«Συμβολή των Ηλεκτρικών Οχημάτων στην Ενεργειακή Αποδοτικότητα»

«Συμβολή των Ηλεκτρικών Οχημάτων στην Ενεργειακή Αποδοτικότητα» Δρ Γιώργος Αγερίδης Μηχανολόγος Μηχανικός Πρόεδρος ΕΛ.ΙΝ.Η.Ο. Ελληνικό Ινστιτούτου Ηλεκτροκίνητων Οχημάτων URL: www.heliev.gr e-mail: info@heliev.gr

Μερικές καθημερινές καταστάσεις σε πολλές πόλεις.

Τα αυτοκίνητα κατακλύζουν τη Γη

Και χρειάζονται πολλά καύσιμα

Από τα οποία εκπέμπονται καυσαέρια

Πεκίνο Λος Άντζελες Που επιβαρύνουν το περιβάλλον

Ακόμη και αν επιτευχθούν όλες οι δυνατότητες για αποδοτική σχεδίαση και χρήση σε όλο το εύρος των οχημάτων, θα πρέπει και πάλι αυτά τα οχήματα να τα τροφοδοτήσουμε με καύσιμα ή ισχύ με καλύτερους και φθηνότερους τρόπους από το πετρέλαιο. Διότι

Ενεργειακή κατανάλωση ανά τομέα και πηγή ενέργειας, στιςηπαγιαταέτη1982 και 2012 Συνολική κατανάλωση το 1982 = 73,1 τετράκις εκατομμύρια Btu Συνολική κατανάλωση το 2012 = 95,1 τετράκις εκατομμύρια Btu Στον τομέα των μεταφορών: Πετρέλαιο: 1982: 96,7% 2012: 92,8% Α.Π.Ε.: 1982: 0,1% 2012: 4,4% Φυσικό αέριο: 1982: 3,2% 2012: 2,9% (Πηγή: Vehicle Technologies Office, Fact #792 August 12, 2013)

Δηλαδή για το Πετρέλαιο στον τομέα των μεταφορών των ΗΠΑ: 1982 2012 ή ή 19,08 τετράκις εκατομμύρια Btu 26,63 τετράκις εκατομμύρια Btu ή 480 εκατομμύρια toe 672 εκατομμύρια toe ή 3,43 δισεκατομμύρια βαρέλια 4,80 δισεκατομμύρια βαρέλια Το 2011 η παγκόσμια παραγωγή πετρελαίου ήταν: 32 δισεκατομμύρια βαρέλια που σημαίνει: 1920 2700

τέτοια καράβια

Η κατάσταση, όμως, αυτή αυξάνει τη ρύπανση και οδηγεί τον πλανήτη Γη στην αλλαγή του κλίματος, στο οποίο εμφανίστηκε και αναπτύχθηκε ο ανθρώπινος πολιτισμός.

Κλιματική αλλαγή -1

Κλιματική αλλαγή -2

Κλιματική αλλαγή -3

Έτσι, τα αναπτυγμένα κράτη επιδιώκουν πλέον την αύξηση της χρήσης εναλλακτικών καθαρών καυσίμων στον τομέα των μεταφορών: για να περιορίσουν την εξάρτηση του ζωτικού κλάδου των μεταφορών από τα ορυκτά καύσιμα, για να αξιοποιήσουν αποδοτικότερα εγχώριες πηγές ενέργειας, για να συμβάλλουν στον περιορισμό των αιτίων που οδηγούν στην κλιματική αλλαγή, και για να τονώσουν την καινοτομία και την ανάπτυξη νέων επιχειρηματικών και εμπορικών κλάδων.

Ηηλεκτροκίνηση Η ηλεκτροκίνηση ήταν η αρχή της αυτοκίνησης, ενώ σήμερα αποτελεί το Άγιο Δισκοπότηρό της. Όλες οι εξελίξεις της τρέχουσας τεχνολογίας στον τομέα των μεταφορών συμβάλλουν στη γενικευμένη χρήσης του ηλεκτρικού κινητήρα για την κίνηση των οχημάτων. Η γενίκευση της ηλεκτροκίνησης αποτελεί μονόδρομο, ανεξάρτητα από τον χρονικό ορίζοντα επίτευξής της.

Ηηλεκτρικήενέργεια Αποτελεί την καθαρότερη μορφή ενέργειας που διαθέτει σήμερα η ανθρωπότητα. Παράγεται από κάθε είδους καύσιμη ύλη αλλά και από την εκμετάλλευση των φυσικών δυνάμεων όπως ο άνεμος, οι υδατοπτώσεις, τα κύματα, η ηλιακή ενέργεια. Σημαντική συνεισφορά έχει και η πυρηνική ενέργεια. Μεταφέρεται εύκολα, μετασχηματίζεται στην επιθυμητή μορφή επίσης εύκολα και η διαχείριση της από τον εκάστοτε χρήστη είναι εύκολη, ταχύτατη, αποτελεσματική και δεν απαιτεί ακριβά και ογκώδη συστήματα ελέγχου.

Οηλεκτρικόςκινητήρας Είναι το αποδοτικότερο μέσο μετατροπής ενέργειας σε μηχανικό έργο το οποίο διαθέτει σήμερα η ανθρωπότητα. Είναι μικρός, ελαφρύς, δεν απαιτεί συντήρηση και μπορεί να τοποθετηθεί και να λειτουργήσει σε κάθε θέση και κάτω από δυσμενείς συνθήκες περιβάλλοντος. Έχει χαμηλό κόστος και εύκολη κατασκευή, δεν χρειάζεται περιφερειακούς μηχανισμούς, τηλεχειρίζεται εύκολα και ελέγχεται απόλυτα με χαμηλού κόστους μετρητικά συστήματα και συστήματα προστασίας.

Αλλά Το ηλεκτροκίνητο όχημα χρειάζεται ηλεκτρική ενέργεια η οποία θα πρέπει να αποθηκεύεται σε αυτό γρήγορα και σε ικανή ποσότητα για την κάλυψη των αναγκών του χρήστη, ακριβώς όπως αυτό γίνεται σήμερα με τα συμβατικά καύσιμα. Αυτή η απαραίτητη προϋπόθεση δεν έχει ακόμα ικανοποιηθεί πλήρως, παρά το γεγονός ότι βιώνουμε μια τεράστια παγκόσμια προσπάθεια εξασφάλισής της στο άμεσο μέλλον. Η ηλεκτρική ενέργεια ρέει προς την επί του οχήματος αποθήκη (συσσωρευτής) με μικρότερους ρυθμούς από εκείνους της ενέργειας των συμβατικών καυσίμων, ενώ η χωρητικότητα σε ενέργεια της αποθήκης ηλεκτρικής ενέργειας είναι πολύ μικρότερη από τη χωρητικότητα σε ενέργεια της δεξαμενής των συμβατικών καυσίμων, παρά το ότι το κόστος και το βάρος της είναι πολλαπλάσια.

Όμως είναι απλώς θέμα χρόνου το πρόβλημα αυτό να επιλυθεί και τότε είναι βέβαιο ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα κατακλύσουν τις αγορές. Οι συσσωρευτές εξελίσσονται ταχύτατα, γίνονται ολοένα και φτηνότεροι, ενώ ταυτόχρονα αυξάνει η κατά μονάδα όγκου και βάρους τους αποθηκευτική ικανότητά τους. Μια μέθοδος επίλυσης αυτού του προβλήματος μπορεί να αποδειχθεί ότι είναι και η επί του οχήματος αποθήκευση Υδρογόνου και η εν συνεχεία, επίσης επί του οχήματος, παραγωγή της αναγκαίας ηλεκτρικής ενέργειας για την κίνησή του.

Αλλά ποια είναι «ηλεκτρικά οχήματα»; Στον γενικό όρο εντάσσονται τα μεταφορικά μέσα σταθερής τροχιάς (τρένα, μετρό), τα συνδεδεμένα οχήματα (τρόλεϊ) και τα οχήματα με πλήρη ελευθερία κίνησης. Διεθνώς, όταν λέμε «ηλεκτροκίνηση» και «ηλεκτρικά αυτοκίνητα», αναφερόμαστε στην τρίτη κατηγορία οχημάτων. Το ΕΛ.ΙΝ.Η.Ο. προώθησε στην Ελλάδα την πρόταση (που έγινε αποδεκτή) που προωθείται και σε άλλες χώρες, σύμφωνα με την οποία στην κατηγορία των ηλεκτρικών αυτοκινήτων εντάσσονται: άμεσα: τα επαναφορτιζόμενα από το δίκτυο υβριδικά αυτοκίνητα (P.H.E.V. plug-in hybrid electric vehicles), τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με συσσωρευτές που επαναφορτίζονται από το δίκτυο (B.E.V. battery electric vehicles), και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με συσσωρευτές και ηλεκτροπαραγωγική μονάδα (E.R.E.V. extended range electric vehicles) ενώ αργότερα, και όταν βγουν στην αγορά: τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με κυψέλες καυσίμου (F.C.E.V. fuel cells electric vehicles)

Κινητήρας ΜΕΚ ή Μηχανή Εσωτερικής Καύσης Internal Combustion Engine ICE Ηεπί20 και πλέον χρόνια εφαρμογή των ηλεκτρονικών στο αυτοκίνητο, οδήγησε στα υβριδικά που επί μία 10ετία αποτέλεσαν τον προπομπό για τα ηλεκτρικά οχήματα.

Υβριδικά Ηλεκτρικά Οχήματα Hybrid Electric Vehicles (HEVs) Η International Electrotechnical Commission (ICE) χαρακτηρίζει ως υβριδικό το όχημα στο οποίο η ενέργεια κίνησης, κατά τη διάρκεια των λειτουργικών του φάσεων, παρέχεται από δύο ή περισσότερες πηγές ή αποθήκες ενέργειας ή μετατροπείς ενέργειας. Γενικά ως Υβριδικά Ηλεκτρικά Οχήματα (HEVs) ορίζονται εκείνα στα οποία η μία από τις μορφές ενέργειας που αξιοποιείται για την κίνησή τους είναι η ηλεκτρική.

Επαναφορτιζόμενα από το δίκτυο Υβριδικά Ηλεκτρικά Οχήματα Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs) Τα Επαναφορτιζόμενα από το δίκτυο Υβριδικά Ηλεκτρικά Οχήματα είναι εφοδιασμένα με συστοιχία συσσωρευτών μεγάλης χωρητικότητας ικανής να τους επιτρέπει την κίνηση, ως αμιγώς ηλεκτρικά (BEV) μηδενικής ρύπανσης, για αρκετές δεκάδες χιλιομέτρων, όπως επίσης και με κατάλληλη ηλεκτρική υποδοχή για σύνδεση με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, προκειμένου να φορτίζουν απευθείας από αυτό, πέραν και πλέον του υπάρχοντος συστήματος φόρτισης από την κινητική ενέργεια.

Ηλεκτρικά Οχήματα με Συσσωρευτές Battery Electric Vehicles (BEVs) Ηλεκτρικά οχήματα που κινούνται αποκλειστικά με την ηλεκτρική ενέργεια των συσσωρευτών τους, δεν έχουν εφεδρική πηγή καυσίμου και φορτίζουν τους συσσωρευτές τους απότοδίκτυο.

Ηλεκτρικά Οχήματα με Συσσωρευτές και Ηλεκτροπαραγωγική Μονάδα Extended-Range Electric Vehicles (EREVs) Είναι ηλεκτρικό όχημα που κινείται με τους συσσωρευτές του για κάποιοαριθμόχιλιομέτρων. Στη συνέχεια και μέχρι να επαναφορτιστεί από το δίκτυο, μέσω ενός μικρού κινητήρα εσωτερικής καύσης, με συμβατικό ή εναλλακτικό καύσιμο, και μιας ηλεκτρικής γεννήτριας παρέχεται επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια για τα επόμενα χιλιόμετρα, αυξάνοντας την αυτονομία κίνησης του οχήματος.

Ηλεκτρικά Οχήματα με Κυψέλες Καυσίμου Fuel Cells Electric Vehicles (FCEVs) Ηλεκτρικά οχήματα που κινούνται με την ηλεκτρική ενέργεια που παράγει η μονάδα κυψελών καυσίμου (fuel cells) του οχήματος. Διαθέτουν και συσσωρευτές αποθήκευσής της. Η μονάδα αυτή λειτουργεί με καθαρό υδρογόνο, που αποθηκεύεται στο όχημα, και οξυγόνο που λαμβάνεται από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Από την χημική αντίδραση βγαίνει καθαρό νερό.

Πλεονεκτήματα & Μειονεκτήματα Τα πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι περισσότερα από τα μειονεκτήματά τους, τα οποία με την εξέλιξη της τεχνολογίας, μειώνονται συνεχώς: Οι πολίτες αποκομίζουν: χαμηλό κόστος λειτουργίας, χαμηλό κόστος συντήρησης, καλύτερη σχέση διανυόμενης απόστασης προς κόστος «καυσίμου», αξιόπιστη λειτουργία, αφού ο ηλεκτροκινητήρας έχει λίγα κινούμενα μέρη και είναι περισσότερο αποδοτικός από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Η κοινωνία υπό τη μορφή δομημένου περιβάλλοντος, πόλης ή οικισμού επωφελείται από τη: μειωμένη ρύπανση, λόγω απουσίας καυσαερίων, στο αστικό περιβάλλον, μειωμένη ή ανύπαρκτη ηχορύπανση, δυνατότητα ανάπτυξης νέων μοντέλων αστικής κινητικότητας, όπως το κοινόχρηστο αυτοκίνητο (car sharing).

πλεονεκτήματα (2/3) Το κράτος (η χώρα), με σημαντικές δυνατότητες για: καλύτερη διαχείριση φυσικών πόρων για τις μεταφορές, αυξάνοντας την αντίστοιχη ενεργειακή αποδοτικότητα, απεξάρτηση (ή μείωση της εξάρτησης) από εισαγωγές ορυκτών καυσίμων, καλύτερη διαχείριση του δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας με τον πληρέστερο έλεγχο της ευστάθειάς του, δυνατότητα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, ανάπτυξη της καινοτομίας, ανάπτυξη νέων προϊόντων και βελτίωση της ανταγωνιστικότητάς του, δημιουργία νέων θέσεων εργασίας. Οκόσμος(ο πλανήτης Γη) με τη: μειωμένη ατμοσφαιρική ρύπανση και συμβολή στην ανάσχεση του φαινομένου του θερμοκηπίου, δημιουργία νέων αγορών και προϋποθέσεις για οικονομική ανάκαμψη.

Οι επιχειρηματίες και οι επενδυτές: πλεονεκτήματα (3/3) παραγωγή νέων προϊόντων τα ηλεκτρικά οχήματα δημιουργούν μια νέα αγορά, παραγωγή συστημάτων και υποσυστημάτων σε τοπικό επίπεδο για την υποστήριξη της νέας αγοράς, ανάπτυξη νέων τομέων επιχειρηματικότητας, όπως δίκτυα διαχείρισης σταθμών φόρτισης, δίκτυα κοινόχρηστων αυτοκινήτων (car sharing) ή «πράσινου» τουρισμού (green tourism), αξιοποίηση της χρήσης στόλων ηλεκτρικών αυτοκινήτων για μείωση λειτουργικών εξόδων και προβολή σε θέματα εταιρικής κοινωνικής ευθύνης (Ε.Κ.Ε.), ως νέα αγορά έχει κινδύνους (ρίσκα), αλλά και ενδιαφέρον και αυξανόμενη δημοφιλία, δημιουργώντας σημαντικές προοπτικές, ως νέα αγορά, οι πρώτες επιχειρηματικές προσπάθειες θα μπορούν να αξιοποιήσουν κίνητρα, φοροαπαλλαγές και χρηματοδοτήσεις στην Ελλάδα υπάρχουν μόνο κάποιες φοροαπαλλαγές, αλλά είναι υπό εξέταση προκηρύξεις χρηματοδοτήσεων στο νέο ΕΣΠΑ.

μειονεκτήματα Στα μειονεκτήματα των ηλεκτρικών αυτοκινήτων περιλαμβάνονται: Η περιορισμένη ακτίνα δράσης τους, λόγω της περιορισμένης χωρητικότητας των συσσωρευτών τους σε ενέργεια, και Η μεγάλη διάρκεια φόρτισης των συσσωρευτών, σε σύγκριση με το χρόνο ανεφοδιασμού των θερμικών αυτοκινήτων με υγρά ή αέρια καύσιμα.

Ηλεκτροκίνηση και «έξυπνες πόλεις» Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα αποτελούν κύριο συστατικό των έξυπνων πόλεων και καλύπτουν όλο τα φάσμα των μετακινήσεων σε αυτές. Η ενσωμάτωσή τους στην πόλη βελτιώνει την ευστάθεια του δικτύου, όταν τα οχήματα επαναφορτίζονται σε ώρες μειωμένης κατανάλωσης, όπως τις βραδινές ώρες, ενώ συμβάλλουν στην ευρύτερη αποκέντρωση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με τον συνδυασμό (περισσότερων) συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και εγκαταστάσεων φόρτισης. Χαρακτηριστικές εφαρμογές του συνδυασμού αυτού είναι η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων στα στέγαστρα υπαίθριων σταθμών στάθμευσης αυτοκινήτων. Τέλος, μέσω των η/α και κατά το στάδιο της επαναφόρτισής τους, γίνεται εύκολα εφικτή η συγκέντρωση στατιστικών δεδομένων κινητικότητας στον αστικό ιστό, ώστε να σχεδιάζεται και να βελτιώνεται ο συγκοινωνιακός σχεδιασμός των πόλεων, καθώς και ο χωρατακτικός σχεδιασμός των δραστηριοτήτων και των χρήσεων γης.

Συμπεράσματα Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα αποτελούν πλέον μια πραγματικότητα και η ευρύτερη χρήση τους συμβάλλει στην αντιμετώπιση σημαντικών σύγχρονων προβλημάτων τοπικού και παγκόσμιου ενδιαφέροντος: Βελτίωση του περιβάλλοντος και άμβλυνση της κλιματικής αλλαγής Ελαχιστοποίηση της σπατάλης φυσικών και οικονομικών πόρων Βελτίωση της άνεσης και της εξυπηρέτησης των καταναλωτών Ορθολογικοποίηση του κόστους μεταφορών και μετακινήσεων

Το Ελληνικό Ινστιτούτο Ηλεκτροκίνητων Οχημάτων ΕΛ.ΙΝ.Η.Ο.

Μετά την ίδρυσή του το 1991 είναι πλήρες μέλος: της Ευρωπαϊκής Ομοσπονδίας Ηλεκτροκίνητων και Υβριδικών Οχημάτων (AVERE) και κατά συνέπεια μέλος της Παγκόσμιας Ομοσπονδίας Ηλεκτροκίνητων Οχημάτων (WEVA). Ενώ η Διεθνής Ομοσπονδία Αυτοκινήτου (FIA) το αναγνωρίζει ως τον Εθνικό φορέα ανάπτυξης του μηχανοκίνητου αθλητισμού στην Ελλάδα με ηλεκτρικά, υβριδικά και εναλλακτικών καυσίμων αυτοκίνητα.

Το ΕΛ.ΙΝ.Η.Ο. συνεπές στον ιδρυτικό του στόχο: προωθεί την ηλεκτροκίνηση και γενικότερα τις καθαρές μεταφορές, προωθεί την επίλυση νομοθετικών, θεσμικών και διαδικαστικών θεμάτων, οργανώνει και υλοποιεί εκδηλώσεις σχετικές με την ηλεκτροκίνηση και την καθαρή κινητικότητα, και ενημερώνει κάθε ενδιαφερόμενο για τα συναφή θέματα.

Ευχαριστώ για την προσοχή σας