Samochody elektryczne a sprawa polska
Przeciętnemu użytkownikowi samochodu elektromobilność kojarzy się z osobowym pojazdem zasilanym prądem, jak również z ładowarkami, dobrym przyspieszeniem i licznymi udogodnieniami w ruchu miejskim. Z perspektywy zwykłego zjadacza chleba samochód elektryczny to więc ciągle melodia odległej przyszłości. Jednak dla specjalistów zajmujących się gospodarką o obiegu zamkniętym elektromobilność to niezwykle istotne zagadnienie, mające kluczowy wpływ na rozwój zasobooszczędnej gospodarki.
Branża automotive to jedna z najważniejszych gałęzi przemysłu i wszelkie zmiany na tym rynku mają olbrzymie znaczenie dla całej gospodarki. Tylko w Polsce, która przecież nie produkuje własnych aut, ten prężnie rozwijający się sektor wygenerował w 2019 r. ok. 8% PKB. W 2017 r. liczba samochodów przekroczyła 1,3 mld, co oznacza że jedno auto przypada na 6 mieszkańców naszej planety. Nie dziwi więc, że specjaliści od GOZ uważnie przyglądają się trendom w przemyśle samochodowym, tym bardziej że podstawowe cele elektromobilności oraz gospodarki o obiegu zamkniętym są zasadniczo zbieżne. Obie te idee mają na celu zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska i rozwój samowystarczalnej, oszczędzającej zasoby naturalne gospodarki.
Wydaje się, że najważniejszymi czynnikami mającymi wpływ na spopularyzowanie elektromobilności są rozwój technologii poprawiających efektywność baterii, zastosowanie nowoczesnych materiałów zmniejszających wagę pojazdu, czy bezpieczne systemy autonomicznego sterowania. Niezwykle istotnym aspektem o czym mowa będzie w drugiej części artykułu, jest polityka kształtująca system regulacji mogący zarówno stymulować jak i hamować rozwój elektromobilności.
Jednym z zagadnień, jakie branża automotive musi rozwiązać, jest relatywnie niski zasięg samochodów elektrycznych. Oczywiście prowadzone są prace nad zwiększeniem efektywności baterii i uwaga konstruktorów skupia się na budowie możliwie najlżejszych i najbardziej pojemnych akumulatorów. Niestety postęp w tej dziedzinie związany jest z wysokimi kosztami produkcji takich źródeł energii. Dlatego też, niezależnie od pojemności baterii, samo zmniejszenie masy konstrukcji pojazdu już wydłuża możliwy do osiągnięcia przezeń zasięg. Waga jest zatem bardzo istotnym parametrem dla samochodów (nie tylko) elektrycznych, gdyż jej redukcja pozwala obniżyć wydatek energii potrzebny do zasilania aut.
Tworzywa sztuczne w samochodach…
''Odchudzanie'' aut jest dziś możliwe dzięki nowoczesnym tworzywom sztucznym. Ich średni udział w masie samochodów produkowanych w latach 1980-1990 wynosił 7,5%; w samochodach produkowanych w latach 1991-2004 było to już 17% i odsetek ten sukcesywnie rośnie.
Tworzywa są niezbędne przy produkcji samochodów. Przez dłuższy czas stosowane były tylko we wnętrzach pojazdów lub w częściach dobudowanych, takich jak zderzaki, spoilery lub obudowy lusterek. Teraz jednak trafiają coraz gwałtowniej do części zarezerwowanych do tej pory wyłącznie dla blachy karoseryjnej. Istnieje wiele powodów wykorzystywania tworzyw sztucznych przy produkcji samochodów. Oprócz redukcji wagi pojazdu bez zmniejszenia poziomu jego bezpieczeństwa, tworzywa pomagają również w znacznym stopniu przy nadawaniu formy i wyglądu projektowanym konstrukcjom.
I tak elementy nadwozia w postaci zintegrowanych paneli przodu i tyłu nadwozia, błotników, drzwi, relingów, spoilerów itp. to najbardziej spektakularne przykłady stosowania tworzyw sztucznych. Do podstawowych materiałów, jakie znajdują zastosowanie w konstrukcji nadwozi samochodów osobowych należą PP, PC, PET, PBT oraz kompozyty na bazie tłoczyw poliestrowych UP. Z kolei we wnętrzu samochodu materiały polimerowe zapewniają bezpieczeństwo i komfort kierowcy oraz pasażerom, stanowiąc też doskonałą izolację termiczną i akustyczną. Do najczęściej stosowanych w przedziale pasażerskim tworzyw należą PUR, PVC i PP. Przykłady wykorzystania tych materiałów to: tablica przyrządów, fotele, wykładziny drzwi, boków, schowków, półek, podsufitki, pokrętła, przyciski.
W samochodach ''tradycyjnych'' elementy znajdujące się w pobliżu silnika winny być wykonane z tworzyw odpornych na długotrwałe działanie temperatury przekraczającej 100°C. Ponadto powinny charakteryzować się dużą wytrzymałością, stabilnością wymiarową i odpornością na korozję. Podstawowe tworzywa stosowane ''pod maską'' to poliamidy zbrojone włóknem szklanym PA, poliformaldehyd POM, politlenek fenylenu PPO, polipropylen wypełniony talkiem PP i inne. Z materiałów tych wykonuje się układ klimatyzacji, obudowy silnika, pokrywy silnika i rozrządu, miski olejowe, zbiorniki płynów, wentylatory, elementy chłodnicy itp.
Tworzywa sztuczne wykorzystywane w układach zasilania charakteryzują się wysoką odpornością na działanie paliw, niską przepuszczalnością oparów paliwowych, częściową przezroczystością (przewody i zbiorniczki płynów), odpornością na korozję. Najczęściej stosowane polimery to: poliamidy PA, polisiarczek fenylenu PPS, politereftalan etylenowy PET i butylenowy PBT, poliformaldehyd POM, polietylen PEHD. Z materiałów tych wykonuje się m.in.: zintegrowane zbiorniki paliwa z pompą i wskaźnikami ilości paliwa, przewody, czy też listwy doprowadzające paliwo do wtryskiwaczy.
W zespołach elektrotechniki i elektroniki znajduje zastosowanie coraz więcej tworzyw sztucznych HT odpornych na wysokie temperatury; niepalnych i dobrych dielektryków takich jak: politereftalan butylenu PBT, poliwęglan PC, polisiarczek fenylenu PPS, poliamid PA, tworzywo fenolowe PF. Z tworzyw sztucznych w układach elektrotechniki i elektroniki wykonuje się reflektory, lampy, obudowy urządzeń elektrycznych, elementy komputerów, akumulatory, elementy alternatorów i rozruszników.
Z poliformaldehydu PC czy poliamidu PA wykonuje się koła zębate do pompy oleju, mechanizmu wycieraczek, liczników prędkościomierzy, mechanizmów podnoszenia szyb, łożyska pedałów hamulca i sprzęgła, miseczki przegubów kulowych układu kierowniczego i zawieszenia, łożyska (tuleje) przekładni kierowniczej, kolumny kierowniczej, łożyska oporowe sworzni zwrotnic.
…elektrycznych
W przypadku auta elektrycznego zasadniczą kwestią jest sama jego budowa. Silnik elektryczny w samochodzie, w odróżnieniu od tradycyjnego silnika spalinowego, nie wydziela ciepła, zatem nie wymaga tak intensywnego chłodzenia. Ponadto napęd elektryczny jest znacznie mniejszy i dzięki temu podłoga w samochodzie elektrycznym może być zupełnie płaska, a koła można rozmieścić szerzej. Dostarcza to zupełnie nowych możliwości aranżacji wnętrza czy bagażnika. Tradycyjna maskownica samochodowa, która jest teraz często zastępowana atrapą, z czasem zupełnie zniknie. Wprowadzanie nowych rozwiązań w zakresie funkcjonalności i designu samochodów elektrycznych to kolejne pole, na którym tworzywa sztuczne mają do odegrania dużą rolę.
Biorąc pod uwagę redukcję ciężaru aut, istotną funkcję pełnią tu tworzywa piankowe mające małą gęstość pozorną. Przyszłość należy w tym zakresie do ultralekkich części samochodowych ze spienionych tworzyw sztucznych, takich jak ekspandowany polipropylen (EPP) czy polistyren (EPS). Wykorzystanie spienionych tworzyw sztucznych we wnętrzach aut tradycyjnych umożliwiło wygłuszenie kabiny i stłumienie drgań. W samochodach elektrycznych zapotrzebowanie na części z pianek - EPP oraz EPS - będzie sukcesywnie wzrastać, choćby ze względu na potrzebę zastosowania dodatkowej termoizolacji w podsufitkach czy drzwiach, co zapobiega wychładzaniu się wnętrza auta. Silnik elektryczny w samochodzie, w odróżnieniu od silnika spalinowego, nie wydziela ciepła, co przy użyciu nieodpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych wewnątrz kabiny może utrudniać zachowanie w niej komfortowej temperatury zimą.
Właściwości izolacyjne spienionych tworzyw pozwalają zarazem na ochronę baterii przed zbyt gwałtownymi zmianami temperatury, co mogłoby prowadzić do ich awarii. Istotną zaletą EPP jest również wysoka zdolność pochłaniania energii uderzenia, dlatego też do pierwszych elementów aut, w których go zaczęto używać należały zderzaki. Ekspandowany polipropylen charakteryzuje się także wysoką odpornością chemiczną na kwasy, rozpuszczalniki i oleje. Co istotne, tworzywo to w 100% podlega recyklingowi. Możliwość całkowitego recyklingu zużytych części pozwala zmniejszyć wpływ branży motoryzacyjnej na środowisko naturalne, co również koresponduje z celami gospodarki o obiegu zamkniętym.
Rozwój elektromobilności w Polsce
W 2016 r. Mateusz Morawiecki obiecał, że do 2025 r. na polskich drogach będzie milion samochodów elektrycznych. W kraju natychmiast zrobiło się głośno w temacie ''elektryków'', zaś spora grupa fascynatów elektromobilności z zapartym tchem kibicowała w konkursie na projekt polskiego auta zasilanego prądem, mającego stać się bazą do budowy atrakcyjnego i nowoczesnego nadwozia.
Jednak już w projekcie rządowej ''Strategii Zrównoważonego Rozwoju Transportu do 2030 r.'' z 2019 r. znalazło się takie zdanie: ''Liczba samochodów osobowych od 2022 r. będzie utrzymywała się na poziomie 26-27 mln sztuk, ale będą następowały zmiany w strukturze. Nowym zjawiskiem będzie wzrost floty samochodów elektrycznych i hybrydowych, których liczba w roku 2030 może osiągnąć ponad 600 tys. sztuk''. Oficjalny dokument zakłada zatem, iż w 2030 r. liczba aut elektrycznych i hybrydowych może przekroczyć pół miliona.
Obiecany przez premiera milion polskich aut elektrycznych ma wyprodukować powstała w październiku 2016 r. państwowa spółka ElectroMobility Poland, której udziałowcami są 4 spółki energetyczne - PGE Polska Grupa Energetyczna S.A., Energa SA, Enea SA oraz Tauron Polska Energia SA.
''Elektromobilność przestała już być mglistą wizją przyszłości, a staje się technologiczną i biznesową rzeczywistością, która z jednej strony inspiruje coraz większą rzeszę konsumentów, wskazując jednocześnie kierunki rozwoju motoryzacji na całym świecie'' - czytamy na stronie ElectroMobility Poland. Jak zatem wygląda przekuwanie ''mglistej wizji przyszłości'' w twardą rzeczywistość?
Od momentu powstania spółka ma już trzeciego prezesa. We wrześniu 2018 r. strata spółki ElectroMobility Poland wyniosła ok. 2,6 mln złotych, zaś w lipcu 2019 r. wzrosła już do 5,4 mln złotych. Obecny prezes ElectroMobility Poland deklaruje, że produkcja polskiego samochodu elektrycznego ruszy w 2023 r. Będzie ona miała miejsce w polskiej fabryce, która ma powstać za ok. 2 mld złotych. Z dwudziestu kilku lokalizacji wytypowano trzy i teraz są ''na nich prowadzone procesy due dilligence'' - trwa więc ocena pod kątem sensowności biznesowej. Miejsce ma zostać wybrane w połowie 2020 r. Mamy jednak listopad 2020 r. i nic nie wiadomo o nawet potencjalnej lokalizacji. (Wg ostatnich doniesień fabryka Izery powstanie w Jaworznie na Górnym Śląsku. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z nowym planem, budowa zakładów produkcyjnych rozpocznie się w czwartym kwartale 2021 roku - przyp. aut.)
NIK bierze się za elektromobilność
Teraz mitem o elektromobilności zajęła się Najwyższa Izba Kontroli i jej zdaniem szansa na osiągnięcie w 2025 r. zapowiadanego w rządowych dokumentach celu miliona pojazdów elektrycznych jest niewielka. ''Elektromobilność w Polsce jest nadal na etapie początkowym, mimo upływu 4 lat od zaprezentowania wizji jej rozwoju. Pod względem liczby samochodów elektrycznych oraz infrastruktury jesteśmy wciąż na szarym końcu Europy. Rządowy Plan Rozwoju Elektromobilności nie poprawił sytuacji, gdyż realizowany był wybiórczo i z opóźnieniami. Budowa polskiego samochodu elektrycznego wciąż jest na etapie prototypu, samorządy nie dostały zapowiadanych funduszy na pojazdy elektryczne, a strefy czystego transportu nie sprawdzają się w warunkach polskich'' - głosi komunikat pokontrolny NIK.
Z danych Międzynarodowej Agencji Energetycznej wynika, że w 2019 r. globalny rynek osobowych samochodów elektrycznych osiągnął wielkość 7,2 mln sztuk. Zdecydowanym liderem w tej dziedzinie są Chiny, gdzie prawie 3,4 mln aut ma napęd elektryczny, co stanowi 47% wszystkich samochodów elektrycznych na świecie, a tylko w 2019 r. sprzedano tam milion nowych egzemplarzy. Na drugim miejscu była Europa z liczbą 1,7 mln samochodów elektrycznych, w tym 561 tys. nowych, nabytych w 2019 r. W Norwegii sprzedano ok. 80 tys. samochodów elektrycznych, w Niemczech 109 tys., a w Wielkiej Brytanii 75 tys. sztuk.
Polska na tym tle wygląda po prostu źle. Według Licznika Elektromobilności prowadzonego przez Obserwatorium Rynku Paliw Alternatywnych, na koniec 2019 r. po polskich drogach jeździło łącznie 8637 samochodów osobowych elektrycznych, a przybyły zaledwie 4003 sztuki nowych aut. Z kolei według danych z końca lutego 2020 r., w Polsce były zarejestrowane łącznie 9803 samochody osobowe z napędem elektrycznym.
Zmienić ten stan rzeczy miał Program Rozwoju Elektromobilności, jeden ze strategicznych programów opublikowanej w 2016 r. Strategii na rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju do roku 2020 (z perspektywą do 2030 r.). Przewidziano w nim m.in. program E-bus, który miał stymulować projektowanie i produkcję polskich pojazdów elektrycznych na potrzeby komunikacji miejskiej. Z kolei program Samochód elektryczny miał wspierać rozwój technologii, produkcji i rynku aut elektrycznych.
Najwyższa Izba Kontroli sprawdziła, czy administracja publiczna zapewniła skuteczną realizację zadań dotyczących rozwoju elektromobilności w Polsce. Kontrola została przeprowadzona w Ministerstwie Energii (obecnie Ministerstwo Aktywów Państwowych), Narodowym Centrum Badań i Rozwoju oraz w 26 urzędach miast. Kontrola NIK objęła lata 2016-2019. Czego możemy się z niej dowiedzieć? Jak się okazuje, zdaniem Najwyższej Izby Kontroli elektromobilność w Polsce jest nadal na etapie początkowym, mimo upływu w 2019 r. 3 lat od zaprezentowania planów jej rozwoju. Do czasu zakończenia kontroli w styczniu 2020 r. wizja elektromobilności zawarta w Strategii na rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju, ujęta następnie w rządowych dokumentach operacyjnych, nie została zrealizowana w przewidywanym kształcie. Winne były opóźnienia w realizacji poszczególnych zadań oraz brak konsekwencji we wdrażaniu zaplanowanych instrumentów.
Według NIK istnieje duże ryzyko, że założony w rządowym dokumencie cel 1 mln zarejestrowanych pojazdów elektrycznych w 2025 r. nie zostanie osiągnięty. Już teraz wiadomo z wysokim prawdopodobieństwem, że nie zostanie zrealizowany cel zarejestrowania w Polsce do 2020 r. 50 tys. aut elektrycznych. Do końca lipca 2020 r. zarejestrowano ich tylko 13057 - ok. 26% celu na ten rok. Nawet w rządowych dokumentach strategicznych przyjmowanych w 2019 r. stopniowo wycofywano się z wizji miliona pojazdów elektrycznych w 2025 r. W Strategii Zrównoważonego Transportu do 2030 r. założono, że flota samochodów na prąd docelowo będzie liczyła 600 tys. sztuk.
Podobnie liczba ogólnodostępnych punktów ładowania jest niższa niż planowana. Według danych zawartych w Ewidencji Infrastruktury Paliw Alternatywnych, do końca 2019 r. uruchomiono 1307 takich punktów, tj. 20,4% ich liczby przewidywanej w Krajowych ramach polityki do osiągnięcia w 2020 r. Zrealizowany w 115% został za to cel zainstalowania punktów ładowania o dużej mocy - 459 sztuk. Głównymi przyczynami niskiego stopnia rozwoju infrastruktury ładowania były początkowa niska liczba stacji ładowania i konieczność nadrobienia opóźnień. Poziom kosztów budowy i funkcjonowania infrastruktury okazał się za wysoki przy ograniczonym rynku pojazdów elektrycznych. Ze skontrolowanych 21 miast o liczbie mieszkańców co najmniej 100 tys., tylko w Katowicach rozwój infrastruktury przekroczył wielkość progu określonego w ustawie o elektromobilności na koniec 2020 r.
Fundusz Niskoemisyjnego Transportu, który miał być źródłem wsparcia finansowego m.in. dla samorządów i instytucji publicznych, nie spełnił swojej roli. Nie wdrożono systemu bezpośrednich dopłat do nabycia samochodów elektrycznych oraz dla rozwoju infrastruktury ładowania. Powodem były istotne opóźnienia przy wprowadzaniu regulacji prawnych. Minister Aktywów Państwowych dopiero pod koniec grudnia 2019 r. wydał kluczowe rozporządzenia do ustawy o FNT, które praktycznie nie weszły w życie. Zamiast dopłat, środki finansowe z funduszu w łącznej wysokości 684 tys. złotych zostały przeznaczone na obsługę funduszu, który nie zafunkcjonował operacyjnie.
Najbardziej zaawansowany był stan realizacji obowiązku 5% udziału autobusów zeroemisyjnych we flocie transportu publicznego od dnia 1 stycznia 2021 r. Na koniec 2019 r. 8 z 28 jednostek (29%) zrealizowało już ten obowiązek, głównie dzięki wsparciu ze środków funduszy unijnych. Na szybkość rozwoju elektromobilności w komunikacji miejskiej ma również wpływ miks energetyczny Polski. Wyniki tylko 3 Analiz Kosztów i Korzyści na 26 udostępnionych w trakcie kontroli wskazywały na zasadność inwestycji w zeroemisyjny transport publiczny. Jako przyczyny braku opłacalności inwestycji w elektromobilność w transporcie publicznym wskazywano przede wszystkim wysokie ceny autobusów zeroemisyjnych, konieczność ponoszenia znacznych dodatkowych nakładów na instalację związaną z ładowaniem baterii oraz niekorzystne wskaźniki zanieczyszczeń emitowanych przy wytwarzaniu energii elektrycznej w Polsce, z uwagi na produkcję w elektrowniach węglowych.
Opóźnione są prace nad wszystkimi projektami budowy pojazdów elektrycznych, a błędne decyzje skutkowały nieefektywnym wydaniem co najmniej 7 mln złotych. W ramach programu Bezemisyjny Transport Publiczny (BTP) Narodowe Centrum Badań i Rozwoju zaplanowało opracowanie i dostawę do roku 2023 ok. 1000 innowacyjnych, bezemisyjnych autobusów transportu publicznego do jednostek samorządów terytorialnych. Brak odpowiednich analiz sprawił, że postawiono nierealne w polskich warunkach gospodarczych wymagania. Nie były one również dostosowane do potrzeb miast, które oczekiwały prostego, taniego, niezawodnego i niskoemisyjnego pojazdu.
Ostatecznie w kwietniu 2020 r. Centrum zrezygnowało z kontynuacji programu. Wydatki na jego realizację w kwocie ponad 7 mln złotych okazały się więc nieefektywne, a miasta, które brały w nim udział zostały pozbawione gwarancji otrzymania bezzwrotnego wsparcia finansowego dla nabycia autobusów zeroemisyjnych. Natomiast trwające od 2017 r. prace NCBR nad programem eVan nie przyniosły dotychczas zaplanowanych efektów i do końca 2019 r. pozostawał on w fazie koncepcyjnej. Pierwsze postępowanie wszczęto dopiero w maju 2020 r. Z kolei rozpoczęty w styczniu 2017 r. projekt uruchomienia produkcji polskiego samochodu elektrycznego wciąż pozostaje na początkowym etapie, czyli przedstawienia w lipcu 2020 r. dwóch z zaplanowanych pierwotnie pięciu jeżdżących prototypów na czerwiec 2018 r.
Truizmem będzie stwierdzenie, że elektromobilność to nieodwracalny kierunek rozwoju branży automotive. Sukcesywnie wzrastają też społeczne postawy proekologiczne i aprobata dla samochodów elektrycznych. Można się również spodziewać, że wyznaczony przez Unię Europejską cel redukcji emisji CO2 w znacznym stopniu przyśpieszy przechodzenie z napędu spalinowego na elektryczny. Należy także oczekiwać, że i nasz kraj weźmie aktywny udział w marszu ku elektromobilności.
Wydaje się jednak, że przynajmniej w przypadku Polski (mimo wielkich ambicji rządzących) inwestycja w cały łańcuch wartości nie okazała się najlepszą strategią. Warto zastanowić się nad optymalnym dla Polski modelem rozwoju sektora elektromobilności, bo jak się okazuje same szumne zapowiedzi na wiele nie wystarczą.
Jacek Leszczyński