Poređenje potrošnje električnih automobila s benzincima i dizelašima često zna biti zbunjujuće. Dok se kod klasičnih automobila koristi mjera litara na sto kilometara, kod električnih vozila potrošnja se izražava u kilovatsatima (kWh). No šta ti brojevi zapravo znače i koliki je stvarni energetski ekvivalent potrošnje električnog automobila, izražen u gorivu koje koristimo decenijama? Ovakav proračun otkriva izuzetnu efikasnost električnog pogona, ali i razloge zbog kojih je doseg i dalje njihova najveća slabost.
Energija goriva – osnova za poređenje
Da bi se potrošnja mogla direktno uporediti, ključno je poznavati energetsku vrijednost goriva. Jedna litra benzina sadrži približno 8,9 kWh energije, dok je dizel, zbog veće gustoće, energetski bogatiji i sadrži oko 10 kWh po litri. Kada se ove vrijednosti primijene na prosječnu potrošnju električnih automobila, dobijaju se vrlo zanimljivi rezultati.
Primjera radi, štedljiv električni automobil koji troši oko 15 kWh na sto kilometara imao bi, preračunato u benzin, ekvivalentnu potrošnju od svega 1,69 litara na sto kilometara. U slučaju dizela, ta brojka bila bi još niža – oko 1,5 litara.
Čak i kod energetski zahtjevnijih modela, poput velikih i teških električnih SUV-ova koji troše oko 30 kWh na sto kilometara, poređenje je i dalje nepovoljno za motore s unutrašnjim sagorijevanjem. Takav automobil bi, energetski gledano, trošio ekvivalent od oko 3,37 litara benzina, odnosno približno tri litre dizela.
Gubici pri punjenju – realna slika potrošnje
Ipak, stvari nisu sasvim jednostavne. Energija koju automobil iskoristi za vožnju nije jednaka onoj koju povlači iz električne mreže. Tokom punjenja dolazi do neizbježnih gubitaka.
Prvi izvor gubitaka je pretvaranje struje. Električna mreža isporučuje izmjeničnu struju (AC), dok baterija pohranjuje istosmjernu (DC). Kod AC punjenja pretvorbu obavlja punjač ugrađen u automobil, dok kod brzog DC punjenja taj posao obavlja punjač izvan vozila. Nijedan od tih procesa nije potpuno efikasan, pa se dio energije uvijek gubi u vidu toplote.
Drugi važan faktor je upravljanje baterijom. Sistem za upravljanje baterijom stalno prati napon, temperaturu i stanje ćelija te ih balansira, što također troši određenu količinu energije, naročito pri visokim snagama punjenja ili punjenju do 100 posto.
Ako se u proračun uključe gubici od oko 15 posto, električni automobil koji u vožnji troši 15 kWh na sto kilometara zapravo iz mreže povlači oko 17,25 kWh. Njegov realni ekvivalent tada iznosi oko 1,94 litra benzina ili 1,73 litra dizela. Kod rastrošnijeg modela, koji iz mreže povuče 34,5 kWh, stvarna potrošnja odgovara ekvivalentu od oko 3,88 litara benzina, odnosno 3,45 litara dizela. Uprkos tim gubicima, električni pogon i dalje ostaje višestruko efikasniji.
Paradoks dosega – zašto su benzin i dizel i dalje u prednosti?
Ako su električni automobili toliko efikasni, postavlja se pitanje zašto je njihov doseg i dalje ograničen u poređenju s klasičnim vozilima. Odgovor leži u ogromnoj razlici u gustoći energije između fosilnih goriva i današnjih baterija.
Kilogram benzina ili dizela sadrži oko 10.000 Wh energije, dok kilogram savremene litij-ionske baterije može pohraniti svega između 160 i 250 Wh. To znači da fosilna goriva imaju i do četrdeset puta veću energetsku gustoću po kilogramu mase koju automobil nosi sa sobom.
Električni automobili taj zaostatak djelimično nadoknađuju izuzetno visokom efikasnošću. Motor s unutrašnjim sagorijevanjem iskorištava tek 25 do 40 posto energije goriva za pogon, dok se ostatak gubi kao toplota. Električni motor, s druge strane, postiže efikasnost veću od 90 posto.
Koliko je razlika u „koncentraciji energije“ velika, najbolje pokazuje sljedeći primjer: standardni rezervoar od 50 litara dizela sadrži oko 500 kWh sirove energije. Da bi se ista količina energije pohranila u bateriju današnje tehnologije, ona bi težila oko 2.500 kilograma, odnosno dvije i po tone. Iako dizelski automobil od tih 500 kWh iskoristi samo dio, upravo ta energetska zaliha omogućava mu veliki doseg – nešto što električni automobili s trenutnom tehnologijom još ne mogu postići bez drastičnog povećanja mase i cijene.