्ट्रॉनिक Power Control Unit के साथ पेश किया गया। Prius के लॉन्च के उसी दौर में, Insight भी NiMH तकनीक के परिपक्व होने पर आधारित था। लेड-एसिड की 1.8 टन वजनी विरासत की जगह एक ऐसी केमिस्ट्री आई थी जो एक ऑटोमोबाइल की ऊर्जा आवश्यकता को उचित वजन में ढो सकती थी। 1900 के दशक वाला वही विचार, अब उसके पास एक ऐसा ऊर्जा भंडार था जिसे वह ढो सकता था।

उत्सर्जन नियमों ने बाजार को मजबूर किया

बढ़ते उत्सर्जन नियमों ने निर्माताओं के लिए ईंधन दक्षता को विकल्प होने से निकालकर अनिवार्यता बना दिया। हाइब्रिड, इन तीन शक्तियों के संगम पर एकमात्र तकनीकी उत्तर था - और 80 साल पहले के विपरीत, इस बार आर्थिक दीवार टूट चुकी थी।

अगले कदम: लिथियम-आयन और प्लग-इन हाइब्रिड युग

पहली हाइब्रिड लहर की रखी नींव ने गति पकड़ ली। बैटरी मोर्चे पर 1998 में Nissan Altra EV, लिथियम-आयन बैटरी इस्तेमाल करने वाली पहली वाणिज्यिक कार बनी। लिथियम-आयन का वाहन उपयोग के लिए उपयुक्त हो जाना और बढ़ते उत्सर्जन नियमों ने इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन सिस्टम में रुचि को स्थायी रूप से जीवंत कर दिया। 2010 में Chevy Volt को पहली वाणिज्यिक रूप से बिकने योग्य प्लग-इन हाइब्रिड के रूप में पेश किया गया और बैटरी पक्ष ने ऊर्जा मंत्रालय द्वारा विकसित तकनीकों का लाभ उठाया। उसी वर्ष Porsche ने Cayenne S Hybrid के साथ इलेक्ट्रोमोबिलिटी में अपना प्रवेश शुरू किया; 2015 Panamera S E-Hybrid ने अपने सेगमेंट में दुनिया की पहली प्लग-इन हाइब्रिड होने के नाते 36 किमी की इलेक्ट्रिक रेंज पेश की।

इस विकास की समरूपता अद्भुत है। फर्डिनेंड पोर्शे द्वारा 1900 में स्थापित सीरीज हाइब्रिड सिद्धांत आज प्लग-इन वेरिएंट्स में और अभी भी रेल लोकोमोटिव्स में उसी तर्क से काम कर रहा है। यह विचार कभी पुराना नहीं हुआ; केवल एक बार इसकी अर्थव्यवस्था अनुकूल नहीं थी, और एक बार ठीक-ठीक अनुकूल हो गई।

तकनीक नहीं जीतती, समीकरण जीतता है

हाइब्रिड का 80 वर्षों का मौन ऑटोमोटिव इतिहास के सबसे स्पष्ट नियंत्रण प्रयोगों में से एक है। एक ही विचार, समान इंजीनियरिंग गुणवत्ता के साथ दो अलग दौरों में आजमाया गया: 1900 में गहने जैसा काम करने वाली एक प्रणाली, सस्ते पेट्रोल, बिजली ग्रिड की अनुपस्थिति और पैमाने की अर्थव्यवस्था के दबाव के कारण बाजार से मिटा दी गई। 1997 में वही विचार, पेट्रोल संकटों से पैदा हुई रणनीतिक चिंता, सख्त होते उत्सर्जन नियमों और NiMH बैटरी की परिपक्वता के कारण एक व्यावसायिक सफलता में बदल गया। बदलने वाली एकमात्र चीज़ तकनीक स्वयं नहीं थी; बदलने वाला, विचार को घेरने वाला आर्थिक समीकरण था। ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग में शायद ही कभी याद किया जाने वाला यह सबक भूलना नहीं चाहिए: एक अच्छा समाधान न केवल समस्या को हल करता है, बल्कि समस्या को हल करके उसकी कीमत भी वसूलनी होती है।

स्रोत

• Lohner–Porsche
• पोर्शे का इतिहास बिजली से शुरू होता है
• प्रायस का वंशावली 1900 की एक कार से कैसे जुड़ा है...
• Lohner Porsche इलेक्ट्रिक कार
• पहली पोर्शे: 1898 की एक इलेक्ट्रिक कार? मिलिए...
• प्रायस का विकास और हाइब्रिड रणनीति - Toyota Global
• मील के पत्थर: Toyota Prius - ETHW
• Toyota Prius का इतिहास - Toyota UK Magazine
• प्रायस के जन्म के पीछे की कहानी, भाग 2 - Toyota Global
• Honda Insight -- परिचय - Honda News
• Honda Insight
• इलेक्ट्रिक कार का इतिहास - energy.gov
• "असफल" तकनीक को समझना
• तथ्य जांच: 1900 के दशक की शुरुआत में इलेक्ट्रिक वाहन - USA Today
• 100 साल पहले इलेक्ट्रिक वाहन पेट्रोल कारों से ज्यादा बिक रहे थे
• हाइब्रिड कारों का संक्षिप्त इतिहास
• हाइब्रिड कारों का इतिहास क्या है?
• बैटरी तकनीक का विकास
• Ferdinand Porsche