Para, Elektryczność i Benzyna - Pierwszy Wyścig Samochodowy

W pierwszych latach motoryzacji nikt jeszcze nie wiedział, kto wygra; para, elektryczność i benzyna startowały w tym samym wyścigu z równymi szansami. Około 1900 roku w produkcji w USA pojazdy parowe miały około 40%, elektryczne 38%, a benzynowe jedynie 22% udziału. Dzisiejsze opowieści o rywalizacji samochodu elektrycznego z benzynowym konstruują to jako pojedynek dwóch stron; tymczasem pierwszy wyścig był na trzy osoby, a stroną, która wypadła z rywalizacji, była para. Ta strona przygląda się tamtemu trójstronnemu wyścigowi z lat 1890-1910: dopiero w tym kontekście możemy zrozumieć, dlaczego elektryczność zajęła drugie miejsce, a para została całkowicie zapomniana.

Jak wyglądało trzech kandydatów w 1900 roku?

Każda z trzech technologii reprezentowała inną filozofię inżynieryjną. Para była w tym okresie najbardziej dojrzałym źródłem napędu: było to rozwiązanie znane z lokomotyw i zakładów przemysłowych, o wysokim momencie obrotowym, szybkie i mocne. Elektryczność wyróżniała się ciszą i łatwością obsługi; brak korbki rozruchowej, brak biegów, brak hałasu. Benzynowy silnik spalinowy był natomiast najbardziej problematycznym z trzech kandydatów: trudno go było uruchomić korbą, drżał, śmierdział, a wczesne modele były mało niezawodne.

Podział udziałów pokazuje to wprost. W 1900 roku w USA wyprodukowano ponad 1600 samochodów parowych, a szacuje się, że około 28% pojazdów na drogach było elektrycznych; to dwa różne pomiary tej samej historii co 38% udział w sprzedaży. Pojazdy benzynowe były trzecie w obu pomiarach. Choć dokładne procenty udziałów w produkcji nieco się różnią w zależności od definicji i zakresu, kolejność pozostaje niezmienna: para była liderem, elektryczność blisko na drugim miejscu, a benzyna goniła z tyłu.

Złoty wiek pary: Dlaczego Stanley Steamer był liderem rynku?

Przewaga pary na rynku nie była przypadkiem. Stanley Motor Carriage Company została założona przez bliźniaków Francisa Edgara i Freelana Oscara Stanleyów, a marki Stanley i Locomobile były w latach 1900-1904 najpopularniejszymi samochodami w kraju. Pojazdy te, znane pod nazwą Stanley Steamer, dostarczały kierowcy przyjemności wynikającej z naturalnego dla pary natychmiastowego momentu obrotowego - żadna benzynówka tamtych czasów nie potrafiła tego zaoferować. Tłok napędzany ciśnieniem w kotle, bez pojęcia obrotów, niemal od pierwszej chwili wytwarzał pełną siłę uciągu.

Ta wydajność miała jednak swoją cenę, a cenę tę płacono nie inżynierią, lecz cierpliwością. Kotłopalono ręcznie, a przed jazdą trzeba było odczekać około 20 minut na osiągnięcie ciśnienia; w chłodne poranki ten czas w niektórych wczesnych modelach wydłużał się do 30 minut, a nawet do 45 minut. Pojazd parowy zabierał ponadto zarówno wodę, jak i paliwo, a ze względu na utratę wody na dłuższych trasach wymagał uzupełnienia jednego i drugiego. Ocena Smithsonian dotycząca wczesnych samochodów jest zwięzła: pojazdy parowe były szybkie i mocne, ale trudniejsze w obsłudze i mniej bezpieczne; to czyniło z nich maszyny przemawiające bardziej do pasjonatów niż do szerokiej publiczności.

Mimo to para około 1900 roku przeżyła gwałtowny rozkwit. Techniczne rozwiązanie problemu przyszło dopiero później: kotły o automatycznym i szybkim zapłonie w dużej mierze wyeliminowały czas rozruchu. Lecz rozwiązanie to przyszło zbyt późno; do tego czasu wyścig o ukształtowanie rynku już wygrał silnik benzynowy.

Dlaczego elektryk był gwiazdą pierwszej połowy?

Korzenie napędu elektrycznego sięgają znacznie dalej niż samochód. W latach 1827-28 Ányos Jedlik zbudował pierwszy silnik elektryczny oraz mały model pojazdu, którym go napędzał; w latach 1832-39 Szkot Robert Anderson opracował prymitywny pojazd elektryczny. Rok 1881, gdy Camille Faure uczynił akumulator ołowiowo-kwasowy nadającym się do produkcji przemysłowej, był progiem krytycznym, a w tym samym roku Gustave Trouvé przetestował w Paryżu pierwszy elektryczny pojazd z własnym źródłem zasilania, przewożący człowieka. Andreas Flocken w 1888 roku zbudował Flocken Elektrowagen, a Thomas Parker w 1884 roku w Wolverhampton swój pierwszy samochód elektryczny; w latach 1890-91 William Morrison rozwinął w Iowa pierwszy amerykański samochód elektryczny, przewożący sześciu pasażerów i osiągający 23 km/h.

Dlaczego pierwsze rekordy prędkości nie należały do benzynowców?

Ponieważ nawet na torze wyścigowym elektryczność miała we wczesnym okresie przewagę fizyczną. 18 grudnia 1898 roku elektryczny pojazd Jeantaud ustanowił w Achères pierwszy lądowy rekord prędkości motoryzacji z wynikiem 63,13 km/h. Cztery miesiące później, 29 kwietnia 1899 roku, La Jamais Contente Camille'a Jenatzy'ego z dwoma silnikami Postel-Vinay o mocy 25 kW osiągnęła 105,88 km/h i stała się pierwszym samochodem, który przekroczył barierę 100 km/h. Pojazdy benzynowe musiały czekać na pobicie tego rekordu pełne trzy lata i cztery miesiące. Pojazd elektryczny do około 1900 roku utrzymywał lądowy rekord prędkości; w 1901 roku wyścigowy pojazd Andrew Rikera, jako najszybszy elektryk epoki, odnowił rekord.

Strona rynkowa również sprzyjała elektrykom. W 1897 roku w Londynie elektryczne taksówki Waltera Berseya służyły pod przydomkiem „Hummingbirds"; w tym samym roku w Nowym Jorku pracowało 12 elektrycznych powozów hansom cab. Studebaker wszedł do branży motoryzacyjnej w 1902 roku z samochodami elektrycznymi, a nawet prezydent Woodrow Wilson używał w Waszyngtonie Milburn Light Electric. Sprzedaż elektryków osiągnęła szczyt na początku lat 1910; czyli upadek elektryka tłumaczy się nie wczesną przewagą benzyny, lecz późniejszym oblężeniem.

Jak benzyna trafiła z trzeciego miejsca na szczyt?

Wzrost silnika benzynowego to nie historia jednego wynalazcy ani jednego wynalazku; to był łańcuch uzupełniających się rozwiązań. Ramowanie Smithsonian jest jasne: silnik benzynowy wzrósł, gdy stał się równie użyteczny jak elektryczny; doszły do tego szybkość, zasięg, wszechstronność i sportowość.

• 1897: Tłumik braci Reeves zredukował hałas silnika benzynowego do akceptowalnego poziomu.
• 1912: Elektryczny rozrusznik Charlesa Ketteringa wyeliminował korbę ręczną; znikła największa bariera użytkowania samochodu benzynowego.
• Produkcja seryjna: Linia produkcyjna Henry'ego Forda obniżyła ceny; w 1912 roku samochód elektryczny był już sprzedawany za prawie dwukrotność ceny benzynowego.
• Infrastruktura i paliwo: Tania ropa z Teksasu obniżyła koszt benzyny.
• Drogi: Poprawiająca się w latach 20. sieć dróg sprawiła, że elektryki skazane na zasięg 50-65 km nie nadążały na dłuższych trasach.

Istniała też zasadniczo kwestia gęstości energii: benzyna na jednostkę masy przenosiła znacznie więcej energii niż ówczesne akumulatory. Pojazd elektryczny z prędkością 24-32 km/h i zasięgiem 50-65 km był doskonałym samochodem miejskim, ale jako pojazd uniwersalny nie był praktyczny. Podejmowano też wczesne próby rozwiązania problemu zasięgu: w 1896 roku zaproponowano usługę wymiennych akumulatorów, a Hartford Electric Light Company w latach 1910-1924 świadczyła usługę wymiany akumulatorów na dystansie przekraczającym 6 milionów mil. Takie usługi jednak nie wystarczyły, by zmienić nurt rynku.

Dlaczego para została całkowicie zapomniana?

Przegrana elektryka to było gonienie z tyłu; przegrana pary to był odwrót z pola. Stanley/Locomobile w 1905 roku poważnie przeszedł na modele spalinowe, a gdy większość producentów elektryków wstrzymała produkcję w latach 1910, do tego samego orszaku dołączyły też pojazdy parowe. W 1935 roku elektryki niemal całkowicie zniknęły; natomiast parowce zniknęły z rynku pojazdów na długo przed tą datą. Gdy Francis Edgar Stanley zmarł 13 lipca 1918 roku, wszyscy już wiedzieli, że technologia, którą sprzedawała jego firma, dawno przegrała wyścig.

Zapomnienie ma trójwarstwowe wyjaśnienie. Po pierwsze, czas uruchomienia: Przygotowanie kotła trwające 20-45 minut stało się nieakceptowalnym kosztem użytkowania w obliczu silnika benzynowego uruchamianego kluczykiem dzięki rozrusznikowi. Po drugie, konserwacja i paliwo: pojazd z kotłem palonym ręcznie i wymagający dwóch materiałów eksploatacyjnych nie byłby w stanie konkurować na rynku sprzedawanym coraz liczniejszym i mniej technicznym użytkownikom. Po trzecie, wizerunek: benzinli silnik przejmował rekordy prędkości, przekształcając samochód w narzędzie sportu i eksploracji, a para pozostała nostalgicznym wyborem entuzjastów. Tak więc para nie została wykluczona jednym ciosem, lecz na każdym etapie kolejnymi wrodzonymi wadami.

Co wtórność elektryka wnosi do dzisiejszej narracji?

Jeśli porównamy samochód elektryczny wyłącznie z benzynowym, historia czyta się jak "powrót przegranego". W ujęciu trójkątnym obraz jest zupełnie inny: elektryczność w pierwszej połowie istnienia samochodu była technologią, która trzymała rekordy prędkości, obsługiwała taksówki i gościła w garażach prezydentów. Porażka nie była brakiem triumfu, lecz uwięzieniem na drugiej pozycji: pośrednie miejsce, które nie dorównywało parowozowi pod względem łatwości obsługi, a benzynowemu pod względem zasięgu i gęstości energii. Dzisiejsze baterie litowo-jonowe i nowoczesna elektronika mocy rozwiązują dokładnie te dwie zmienne, które decydowały o drugiej pozycji: prędkość i zasięg. Prawdziwa lekcja pierwszego wyścigu brzmi tak: zwycięska technologia to nie ta najlepsza, lecz ta, która najmniej ocierała się o ówczesne ograniczenia danego rynku. Gdy ograniczenia się zmieniły, przepisanie rankingu nie było zaskoczeniem.

Źródła

• Technological Choices | National Museum of American History
• History of the electric vehicle
• The History of the Electric Car
• Rekord prędkości na lądzie samochodu elektrycznego Jeantaud | Origins (OSU)
• La Jamais Contente
• Sieć Sieć Steam Car
• The Stanleys and their Steamer - AMERICAN HERITAGE
• Stanley Steamer -- General Information
• Stanley Motor Carriage Company
• Electric vs Gasoline Cars: History Shows This is Nothing New - MotorTrend
• Steam car