Miért nyert a benzin az elektromos autó első száz évében?

Az elektromobilok története sokkal régebbi és sokkal drámaibb történet, mint azt a legtöbben gondolnák. A huszadik század küszöbén az elektromos járművek voltak a legkelendőbb autók Amerikában; míg a benzinmotorokat mint reszkető, bűzölgő, indítókart igénylő alternatívákat tekintették. Nem egyetlen találmány és nem egyetlen döntés miatt nyerte meg a benzin ezt a csatát, hanem egy vihar miatt, amelyben az útinfrastruktúra, a kőolajárak, az elektromos indítómotor és a sorozatgyártás egy időben lépett színre. Ez az oldal kronológikus elbeszéléssel vizsgálja azt a csatát, az eltelt évszázad köztes kísérleteit, a GM EV1 tragédiáját, a lítiumionos forradalmat és a Tesla Roadsterrel kezdődő modern átalakulást.

Az elektromos autó hogyan, korábban született, mint a benzinautó?

Technikailag igen. Az elektromotor a belső égésű motornál korábban vált használhatóvá. 1827-ben Ányos Jedlik magyar szerzetes megépítette az első elektromotort; 1828-ban egy kis modellautót hajtott vele. Robert Anderson skót feltaláló 1832 és 1839 között kifejlesztett egy primitív elektromos járművet, a vermonti kovács Thomas Davenport pedig 1834-ben megépítette saját elektromos járművét. Talán a legfigyelemreméltóbb korai példa Robert Davidson első ismert elektromos mozdonya, amelyet 1837-ben készített Aberdeenben: 1841-ben a 7,100 kg tömegű "Galvani" 6,4 km/h sebességgel 2,4 km-en át vontatott terhet. A vasúti munkások a munkahelyük elvesztésétől tartva megsemmisítették a gépet - hogy az elektromos közlekedés elleni első szabotázs nem motoros járművet, hanem egy mozdonyt érintett, jól illeszkedik a történelem iróniájába.

A kritikus küszöb a tárolható elektromosság volt. 1859-ben Gaston Planté feltalálta az újratölthető ólomsavas akkumulátort; 1881-ben Camille Alphonse Faure jelentősen megnövelte ennek az akkumulátornak a kapacitását. A jármű már képes volt saját energiáját szállítani. 1881. április 19-én Gustave Trouvé Párizsban, a Rue Valois-n tesztelte valószínűleg az első embert szállító, saját áramforrással rendelkező elektromos járművet - egy háromkerekű járművet. Thomas Parker 1884-ben Wolverhamptonban megépítette első elektromos autóját; Andreas Flocken 1888-ban elkészítette a Flocken Elektrowagent, amelyet ma az "első igazi elektromos autónak" tekintenek.

Az Egyesült Államok oldalán az órák a skót származású William Morrison vegyész számára kezdtek ketyegni. Morrison 1890 és 1891 között Des Moines-ban, Iowában fejlesztette ki az Egyesült Államok első elektromos járművét: egy hatfős kocsi volt, egy szép mérnöki alkotás, amely óránként 23 km sebességet produkált.

1897-1912: Hogyan nézett ki az elektromos autók aranykora?

1897 az elektromos autó első kereskedelmi győzelmének éve. Walter Bersey elektromos taxi járt a london utcákon; a könnyed zümmögésük miatt "Hummingbirds" becenevet kaptak. Ugyanebben az évben New Yorkban a Samuel's Electric Carriage and Wagon Company 12 elektromos hansom taxi üzemeltetésébe kezdett, és 1898-re a flotta 62 taxisra nőtt; a társaságot később Electric Vehicle Company néven szervezték át. Ugyanebben az évben az Egyesült Államokban a legjobban fogyó autó elektromos volt: a Pope Manufacturing Columbia Motor Carriage. 1902-ben a Studebaker a Waverly Company-hez hasonló gyártókkal együtt az elektromos autókon keresztül lépett be az autóipari üzletbe, és az 1900-as évek elején az első sorozatgyártású elektromos autók megjelentek az amerikai utakon.

A teljesítmény oldala nem volt rossz. 1898. december 18-án a Jeantaud elektromos autó 63,13 km/h sebességgel felállította az első autós szárazföldi sebességrekordot. 1899. április 29-én Camille Jenatzy a torpedó alakú Jamais Contente autóval elérte a 105,88 km/h sebességet, és az első autó lett, amely átlépte a 100 km/h-s határt. Az elektromos autó 1900-ig megtartotta a szárazföldi sebességrekordot.

Az 1900-as amerikai piaci kép meglepő egy ma adatokhoz szokott olvasó számára. A gyártott autók 40%-a gőzüzemű, 38%-a elektromos, 22%-a benzinüzemű volt; az utakon közlekedő járművek körülbelül egyharmada elektromos volt. A piaci részesedésre vonatkozó adatok a népszámlálás meghatározásától függően kissé eltérnek - egy értékelés 28% elektromos arányt ad meg, egy másik 38%-ot - de a kép lényege változatlan marad: 1900-ban az Egyesült Államokban az autó nem volt egységes gép. A gyártás csúcsa 1912-ben érkezett el: abban az évben az Egyesült Államokban 1.575 elektromos autóval szemben mindössze 936 belső égésű motorral szerelt járművet gyártottak.

Miért szerette mindenki az elektromos autót?

Az okok teljesen mérhető előnyökből álltak. Az elektromos autóban nem volt rezgés, szag és zaj; sebességváltásra nem volt szükség; a kézi indítókar használatára nem volt szükség. Összehasonlításképpen: a gőzüzemű autók hideg reggeleken akár 45 perces felmelegedési időt is igényeltek. Az elektromos autó a városi használatra gyakorlatias választás volt, és a marketing is tudta ezt: az elektromos autókat kifejezetten a női fogyasztóknak adták el - ami a férfi fogyasztók körében egyfajta megbélyegzést is eredményezett, azaz az elektromos autó első imázsproblémája már ekkor megszületett.

Az ár volt az elektromos autó gyenge pontja: 1912-ig egy elektromos autó majdnem kétszer annyiba került, mint egy benzinüzemű autó. A töltési infrastruktúra területén az iparág meglepően hasonló megoldásokat dolgozott ki a mai vitákhoz képest: A Hartford Electric Light Company (GeVeCo) cserélhető akkumulátor szolgáltatással 1910 és 1924 között több mint 6 millió mérföldnyi szolgáltatást nyújtott; 1917-től kezdve Chicagóban a Milburn számára hasonló szolgáltatás működött. Az akkumulátorcserét már 100 évvel ezelőtt kipróbálták.

Miért nyerte meg a benzin a háborút?

A veszteség oka nem egyetlen lekésett technológia volt, hanem négy tényező egyazon évtizedre való egymásra rakódása. Az első az infrastruktúra volt: Ahogy az Egyesült Államok úthálózata javult, az emberek egyre távolabb akartak eljutni, és a 24-32 km/órás sebességgel, 50-65 km hatótávval korlátozott elektromos autók nem tudták kielégíteni ezt az igényt. A második az energiahányados volt: a nagy kőolajlelőhelyek felfedezése gyorsan lecsökkentette a benzin árát. Harmadrészt a Charles Kettering által 1912-ben kifejlesztett elektromos önindító eltávolította a benzinautó legnagyobb használati akadályát - a kézi kurbli helyett az 1897-es Reeves fivérek által kifejlesztett hangtompító csökkentette a zajproblémát. Negyedszer Henry Ford sorozatgyártása olyan szintre csökkentette a benzinautó árát, amelyet az elektromos autók nem tudtak elérni: a legtöbb elektromos gyártó az 1910-es években beszüntette a gyártást, és az 1930-as évekre az iparág gyakorlatilag eltűnt.

Persze nem halt ki teljesen; szűk résekbe húzódott vissza. 1923-ban a Yale elektromos targoncát gyártott. Az Egyesült Királyság tejkihordó járművei - a "milk float"-ok - a 20. század során a világ legnagyobb akkumulátoros elektromos járműflotáját alkották. 1954-ben megjelent a Lektro elektromos golfszekér. A II. világháborúban az üzemanyaghiánnyal küzdő európai országok újra próbálták az elektromos autókat. Tehát az ötlet soha nem maradt pusztán akadémiai kíváncsiság; csupán eltávolodott az utasaitól.

A 20. század köztes kísérletei: A Henney Kilowattól a Hold-járműig

Az 1950-es évek végén a kísérletek újrakezdődtek. A Henney Kilowatt a Renault Dauphine-en alapuló elektromos autó volt; 36V-os és 72V-os változatai voltak, a 72V-os modell körülbelül 96 km/órás sebességre volt képes - de a gyártása 1961-ben véget ért, mert ára a benzinest Dauphine árának kétszerese volt. Az alacsony volumenű elektromos gyártás klasszikus körforgása itt is megismételte önmagát: jó ötlet, rossz gazdaságosság. 1959-ben az AMC és a Sonotone "önmagát töltő" akkumulátor kutatást indított; az 1960-as években olyan koncepciók születtek, mint a Scottish Aviation Scamp (1965), a GM Electrovair (1966) és az AMC Amitron (1967), de egyik sem vált sorozatgyártássá.

A legikonikusabb kudarc kísérlet az 1973-as Enfield 8000 volt; összesen mindössze 112 darabot tudtak legyártani. Ugyanazon év látványos kontrasztja a Holdon történt: 1971. július 31-én az Apollo 15-tel a Lunar Roving Vehicle lett a történelem első elektromos járműve, amelyet emberek használtak a Hold felszínén - a Boeing és a GM Delco Electronics leányvállalata fejlesztette. Az az iparág, amely a Földön nem tudott elektromos autót eladni, a Holdon elektromos járművet használt.

Az 1970-80-as évek energiaválságai újra napirendre tűzték a témát; az 1976-os amerikai Elektromos és Hibrid Kutatási Törvény ösztönzőket biztosított. Az eredmény azonban csalódás volt: olyan termékek, mint a Sinclair C5, megbuktak, és az 1960-90-es évek közötti átalakítások (Electrosport, Electra-Van, Lectric Leopard, Solectria Force) alacsony darabszámban keltek el. Az akkumulátorkémia határokat szabott, és a ólom-sav akkumulátor nem tudta átlépni ezeket a határokat.

GM EV1: Miért halt meg a modern kor első igazi elektromos autója?

A modern újjáéledés kiindulópontjának az 1990-es évet tekintik. Az évben a GM elnöke, Roger Smith a Los Angeles-i Autószalonon bemutatta a GM Impact koncepciót; ugyanabban az évben Kalifornia bevezette a ZEV-et, azaz a nulla kibocsátású járművekre vonatkozó kötelezettséget. A CARB nyomása az autóipart egy évtizeden belül példátlan elektromos portfólió felé terelte: Chrysler TEVan, Ford Ranger EV, GM S10 EV, Honda EV Plus, Toyota RAV4 EV és Nissan Altra EV - ez utóbbi volt az első lítium-ion akkumulátoros sorozatgyártású elektromos jármű.

Ennek a családnak a csillaga a GM EV1 volt. Nem került fogyasztókhoz való értékesítésre; kizárólag zárt végű bérléssel kínálták. Amikor a hároméves bérleti szerződések a 2000-es évek elején lejártak, a GM a magas gyártási költségre és a kis piacra hivatkozva törölte a programot. A járműveket visszavonták, és a legtöbbet megsemmisítették; a rajongók tiltakozásokat szerveztek, és az EV1 az elektromos járművek történetének egyik legérzelmesebb szimbólumává vált.

A történet nem mondható egydimenziósnak. Egyes autótörténészek vitatják a "a GM feladta az elektromosokat" narratívát, és azzal érvelnek, hogy az EV1 öröksége lendületet adott a vállalat üzemanyagcellás járművekre irányuló munkájának; a program elkerülhetetlenségéről eltérő értékelések vannak. Mindazonáltal 2002-re a kép egyértelmű: A Toyota eladta a RAV4-EV utolsó 328 darabját a nagyközönségnek, a többi gyártó pedig kivonta az elektromosokat a piacról. Egy ragyogó kezdet, bizonyított kereslet, majd teljes visszavonulás - ez volt az évtizedes kísérlet mérlege. A GM 2026-ban, az EV1 30. évfordulóján közzétett megemlékező közleménye, amely szerint "az örökség ma is él", jó időrendi pont ennek a visszatérésnek az mérésére, mennyi ideig tartott.

A lítium-ion forradalom és a Tesla Roadster: Miért tört meg a ciklus ezúttal?

Az elektromos autó visszatérésének motorja az autóiparon kívül fejlődött ki. A lítium-ion akkumulátort a 1970-es évek végén kezdték el fejleszteni egy globális tudóscsapat, és az 1859 óta használt ólom-sav akkumulátor óta az energiatárolási technológia első nagy forradalmaként értékelik. Az 1990-es évek során, ahogy a lítium-ion költségek csökkentek, a Kaliforniai ZEV kötelezettséggel kezdődő átalakulás felgyorsult. Ez az ugrás az akkumulátor-kémiában volt az egyetlen változó, amely képes lehetett megtörni az évtizedek óta pörgő "jó ötlet, rossz gazdaságosság" ciklust.

2008-ban a Tesla Roadster ezt a potenciált autóvá alakította: az első sorozatgyártású, autópályán közlekedésre jogos, teljesen elektromos sportautó, amely lítium-ion akkumulátorcellákat használt. Körülbelül 240 mérföld (385 km) hatótávot kínált, ára körülbelül 100.000 dollár volt, és a rekuperatív fékezéssel visszanyerte az energiát. A későbbi frissítések a hatótávot 340 mérföldig emelték. A Roadster valódi jelentősége nem a számokban, hanem a észlelésben bekövetkezett áttörésben rejlik: az elektromos autó már nem kellett hogy igazságtalan áron kínált, kompromisszumokat követelő jármű legyen, hanem egy olyan termék lehetett, amely teljesítményével és hatótávjával megkérdőjelezte a benzinest. 2020 végére a kumulatív könnyűhaszonjármű töltögethető elektromos jármű-eladások elérték a 10 milliót - az 1900-as években egyharmadot tett ki, a század végére pedig millió járművé alakult.

Mit tanulhatunk egy évszázados ciklusból?

Az elektromos autó történetében három állandó figyelhető meg. Az első állandó, hogy a technológia soha nem volt a fő probléma: az elektromos jármű 1888-ban, 1912-ben, 1996-ban és 2008-ban négyszer bizonyított működőképességét. A második állandó, hogy a gazdaság hozza meg a döntést - 1912-ben a Ford árai, 1961-ben a Henney Kilowatt kétszeres árcímkéje, 2003-ban az EV1 gyártási költségei. A harmadik, hogy a tárolástechnológia minden ugrása (ólom-sav 1859, lítium-ion 1990-es évek) új aranykor kapuját nyitotta meg. A benzin megnyert háborúja nem mérnöki vereség volt, hanem egy gazdasági és infrastrukturális egyensúly; és ez az egyensúly évtizedek óta fordul vissza.

Források

• History of the electric vehicle
• The History of the Electric Car
• Early Electric Cars in America (1891-1922)
• General Motors EV1
• EV1 Electric Car - National Museum of American History
• What happened to the General Motors EV1?
• Driving the future, then and now: the story of the EV1 - GM News
• The lost history of the electric car
• Tesla Roadster (első generáció)
• The History of the Lithium-Ion Battery
• Lithium-Ion Battery - Clean Energy Institute, University of Washington
• Electric Vehicles Have Been Around Since the 19th Century
• Mythbusting: The truth about the GM EV1