Tesla: Auto budoucnosti?

tesla

[Header = Intro]

"Za 50 let se podíváme zpět na spalovací motor a uvidíme ho jako obrovský anachronismus, jako je parní lokomotiva. “Prohlašuje Elon Musk, softwarový podnikatel, který se stal průkopníkem v energetice, který prodal PayPal společnosti eBay za 1,5 miliardy dolarů. Od té doby vložil velkou část výnosu do první americké americké automobilové společnosti Tesla Motors. Železná souvislost spalovacího motoru a benzínu vládla v Detroitu po století a stoupenci jako Tesla se nedaří dobře. „Poslední úspěšné spuštění automobilu v Americe bylo před 100 lety,“ poznamenává Musk. Přesto si myslí, že nastal čas na změnu.

Detroitu se chystá technologická diskontinuita ještě více rušivá než příchod osobního počítače před třemi desítkami let: nárůst elektrického pohonu. Dnes elektronika tvoří téměř čtvrtinu nákladů na auto a do roku 2010 si odborníci myslí, že by mohla dosáhnout 50 procent. Elektrifikace začala jednoduchými věcmi, jako jsou CD přehrávače a vyhřívání sedadel, postupující k jednotlivým systémům, jako jsou elektronické kotoučové brzdy a palubní diagnostika. Dnes však nejmodernější vůz typu BMW 7 obsahuje více než dva tucty vzájemně propojených počítačových systémů a desítky inteligentních čipů a obvodů. Díky dramatickému pokroku v bateriích a výkonové elektronice mohou vozy hromadného trhu dostat skok do plného elektrického režimu.

Příchod Tesly živě zachycuje dvojité cesty alternativních paliv a alternativních technologií, které společně otřásají světem aut. Jednoduše řečeno, jak šťáva, tak i jalopy se radikálně transformují. Znamená to významný odklon od minulosti, kdy inženýři hledali stříbrnou střelu v jednom alternativním palivu. Pravda však je, že benzínové motory na automobily jsou příliš dobré na to, co dělají, aby je nahradila jakákoli technologie paliva nebo motoru. Proto se musí oba změnit – a proč budoucnost patří do vzrušujícího portfolia alternativ.

Na jedné straně alternativní paliva vyžadují přilnavost benzínu. Elektřinu, ethanol, vodík a dokonce i účinnost lze považovat za konkurenční „paliva“ vytlačující benzín. Sama alternativní paliva však sama o sobě nestačí k přerušení světové závislosti na ropě, vzhledem k její síle výkonu. Zvažte Toyota Prius. Inovativní hybridní elektrický pohon automobilu výrazně zvyšuje spotřebu paliva, a tak využívá alternativní palivo účinnosti. I kdyby však Priuses vyměnil každý z amerických automobilů přes noc – zdánlivě zelenou utopii – stále bychom trpěli místním a globálním znečištěním a zůstali by závislí na ropě. Koneckonců, plyn udržuje Prius v chodu, když je jeho baterie téměř vybitá.

Vykopnutí ropného zvyku vyžaduje i elektrifikaci žaludku. Základy automobilové výroby se mění od přístupu mastnoty a špíny k přístupu, který považuje celé auto za dokonalé elektronické zařízení. Elektrifikace je důležitá, protože má potenciál najednou vyrovnat tyčící se překážky pro vstup do automobilového průmyslu, které pomohly podpořit Detroitovy dinosaury.

Elektrická auta však nezaručují, že nahradí jejich protějšky na plyn. Elektrická auta nesporně snižují spotřebu oleje; a studie ukazují, že jsou ekologičtější než automobily poháněné plynem, i když běží na elektřinu získanou z uhlí. Ale vše, co bylo řečeno, auta, která vyžadují poplatek za noc, nejsou tak pohodlná jako auta, která potřebují pouze stříkající plyn.

Jinými slovy, cesta před námi je plná vidliček – ale jak to řekl velký Yogi Berra: „Když vidíte na silnici vidličku, vezměte ji."

DALŠÍ: Flex-fuel vehicles >

[Header = Flex-fuel vehicles]

Musí se zařadit mezi nejméně pravděpodobné konverze v historii: prezident Bush je ropný muž, dlouholetý Texan a reformovaný alkoholik. Prezident však ve svém projevu o stavu Unie v roce 2006 uvedl, že Amerika je „závislá na ropě“ a trumfla ve ctnosti alternativy ve formě etanolu. Bush vyzval k rozsáhlému rozšíření zemědělského průmyslu na bázi plodin. Soustředil se na celulosový ethanol, méně energeticky náročné a méně znečišťující biopalivo vyrobené z tvrdého rostlinného materiálu. Celulosový ethanol, řekl, by mohl být komerční do šesti let. Šťáva z automobilového průmyslu z budoucnosti byla zdánlivě vyhlášena.

Celulosový ethanol, kdykoli přijde, by mohl potenciálně omezit naši závislost na oleji. Desítky firem, včetně zemědělsko-obchodních gigantů, chemických společností a začínajících biotechnologií, nyní zuřivě pracují na přesunu této technologie z laboratoře na trh. General Motors (GM) letos oznámila, že investuje do slibného výrobce celulózo-ethanolu Coskata. (Firma je již podporována legendárním rizikovým kapitalistickým investorem Silicon Valley, který se stal zeleným investorem, Vinodem Khoslou.) Přesto, Bushův optimismus, i přesto by komercializace mohla být mnoho let pryč.

V USA již existuje 5 milionů flexibilních paliv (tzv. Flex-fuel) s motory naladěnými na benzín nebo ethanol. Celá léta to byl běžný vtip v Detroitu: Carmakers je přiměl, aby shromažďovali kredity, které by jim umožnily snadné na standardech úspory paliva. Mnoho milionů, kteří vlastní vozy na flexibilní palivo, ani neví, že si je koupili. Ale politický tlak Bushe a širší rozmach biopaliv to změnil. GM tuto novou vážnost o ethanolu trumfl reklamní kampaní zahájenou během Super Bowl v roce 2006, která povzbuzovala řidiče, aby „zbarvili“ (jako v barvě kukuřice). Vůdci Detroitu nyní slibují, že rychle zdvojnásobí výkon vozů s pohonnou hmotou.

Ethanol se v současné době mísí v benzinu v malém množství. Zelenější verze se nazývá E85, protože její směs je 85 procent ethanolu a pouze 15 procent benzínu. Americký kukuřičný ethanol však vyžaduje hodně energie a hnojiv na bázi ropy, aby se dostal na trh. Je mnohem méně účinný než jeho brazilský protějšek vyrobený z cukrové třtiny. Dokonce i zelení se obávají velkého množství ethanolu kvůli pesticidům a erozi půdy, které by jej pravděpodobně doprovázely.

Jiní lidé dali své naděje na bionaftu, biopalivo vyrobené z různých plodin, které lze přimíchat do konvenční motorové nafty. Country zpěvák Willie Nelson jede v Mercedesu poháněném vlastní značkou biopaliva BioWillie, která je vyrobena z rostlinného oleje. Konkurenční směsi používají sójové boby, hroznové víno, trávu a dokonce i odpadky a krůtí tuk.

Biopalivo má dvě hlavní výhody. Zaprvé, politici rádi rozdávají dotace politicky silným farmářům na Středozápadě a paliva na bázi plodin poskytují další příležitosti pro takové letáky. Za druhé, biopalivo nepotřebuje okamžitě novou infrastrukturu pro podporu jeho zavádění. Někteří však znepokojují rostoucí využívání monokulturních plodin k výrobě biopaliv – lidé se obávají, když uvidí malajské a indonéské deštné pralesy, aby udělali cestu pro plantáže palmového oleje. Ethanol, na druhé straně, může být míchán do benzínu v menších koncentracích a existující ropné rafinerie mohou podporovat výrobu. Ale právě z těchto důvodů by tato paliva mohla udržovat závislost světa na neudržitelných palivech na bázi plodin a oleji místo toho, aby ukončila závislost na obou.

Pokud mají být alternativy založené na plodinách pro usnadnění naší závislosti na ropě, potřebujeme celostátní síť čerpacích stanic nabízejících směsi s vysokými koncentracemi ethanolu. Vytvoření takové obrovské infrastruktury nebude snadné, vzhledem k tomu, že pouze několik tisíc amerických odhadovaných 170 000 čerpacích stanic nyní nabízí E85. Čistší dieselové motory a lepší spalovací motory budou nabízet jako alternativy, ale jsou to v podstatě inkrementální technologie, které hájí oprávněné zájmy ropy. Takže i když existuje spousta šťávy k argumentu o šťávě, v případě žaludku je toho víc.

DALŠÍ: Inteligentní elektronika >

[Header = Smart electronics]

Radikální skok vpřed v automobilovém průmyslu začne jeho sbližováním s inteligentní elektronikou. Auto budoucnosti bude zapojeno – nebo, pokud máte satelitní připojení, vaše dokonalé bezdrátové příslušenství. Před třiceti lety představovala elektronika pouze asi 110 dolarů z nákladů na materiály v autě – asi 5 procent. Dnes, za 1 400 až 1 800 $, různá elektronická zařízení zvyšují až 20 procent nákladů na materiály. Odborníci v oboru však předpokládají, že elektronika nyní představuje až 90 procent inovací. Tradiční karburátor byl o něco víc než kbelík na nalití plynu do každého válce. Dnešní jemně kalibrované vstřikovací systémy fungují jako kosmické rakety ve srovnání.

První z novinek jsou inteligentní elektronika, která umožňuje běžnému spalovacímu motoru běžet na alternativních palivech přepravovaných na palubě v samostatných nádržích. Brazílie zdokonalila tuto technologii flex-fuel původně vynalezenou v Detroitu. Přibližně 80 procent nových brazilských automobilů může jezdit na etanol nebo benzín. Ve skutečnosti brazilští řidiči obvykle obracejí palivo mezi palivy, na jejichž základě je v daný den levnější. BMW také vyvinulo spalovací motor, který běží na benzín nebo vodík.

Hybridy jsou další revoluční inovací. Nabízejí obrovské zvýšení účinnosti spalovacího motoru tím, že ropa vydrží déle. Vzhůru nohama – skutečně skutečný význam – hybridu je to, že zahrnuje všechna přírůstková vylepšení motorů s vnitřním spalováním a zároveň přispívá k dalšímu pokroku. Lehčí baterie a kompaktnější, lehčí řídicí elektronické systémy vyvinuté pro hybridy připravují cestu pro elektromobily s palivovými články v budoucnosti.

Zajímavé je, že zatímco hlavní automobilový průmysl postupuje kupředu s hybridy jako Prius – elektrifikovaná auta, která se nezapojují do zdi – skupina nerdy, ale vlivných nadšenců v Kalifornii se vrhá do jiné automobilové budoucnosti, která využívá hybridní technologii pouze jako výchozí bod. Poznávací značka Grega Hanssena na jeho Toyota Prius zní „100 MPG“. Otevřete záda a uvidíte jeho tajemství: obyčejná elektrická zástrčka. Hanssen pronikl do softwaru Prius a vybavil vůz větší, robustnější baterií. Výsledkem je vozidlo, které lze použít k téměř čisté jízdě na baterie. V případě vybití baterie je stále vybaven plynovým motorem, ale v opačném případě lze baterii dobít přes noc. Zapojení během večera znamená levné sazby elektřiny mimo špičku, což snižuje náklady na palivo o 75 procent.

DALŠÍ: Bateriové bariéry >

[Header = Bateriové bariéry]

Namísto nikl-metal-hydridové baterie, kterou Toyota používá, se Hanssen rozhodla pro špičkovou lithium-iontovou technologii nalezenou v laptopových bateriích. Také se pohrával se softwarem společnosti Toyota, aby zabránil vhození benzínového motoru, dokud vůz nedosáhne vysokých rychlostí. V autě Hanssen poskytuje baterie až tři čtvrtiny celkového výkonu při 55 km / h. A jeho upravený Prius dokáže udělat asi 30 mil v plně elektrickém režimu, ve srovnání s méně než 2 km pro normální Prius. Hanssen a podobně smýšlející aktivisté vrhli Toyotu do akce tím, že šlehali tolik pozornosti médií a zdivočili dožadování se plug-inů. Společnost nyní slibuje plug-in hybridy během několika let – tvrzení, že GM se odráží ve svém velkém marketingovém tlaku na plug-in Chevy Volt, který podle automobilky tvrdí, že do roku 2010 zasáhne americké silnice.

Příběh příběhu spočívá v tom, že o tom, jak bude auto budoucnosti vypadat, rozhodnou baterie (více o lithium-iontových bateriích viz strana 39). Na severoamerickém mezinárodním autosalonu začátkem roku 2008 byly hlavní hybridy plug-in. Společnosti GM a Toyota oznámily agresivní plány, jak do pěti let vydat své domácí verze této technologie. Jeden zásadní rozdíl mezi těmito dvěma firmami byl zjevný: GM plánuje použití sexy lithium-iontové technologie – stejně jako motory Hanssen a Tesla – zatímco Toyota se drží lepidla s hydridem niklu. A to i přesto, že lithiové baterie slibují větší dosah. Důvodem Toyota je, že lithiová technologie stále není testována v bitvě, jak zjistila společnost Tesla: Tesla původně plánovala spuštění koncem roku 2007, ale problémy spojené s bateriemi a výrobním procesem vedly ke zpoždění. Společnost GM se stále rozvíjí a investuje do firem s lithiovými bateriemi, jako je MIT spinoff A123. Na rozdíl od GM má Toyota dlouhou historii neúspěšných a nadměrných dodávek.

Když se plug-in rozjetý vůz skutečně rozvalí, bude to více než snížit spotřebu oleje. Může také vyhodit oligopolní ropu a auto do století a zničit velkou zeď oddělující elektrický a automobilový průmysl. Jakmile se auta mohou připojit k rozvodné síti, aby převzaly energii, měly by být schopné vrátit energii zpět také do sítí. Google.org, charitativní skupina gigantu vyhledávače, představila v polovině roku 2007 projekt „vozidlo-mřížka“. Plánuje se umístit přesně takovéto svižné plug-in automobily na silnici v naději, že dojde ke změně. Tuto velkou konvergenci předpovídal energetický guru Amory Lovins, který si myslí, že superzelený HyperCars bude nakonec poháněn palivovými články.

DALŠÍ: Palivové články měnící hru >

[Záhlaví = palivové články měnící hru]

Palivové články jsou stále častěji vnímány jako součást řešení více než jen progresivními mysliteli nebo společnostmi mimo Velkou trojku. Výkonný předseda Ford Motor Company Bill Ford předpověděl, že „palivové články skončí stoletou vládu spalovacího motoru.“ A Larry Burns, viceprezident pro výzkum, vývoj a strategické plánování v GM, byl jedním z prvních v průmysl, aby rozhodně přistoupil k názoru, že jednoho dne nahradí elektrický automobil s palivovými články plynový guzzler. Jeho zdůvodnění je jednoduché: Automobilový průmysl závisí na ropě; tato závislost vede ke globální volatilitě, politickému riziku a emisím skleníkových plynů. Jako část z 2,5 miliardy nových lidí očekávaných ve světě do roku 2050 přijme automobil, Burns věří, že práci budou provádět pouze elektrická vozidla na vodíkové články, aniž by zničila planetu. (Tyto články by kombinovaly vodíkové palivo s kyslíkem ze vzduchu a vytvářely elektřinu, která může pohánět notebook, dům nebo SUV. Vodík může být vyráběn buď z uhlovodíkového paliva, jako je zemní plyn, nebo rozdělením vody na elektřinu.) Pokud vodík je vyroben z obnovitelných zdrojů nebo z jaderné energie, pak tyto automobily neprodukují žádné plyny z globálního oteplování – jediná věc, kterou vydávají, je pitná voda.

Kdykoli se objeví vhodná síť čerpacích stanic s vodíkem, GM má v úmyslu být připravený vydělat miliony svých revolučních voltů za ceny, které si mohou dovolit běžní Američané. S ohledem na to, že ropní giganti pomalu budovali vodíkovou síť, prosadil zelený kalifornský guvernér Arnold Schwarzenegger plán s rozvinutím vodíkové infrastruktury z Tijuany do Vancouveru. Je-li Toyota zajíc, který s Prusem dopadá dopředu, mohl by GM být želva jednoho dne a v dlouhodobém horizontu vyhrát s vozem s palivovými články.

Později v tomto roce zasáhne první otevřená dálnice první flotila těchto plně elektrických Tesla Roadsters. Dvouletá čekací listina a počáteční cena 100 000 $ ji činí jako masový trh neúnosnou. Ale kouřící horký dvoumístný sportovní vůz zrychluje z nuly na 60 mil za hodinu během pouhých čtyř sekund – rychleji než Ferrari. Stejně působivý je fakt, že může cestovat 250 mil za jednodenní poplatek z domácího 240 V zásuvky (nikoli veřejných nabíjecích stanic vyžadovaných předchozí generací elektrických automobilů). Díky použití pokročilých lithium-iontových baterií a lehké karoserii z uhlíkových vláken dostane Roadster ekvivalent 135 mil na galon benzínu. Neblikejte, nebo vám bude chybět.

Co vám však nemůže uniknout, je toto: Skvělá celosvětová rasa pohánějící vůz budoucnosti je zapnutá. Mezi konkurenčními firmami v oblasti pohonných hmot a motorů musí být spousta poražených, ale mohou tu být i překvapující vítězi. Možná i oživující Detroit. Ještě důležitější je, že inovace a kreativní destrukce, které přijdou, slibují osvobození automobilu od tyranie ropy a vytvoření chladného, ​​čistého automobilu budoucnosti.

DALŠÍ: Vzrušující časy dopředu >

[Header = Vzrušující časy dopředu]

Přestože je před námi mnoho překážek, nárůst investic do čistějších paliv a motorů je vzrušující než cokoli, co automobilový průmysl viděl od přelomu 20. a 20. století. Neexistuje jediná odpověď na drastické zlepšení dnešní spotřeby paliva a snížení emisí plynů z globálního oteplování. Lehká vozidla, vyspělé dieselové a benzínové motory, hybridní benzín-elektrická technologie, výkonné nové lithium-iontové baterie a biopaliva budou hrát určitou roli. Například můžete dnes jít na prodejce automobilů a koupit si více než tucet hybridních-elektrických vozů, od původních superstarů Prius po luxusní hybridní motory Lexus až po několik velkých SUV. Můžete získat několik modelů amerických středně velkých sedanů a pick-upů ve verzích flex-fuel, které běží na etanol; a pokud se necítíte dostatečně zaplaveni pro Tesla’s Roadster, počkejte několik let, než jejich druhý model, přezdívaný White Star, zavře montážní linku v Novém Mexiku – společnost tvrdí, že rodinný elektrický sedan přijde za poloviční cenu sportovního modelu. Ve vzdálenější budoucnosti by se náklady na vodík mohly snížit natolik, aby úplně skončila dominance spalovacího motoru.

Promyšlená přeměna šťávy a žaludku nám pomůže zachovat mobilitu a svobodu, které jsou nejstaršími ašpirácemi v této zemi nekonečných hranic – i když nám to pomáhá splnit moderní ambice zachování našeho životního prostředí pro budoucí generace. Cesta před námi bude nepochybně mít nějaké hrboly a vidličky, ale je zde každý důvod si myslet, že svět bude dál jezdit.

Příběh Vijaye V. Vaitheeswaran. Tento článek se původně objevil v roce 2007Spoustav březnu 2008.

Copyright Environ Press 2008

CS.AskMeProject