Dlaczego benzyna wygrała w pierwszym stuleciu samochodu elektrycznego?

Na początku XX wieku najlepiej sprzedającym się samochodem w Ameryce był samochód elektryczny; benzyna wygrała nie dzięki jednemu wynalazkowi, lecz dzięki wspólnemu dziełu infrastruktury, ropy naftowej i produkcji seryjnej, które zbiegły się w jednym momencie.
Na początku XX wieku najlepiej sprzedającym się samochodem w Ameryce był samochód elektryczny; benzyna wygrała nie dzięki jednemu wynalazkowi, lecz dzięki wspólnemu dziełu infrastruktury, ropy naftowej i produkcji seryjnej, które zbiegły się w jednym momencie.

Udostępnij tę stronę

Historia samochodów elektrycznych to znacznie starsza i znacznie bardziej dramatyczna opowieść, niż większość ludzi przypuszcza. Na progu XX wieku pojazdy elektryczne były najlepiej sprzedającymi się samochodami w Ameryce; silniki benzynowe postrzegano zaś jako alternatywy drżące, śmierdzące i wymagające kręcenia korbą. Benzyna wygrała tę wojnę nie dzięki jednemu wynalazkowi czy jednej decyzji, lecz za sprawą burzy, w której jednocześnie zagrały: infrastruktura drogowa, ceny ropy naftowej, elektryczny rozrusznik i produkcja seryjna. Ta strona analizuje tę wojnę, próbne eksperymenty minionego stulecia, tragedię GM EV1, rewolucję litowo-jonową i współczesną transformację zapoczątkowaną przez Tesla Roadster w ujęciu chronologicznym.

Najważniejsze informacje

  • 1899: Camille Jenatzy elektrycznym Jamais Contente osiągnął prędkość 105,88 km/h, przekraczając po raz pierwszy barierę 100 km/h.
  • 1900: 38% samochodów produkowanych w USA było elektrycznych; około jedna trzecia była elektryczna.
  • 1912: Elektryczny rozrusznik Kettery'ego posłał korbę do historii; do tego czasu elektryki sprzedawano za niemal dwukrotnie wyższą cenę.
  • 1996–2003: GM EV1 oferowano wyłącznie w leasingu; program anulowano, a większość pojazdów zniszczono.
  • 2008: Tesla Roadster stał się pierwszym seryjnie produkowanym samochodem sportowym elektrycznym z zasięgiem około 385 km dzięki baterii litowo-jonowej.

Czy Samochód Elektryczny Narodził się Jak, Przed Samochodem Benzynowym?

Benzinli otomobiller tarihe girmeden önce yıllar geçmişti; elektrikli araçlar 1820'lerde yollara çıkmıştı bile.

Technicznie rzecz biorąc, tak. Silnik elektryczny stał się użyteczny wcześniej niż silnik spalinowy. W 1827 roku węgierski duchowny Ányos Jedlik zbudował pierwszy silnik elektryczny; w 1828 roku napędzał nim mały model pojazdu. Szkocki wynalazca Robert Anderson w latach 1832-1839 opracował prymitywny pojazd elektryczny, a kowal z Vermont Thomas Davenport w 1834 roku zbudował własny pojazd elektryczny. Być może najbardziej uderzającym wczesnym przykładem jest pierwszy znany pojazd elektryczny - lokomotywa zbudowana w 1837 roku w Aberdeen przez Roberta Davidsona: w 1841 roku "Galvani", ważący 7100 kg, ciągnął ładunek na dystansie 2,4 km z prędkością 6,4 km/h. Pracownicy kolei, obawiając się utraty pracy, zniszczyli tę maszynę - i ironia historii dobrze się tutaj spina: pierwszym aktem sabotażu wymierzonym w transport elektryczny nie był pojazd silnikowy, lecz lokomotywa.

Krytycznym progiem było elektryczność dające się magazynować. W 1859 roku Gaston Planté wynalazł ładowalną baterię ołowiowo-kwasową; w 1881 roku Camille Alphonse Faure znacznie zwiększył pojemność baterii. Od tego momentu pojazd mógł już zabierać własne źródło energii ze sobą. 19 kwietnia 1881 roku Gustave Trouvé, przy Rue Valois, przetestował prawdopodobnie pierwszy pojazd elektryczny z własnym źródłem zasilania, przewożący człowieka - pojazd trójkołowy. Thomas Parker zbudował swój pierwszy samochód elektryczny w Wolverhampton w 1884 roku; a Andreas Flocken w 1888 roku stworzył Flocken Elektrowagen, uznawany dziś za "pierwszy prawdziwy samochód elektryczny".

Po amerykańskiej stronie zegar zaczęły wybijać dla szkockiego chemika Williama Morrisona. Morrison w latach 1890-91 opracował w Des Moines w stanie Iowa pierwszy samochód elektryczny w USA: sześcioosobowy wagon, jadący z prędkością 23 km/h, był starannie wykonanym dziełem inżynierii.

1897-1912: Jak wyglądała złota era elektryków?

Rok 1897 to pierwszy komercyjny triumf samochodu elektrycznego. Elektryczne taksówki Waltera Berseya jeździły po ulicach Londru; ze względu na ciche warkot zyskały przydomek "Hummingbirds". W tym samym roku w Nowym Jorku firma Samuel's Electric Carriage and Wagon Company rozpoczęła eksploatację 12 elektrycznych taksówek hansom, a do 1898 roku flota osiągnęła 62 taksówki; później firma została zrestrukturyzowana jako Electric Vehicle Company. W tym samym roku najlepiej sprzedającym się samochodem w USA był pojazd elektryczny: Columbia Motor Carriage firmy Pope Manufacturing. W 1902 roku Studebaker, wraz z producentami takimi jak Waverly Company, wszedł do branży motoryzacyjnej z samochodami elektrycznymi, a na początku XX wieku pierwsze seryjnie produkowane pojazdy elektryczne wyjechały na amerykańskie drogi.

Strona wydajnościowa też nie była zła. 18 grudnia 1898 roku elektryczny pojazd Jeantaud ustanowił pierwszy samochodowy rekord prędkości na lądzie, osiągając 63,13 km/h. 29 kwietnia 1899 roku Camille Jenatzy osiągnął 105,88 km/h w Jamais Contente o nadwoziu torpedo i jako pierwszy pojazd przekroczył barierę 100 km/h. Samochód elektryczny utrzymywał rekord prędkości na lądzie do około 1900 roku.

Obraz amerykańskiego rynku w 1900 roku jest zaskakujący dla czytelnika przyzwyczajonego do dzisiejszych danych. 40% produkowanych samochodów było parowych, 38% elektrycznych, a 22% benzynowych; około jedna trzecia pojazdów na drogach była elektryczna. Liczby dotyczące udziału w rynku nieco się różnią w zależności od definicji liczenia - jedna ocena podaje 28% elektrycznych, inna 38% - ale istota obrazu się nie zmienia: w USA w 1900 roku samochód nie był maszyną jednorodną. Szczyt produkcji przyszedł w 1912 roku: w tym roku w USA wyprodukowano 1575 pojazdów elektrycznych wobec zaledwie 936 pojazdów z silnikiem spalinowym.

Dlaczego wszyscy lubili elektryki?

Powody składały się z w pełni mierzalnych zalet. Pojazd elektryczny nie miał drgań ani zapachu; nie trzeba było zmieniać biegów; nie trzeba było kręcić korbą. Dla porównania, auto parowe w chłodne poranki wymagało nawet 45 minut rozgrzewki. Pojazd elektryczny był pragmatycznym wyborem do użytku miejskiego i marketing doskonale o tym wiedział: elektryki sprzedawano szczególnie kobietom-konsumentkom - co z kolei tworzyło pewne stygmatyzację wśród konsumentów-mężczyzn, a więc pewien problem wizerunkowy elektryka narodził się już wtedy.

Cena była natomiast piętą achillesową elektryka: do 1912 roku samochód elektryczny sprzedawał się niemal za dwukrotność auta benzynowego. Jeśli zaś chodzi o infrastrukturę ładowania, branża wypracowała rozwiązania zaskakująco podobne do dzisiejszych dyskusji: Hartford Electric Light Company (GeVeCo) w latach 1910-1924 obsłużyła 6 milionów mil dzięki usługom wymienialnych baterii; od 1917 roku podobna usługa działała w Chicago dla Milburn. Wymiana baterii była już testowana 100 lat temu.

Dlaczego benzyna wygrała tę wojnę?

Przyczyną porażki nie była pojedyncza opóźniona technologia, lecz nałożenie się czterech czynników w tej samej dekadzie. Po pierwsze infrastruktura: Wraz z poprawą stanu amerykańskiej sieci drogowej ludzie chcieli jeździć dalej, a pojazdy elektryczne ograniczone do prędkości 24-32 km/h i zasięgu 50-65 km nie były w stanie sprostać tym wymaganiom. Po drugie gospodarka energetyczna: odkrycia dużych złóż ropy naftowej szybko obniżyły cenę benzyny. Po trzecie, wynaleziony w 1912 roku przez Charlesa Ketteringa elektryczny rozrusznik usunął największą barierę użytkowania samochodu benzynowego - korbę ręczną; w 1897 roku tłumik braci Reeves zmniejszył problem hałasu. Po czwarte, produkcja masowa Henry'ego Forda sprowadziła cenę samochodu benzynowego do poziomów nieosiągalnych dla elektrycznego: większość producentów elektrycznych zakończyła produkcję w latach 1910., a do lat 30. sektor faktycznie zniknął.

Oczywiście całkowicie nie umarła; wycofała się do wąskich nisz. W 1923 roku Yale wyprodukował elektryczny wózek widłowy. Pojazdy do dostawy mleka w Wielkiej Brytanii - "milk floaty" - przez cały XX wiek tworzyły największą flotę bateryjnych pojazdów elektrycznych na świecie. W 1954 roku pojawił się elektryczny wózek golfowy Lektro. W czasie II wojny światowej kraje Europy cierpiące z powodu niedoboru paliwa ponownie wypróbowały pojazdy elektryczne. Idea nigdy więc nie pozostała jedynie akademicką ciekawostką; po prostu oddaliła się od swoich pasażerów.

Próbne kroki połowy XX wieku: Od Henney Kilowatt do pojazdu księżycowego

Pod koniec lat 50. XX wieku eksperymenty rozpoczęły się na nowo. Henney Kilowatt był pojazdem elektrycznym opartym na Renault Dauphine; miał wersje 36V i 72V, a model 72V osiągał około 96 km/h - ale produkcja zakończyła się w 1961 roku, ponieważ jego cena była dwukrotnością benzynowej Dauphine. Klasyczny cykl produkcji elektrycznych pojazdów w małej skali powtarzał się także tutaj: dobry pomysł, zła ekonomia. W 1959 roku AMC i Sonotone rozpoczęły badania nad baterią "samouzupełniającą się" ładowaniem; W latach 60. powstały koncepty takie jak Scottish Aviation Scamp (1965), GM Electrovair (1966) i AMC Amitron (1967), ale żaden z nich nie wszedł do produkcji seryjnej.

Najbardziej symboliczną nieudaną próbą był Enfield 8000 z 1973 roku; wyprodukowano łącznie zaledwie 112 egzemplarzy. Uderzający kontrast tego samego roku wydarzył się na Księżycu: 31 lipca 1971 roku Lunar Roving Vehicle w ramach misji Apollo 15 stał się pierwszym pojazdem elektrycznym używanym na powierzchni Księżyca w historii załogowych lotów - opracowanym przez firmę Boeing i należącą do GM spółkę Delco Electronics. Branża, która nie potrafiła sprzedawać elektrycznych samochodów na Ziemi, używała pojazdów elektrycznych na Księżycu.

Kryzysy energetyczne lat 70. i 80. przywróciły temat na nowo do porządku dnia; ustawa Electric and Hybrid Vehicle Research, Development, and Demonstration Act z 1976 roku zapewniła zachęty. Jednak wynikiem było rozczarowanie: produkty takie jak Sinclair C5 poniosły porażkę, a konwersje EV z lat 1960-90 (Electrosport, Electra-Van, Lectric Leopard, Solectria Force) sprzedawały się w niskich liczbach. Chemia baterii wyznaczała granice, a kwasowo-ołowiowa technologia nie potrafiła ich przekroczyć.

GM EV1: Dlaczego umarł pierwszy prawdziwie elektryczny pojazd ery nowoczesnej?

Za początek nowoczesnego odrodzenia uważa się rok 1990. W tym roku prezes GM Roger Smith zaprezentował na targach Los Angeles Auto Show koncept GM Impact; w tym samym roku Kalifornia wprowadziła obowiązek ZEV, czyli pojazdów o zerowej emisji. Presja CARB popchnęła przemysł motoryzacyjny w ciągu dekady do bezprecedensowego portfolio pojazdów elektrycznych: Chrysler TEVan, Ford Ranger EV, GM S10 EV, Honda EV Plus, Toyota RAV4 EV i Nissan Altra EV - ten ostatni był pierwszym seryjnie produkowanym pojazdem elektrycznym z baterią litowo-jonową.

Gwiazdą tej rodziny był GM EV1. Nie był sprzedawany konsumentom; oferowano go wyłącznie w ramach leasingu zamkniętego. Gdy trzyletnie umowy najmu wygasły na początku lat 2000, GM zakończył program, powołując się na wysokie koszty produkcji i mały rynek. Pojazdy zostały odebrane, a większość z nich zniszczono; fani organizowali protesty, a EV1 stał się jednym z najbardziej emocjonalnych symboli historii pojazdów elektrycznych.

Nie można jednak powiedzieć, że ta historia jest jednostronna. Niektórzy historycy motoryzacji sprzeciwiają się narracji "GM zrezygnował z elektryków", twierdząc, że dziedzictwo EV1 nadało impuls pracy firmy nad pojazdami z ogniwami paliwowymi; istnieją różne oceny co do nieuchronności programu. Niemniej w 2002 roku obraz był jednoznaczny: Toyota sprzedała publiczności ostatnie 328 egzemplarzy RAV4-EV, a inni producenci wycofali pojazdy elektryczne z rynku. Obiecujący początek, udowodniony popyt, a potem całkowity odwrót - taki był bilans tej dekady prób. Dobrym znacznikiem czasu do zmierzenia, jak długo trwał ten powrót, jest komunikat upamiętniający wydany przez GM w 2026 roku w 30. rocznicę EV1, mówiący o tym, że "dziedzictwo wciąż żyje".

Rewolucja litowo-jonowa i Tesla Roadster: Dlaczego tym razem cykl został przerwany?

Silnik powrotu samochodu elektrycznego rozwinął się poza sektorem motoryzacyjnym. Bateria litowo-jonowa zaczęła być rozwijana pod koniec lat 70. XX wieku przez globalny gigant chemiczny i jest uważana za pierwszą wielką rewolucję w technologii magazynowania od czasów baterii ołowiowej z 1859 roku. W miarę jak koszty litowo-jonowe spadały w latach 90., transformacja zapoczątkowana kalifornijskim mandatem ZEV przyspieszała. Ten skok w chemii baterii był jedyną zmienną zdolną przerwać cykl "dobry pomysł, brak realizacji", toczący się od dziesięcioleci.

W 2008 roku Tesla Roadster przekształciła ten potencjał w samochód: pierwszy w pełni elektryczny samochód sportowy seryjnie produkowany, dopuszczony do ruchu na autostradach, wykorzystujący ogniwa baterii litowo-jonowych. Oferował zasięg około 240 mil (385 km), kosztował około 100 000 dolarów i odzyskiwał energię dzięki hamowaniu rekuperacyjnemu. Kolejne aktualizacje zwiększyły zasięg do 340 mil. Prawdziwe znaczenie Roadstera nie leży jednak w liczbach, lecz w przełomie w postrzeganiu: samochód elektryczny nie musiał już być pojazdem kompromisowym sprzedawanym po niesprawiedliwej cenie - mógł być produktem, który swoimi osiągami i zasięgiem dawał do myślenia samochodom spalinowym. Do końca 2020 roku skumulowana sprzedaż lekkich aut dostawczych z wtyczką osiągnęła 10 milionów - udział, który w latach 1900. stanowił jedną trzecią, do końca stulecia zamienił się w miliony pojazdów.

Czego uczymy się ze stuletniego cyklu?

W historii samochodu elektrycznego widać trzy stałe. Pierwsza stała: technologia nigdy nie była głównym problemem: pojazd elektryczny czterokrotnie udowodnił swoją sprawność - w 1888, 1912, 1996 i 2008 roku. Druga stała: to ekonomia podejmuje decyzję - ceny Forda w 1912, dwukrotnie wyższa cena Henney Kilowatt w 1961, koszty produkcji EV1 w 2003. Po trzecie, każdy skok w technologii magazynowania (ołowiowo-kwasowa 1859, litowo-jonowa lata 90.) otwierał drzwi do nowej złotej ery. Zwycięstwo benzyny nie było porażką inżynierii, lecz równowagą ekonomii i infrastruktury; i ta równowaga od dekad się odwraca.

Źródła