Hin eina sanna lausn? - Staða bílaiðnaðarins frá umhverfissjónarmiðum - Grein 2.

Stjórnandi með rétta framtíðarsýn er forsenda þess að bílaframleiðendur lifi af á því breytingarskeiði sem er í gangi núna. Stjórnandinn þarf að hafa mjög skýra mynd af næstu 10 til 20 árum og sæmilega hugmynd um framýróun næstu 50 ára.

Ástæðan er sú að breytingar á framleiðslu taka að lágmarki áratug að bera ávöxt. Þessi staðreynd kristallast á þessu augnabliki þegar horft er á bandaríska, evrópska og japanska bílaframleiðendur. Í Bandaríkjunum var lögð áhersla á stóra jeppa og pallbíla með kraftmiklar bensínvélar, eyðslan var algert aukaatriði. Japanir lögðu áherslu á þróun tvinnbíla og í Evrópu var áherslan lögð á þróun díselvélarinnar í þeirri von að geta lækkað eldsneytiseyðslu.

-
Rafbíllinn
Í upphafi bílaaldar keppti rafbíllinn við bensín, dísel og gufuaflsdrifna bíla um hylli almennings. Sú barátta tapaðist vegna þess að rafhlöðurnar (blý-sýru rafgeymar) höfðu engan vegin þá orkurýmd sem nauðsynleg var og bensín/dísel vélar unnu markaðinn. Það hefur löngum verið vitað að rafmótorinn er hin fullkomna vél fyrir bíla. Ástæðan er hið mikla snúningsvægi rafmótora, þeir eru hljóðlausir og svo til viðhaldsfríir. Með því að setja mótorana út í hjólin fæst aukið innanrými bílsins auk þess sem auðvelt er að hanna stöðugleikakerfi og spólvörn ofan á slíkan búnað.

Blþ-sýru rafgeymirinn er, eins og „blýið“ gefur til kynna, allt of þungur miðað við orkurýmd. Ótal tæknilegir möguleikar á endurhlaðanlegum rafhlöðum hafa verið skoðaðir í tímans rás, án árangurs. Það var ekki fyrr en í kringum 1990 sem múrarnir hrundu. Farsímar og fartölvur orsökuðu byltingu í þróun rafgeyma. Í kjölfarið komu kvikmyndatökuvélar, rafhlöðuborvélar og önnur handverkfæri og svo má lengi telja. Þessi bylting skapaði nýjan markað sem er óseðjandi á öflugri rafhlöður. Það kallar á meiri rannsóknir og enn betri rafhlöður í kjölfarið sem koma öllum til góða, ekki síst bíliðnaðinum sem þrátt fyrir 100 ára starf náði aldrei að koma skriðunni af stað.

Í kringum 1990 voru nickel-cadmium (NiCd) rafhlöður vinsælar en því miður er nickel málmurinn bæði sjaldgæfur og dýr og cadmium auk þess eitrað efni. Einnig er hætta á minnislagi í þessum rafhlöðum sem rþrir virkni þeirra.

Næsta kynslóð var nickel-metal-hydride (NiMH). Kostirnir voru meiri orkuþéttleiki miðað við þyngd og rúmmál og ekki hætta á minnislagi..
Nýjasta tegundin er lithium-ion polymer rafhlöður (Li-Io) með enn betri eiginleika. Lithium er algengt frumefni, númer þrú í lotutöflunni og því eðlislétt og má vinna það úr sjó eða málmgrþti. Fyrst voru lithium rafhlöðurnar með cobalt-oxíð rafskauti en þar sem cobalt er bæði dýr málmur og eitraður var leitað nýrra leiða. Það leiddi til þróunar á rafskauti úr mangan-oxíði. Mangan er mun algengari og ódýrari málmur en cobalt og ekki eitrað. Því eru lithium og mangan frumefnin mjög heppileg sem hráefni í rafhlöður auk þess sem endurvinnsla þessara efna er auðveld.

Þar sem verðið helst í hendur með stærð markaðarins og framleiðslugetu verksmiðjanna má telja að innan fárra ára opnist sá möguleiki að framleiða rafbíla með afl og drægni sem jafnast fullkomlega á við þau ökutæki sem við þekkjum í dag og það mun valda straumhvörfum í samgöngumálum.

Á sama hátt og brunavélin leysti af hólmi hestinn sem aflgjafa og bjargaði þannig stórborgum heimsins sem voru að drukkna í hrossataði, þannig gæti rafbílavæðing bjargað stórborgunum sem eru að kafna í mengun og hávaða. Rafbíllinn sem slíkur er fullkomlega laus við útblástursmengun og hávaðinn er mun minni. Að vísu eru hljóðlausir bílar hættulegir gangandi fólki. Þótt rafbíllinn sé mengunarlaus þá þarf að hlaða hann og á því sviði eru fá lönd í heiminum betur stödd en ísland.
-
Tvinnbílar
Liggur framtíðin í rafbílnum? Kannski, en það er ekki hægt að skipta um orkugjafa í einu vetfangi. Tvinnbíllinn gæti gengt því hlutverki að tengja á milli nútíðar og framtíðar því þótt öflugir rafgeymar séu til þá eru þeir enn of dýrir fyrir rafbílavæðingu. Tvinnbíllinn fer bil beggja með því að tvinna bestu kostir brunatækninnar og rafmagnsbílsins saman í einni drifrás. Venjulegum bílmótor er gert að vinna á mjög breiðu snúningssviði undir margvíslegu álagi. Í hönnun á tvinndrifrás er hægt að láta brunavélina snúast á þröngu hraðasviði með bestu nýtingu og láta rafmótor fylla í skarðið með sína háu ný tni á breiðu snúningssviði. Tvinndrifrás hefur einnig þann kost rafbílsins að endurvinna bremsuorkuna. Brunavélin, hvort heldur bensín eða díselvél, hleður rafgeymana þegar þeir tæmast og því þarf ekki stóra rafgeyma sem er mikilvægt vegna kostnaðar. Ekki þarf heldur að breyta orkudreifingu fyrir tvinnbíla þar sem frumorkugjafinn er áfram bensín eða díselolía.
-
Árið 1993 var sett í gang verkefni í Bandaríkjunum sem hét „the Partnership for a New Generation of Vehicles“ (PNGV), oftast kallað „Supercar“. Verkefnið fólst í því að þróa og smíða yfirburða sparneytinn bíl á næstu tíu árum. Að verkefninu stóðu Ford, GM og Chrysler og ríkisstjórn Bill Clintons en aðal hvatamaðurinn var Al Gore, þáverandi varaforseti.

Tilgangur verkefnisins var að þróa ofursparneytinn fólksbíl. Markmið verkefnisins var að ná eldsneytiseyðslu meðalstórs fjölskyldubíls niður í 80 mílur á gallonið (2,9 L/100 km). Margar aðferðir voru skoðaðar, en best gafst að tvinna saman díselvél, rafal, rafmótor og rafgeymi. Japönsku framleiðendurnir, Toyota og Honda sóttu um aðild að verkefninu en var hafnað. Í stuttu máli þá náðust markmið verkefnisins. Bæði Ford og GM byggðu bíla með dísel tvinnvélum sem eyddu undir 3 lítra/100 km. Hins vegar töldu framleiðendurnir að þeim myndi aldrei takast að smíða slíka bíla í fjöldaframleiðslu á samkeppnishæfu verði.

Niðurstaðan varð því sú, þegar verkefnið átti eitt ár eftir af lifitíma sínum, að ríkisstjórn Georgs Bush, sem þá var komin að völdum, sló verkefnið af og setti saman nýtt 20 ára verkefni sem miðaðist að vetnisvæðingu bílaflotans. Nýja verkefnið fékk nafnið „FreedomCar“. Við þessi málalok önduðu bílaframleiðendur léttar. Semsagt, engar breytingar næstu 20-30 árin en svo kæmi hin fullkomna lausn, vetnisbíllinn. Einnig mátti olíuiðnaðurinn vel við una, engar breytingar hjá þeim heldur næstu áratugi. Ekki slæmt að hafa Dick Cheney sem varaforseta.

Eini gallinn var sá að Toyota og Honda ákváðu að þróa tvinndrifrás upp á eigin spýtur og útkoman varð Toyota Prius og Honda Insight. Bandarísku framleiðendurnir reyndu hvað þeir gátu til að hæðast að þessu framtaki og tala tvinntæknina út af markaðnum. Þeir voru jú að vinna að hinni einu sönnu lausn. Í ljósi sögunnar er því kaldhæðnislegt að saga tvinnbílanna japönsku hefur verið samfelld sigurganga og bandarískir blaðamenn völdu Toyota Prius sem bíl ársins 2004.

Í ljósi upphafsorðanna um mikilvægi framtíðarsýnar stjórnenda þá er gaman að skoða hvernig hinum ýmsu bílaframleiðendum hefur vegnað á Bandaríkjamarkaði.
Frá því tvinnbílarnir komu fyrst á markað þá seldust stórir jeppar sem aldrei fyrr. En í kjölfarið á olíuverðshækkunum eftir fellibyljina tvo, Katrínu og Rítu sem gengu yfir olíuvinnslusvæðin á Mexíkóflóa þá datt markaðurinn á bensínhákum niður.
Skammt er síðan Ford tilkynnti áform um að fækka starfsmönnum um fjórðung og loka 14 verksmiðjum.

Síðustu fréttir af General Motors eru þær að markaðsvirði GM er lægra en Fiat. Í kjölfar þess að hafa tapað gríðarlegu fé á árinu 2005 hafa þeir leitað ráðgjafar til að verjast gjaldýroti. Toyota blómstrar, hlutabréfaverð þess hefur aldrei verið hærra og allar líkur eru á að þeir verði stærsti bílaframleiðandi í heimi á næstunni. Toyota fékk hrós fyrir að vera bílaframleiðandinn sem gerði eitthvað, núna.
-
Í Evrópu veðjuðu menn á þróun díselvélarinnar. Evrópska Efnahagsbandalagið ákvað fyrir 20 árum síðan að leggja áherslu á rannsóknir og þróun díselvélarinnar auk þess að stýra verðlagi þannig að díselolían var höfð 10% ódýrari en bensín. Bensínvélin er að vísu hljóðlátari og hefur hærri snúningshraða auk þess sem hún er léttari og ódýrari í smíðum. En díselvélin er sterkbyggð og endist lengur, kraftmeiri og togar betur en síðast og ekki síst er að eyðslan er fjórðungi minni.

Leiðandi í hönnun díselvélanna voru Fíat verksmiðjurnar. Frá þeim kom humyndin um samrásarinnspýtingu og nákvæmari stjórnun brunans sem olli byltingu. Í stað einnar samfelldrar bunu undir lágum þrýstingi eru sendir margir smáskammtar á mismunandi tímum þjöppuslagsins undir gríðarlegum þrýstingi. Löngum hefur versti ókostur díselvéla verið sótmengunin sem frá þeim stafar.

En einnig hefur verið unnin bót á því með agnasíu sem hreinsar nánast 100% allar sótagnir í útblæstrinum auk þess sem sían hreinsar sig sjálf reglulega með því að brenna upp sótagnirnar. Afleiðingin af þessum tæknibyltingum er sú að nú er búið að skipta um orkugjafa fyrir fólksbíla í Evrópu. Í stað bensínbíla þá er helmingur allra bíla með díselvél og í sumum Evrópuríkjum þá er díselvél í yfir 80% af öllum seldum nýjum bílum. Á sama tíma hefur Efnahagsbandalagið þtt undir þróun á öðrum orkugjöfum, svo sem gasi og lífdísel, þ.e. díselolíu unnin úr jurtum.
-
Hin eina sanna lausn!
Í þessum pistli hefur verið fjallað um ýmiskonar tæknilausnir en stóra spurningin er samt sem áður; hvað er til ráða varðandi útblástur bíla á gróðurhúsalofttegundum og hækkun hitastigs lofthjúpsins?
Í raun og veru er til mjög einföld lausn á þessu vandamáli. Svarið er reyndar þegar komið fram í ofantöldu, en meira um það í næsta pistli.

Höfundur er verkfræðingur..
Grafík: Guðrún Tryggvadóttir.