Máme sklon věřit, že budoucnost automobilového průmyslu je čistě elektrická. Fosilní paliva odcházejí, baterie přebírají vládu. To je přesně ten narativ, který je nám vnucován. Ale malá skupina inženýrů a nadšenců si myslí, že se na historii díváme špatně. Jsou přesvědčeni, že řešení nespočívá v nových technologiích, ale ve starých, dovedených k dokonalosti. Zejména ve dvojicích.
Zní to jako vtip. Relikvie. Ale myšlenka není mrtvá; jen spala.
Historie psaná ve steamu
Koncepce parního pohonu není žádný moderní vynález. Pochází ze 17. století. V roce 1672 nakreslil jezuitský kněz Ferdinand Verbitzt na čínském císařském dvoře návrh malého parního vozidla. Zda ho skutečně postavil, zůstává nejasné. Nemáme žádné důkazy.
Ale Nicolas-Joseph Cugnot to dokázal. V roce 1769 postavil parní vůz. Byla pomalá. Pára v něm došla téměř okamžitě. Podle moderních měřítek to byla velikost malého domu. Dokázala však, že koncept funguje.
Koncem 19. století byla pára vážným konkurentem na silnicích. Americká společnost Stanley Motor Carriage Company vyráběla vozy známé jako „létající konvice“ díky svým výrazným kotlům. Na svou dobu byli rychlí. V mrazu začínali lehce. Byly populární na počátku 20. století.
Poté se do vedení dokázalo dostat vnitřní spalování (ICE). Proč? Velikost a účinnost. Spalovací motor spaluje palivo uvnitř válce. Exploze zatlačí písty. Je kompaktní. Je to účinné. Pára využívá vnější spalování. Ohříváte vodu mimo motor, abyste vytvořili tlak. Mechanismy byly těžkopádné. Byly těžší. Trh hlasoval svými peněženkami.
Uzavřená smyčka inovací
Tato dynamika se mění. Ne proto, že bychom chtěli nostalgii, ale protože chceme efektivitu.
Na scénu nastupují Harry Scholl a Cyclone Power Technologies. Scholl se nesnaží obnovit kotel z 19. století. Postaví parní stroj, který se vejde do prostoru standardního benzínového motoru. Klíčem je uzavřený systém. Neustále ohřívá a ochlazuje vodu. Tím se snižují ztráty. To výrazně zlepšuje tepelnou účinnost.
Pára je tak horká a pod vysokým tlakem, že se chová spíše jako kapalina než jako plyn. To umožňuje hustší přenos energie. Více výkonu v menším balení.
Cena za složitost
Zde je srovnání obzvláště zajímavé. Spalovací motor vyžaduje převodovku. Ke splnění emisních předpisů potřebuje katalyzátor. Potřebuje tlumič, aby ztlumil výbuchy. Potřebuje vyměnit olej.
Parní stroj nic z toho nepotřebuje.
Žádný přenos. Bez katalyzátoru. Žádný tlumič. Žádný olej.
Profil služby je mnohem jednodušší. Počet dílů je níže. To by mělo znamenat nižší výrobní náklady. A nižší náklady na dlouhodobou údržbu.
Nezávislé na palivu
Snad nejsilnějším argumentem pro oživení páry je flexibilita ve výběru paliva. Ve spalovacím motoru jste vázáni na chemické vlastnosti benzínu nebo nafty. Potřebujete určité charakteristiky spalování.
Dvojici je to jedno.
K ohřevu vody spálíte jakékoli palivo. Benzín. Diesel. Biopalivo. Zemní plyn. Dokonce i pevná biomasa. Jediné, co je pro motor důležité, je teplo. Tím se vozidlo oddělí od zdroje paliva. To vám umožní přepínat mezi druhy paliva v závislosti na dostupnosti a ceně, aniž byste museli měnit hnací ústrojí.
Je to životaschopné pro sériovou výrobu? Dokáže konkurovat zavedené infrastruktuře elektrických a hybridních vozidel?
Technologie existuje. Mechanika funguje. Otázkou je, zda průmysl přijme 200 let starou myšlenku, která se nějak cítí zcela nová.
Moderní pára: Rychlý náběh a čisté spalování
Zapomeňte na výbuchy. Toto je první mýtus, který by měl být pohřben. Moderní vysokotlaké parní stroje neexplodují jako rekvizity ve starých filmech. Hlavním důvodem, proč lidé váhají, je doba zahřívání. Opravdu budete dvacet minut stát na příjezdové cestě a dívat se na syčení páry?
ne
Parní stroj Cyclone se spustí za 10-15 sekund. Plný výkon je k dispozici za méně než minutu. To je rychlejší než dosažení provozní teploty moderního vznětového motoru. Není pomalý. Je prostě jiný.
Flexibilita paliva vs. hybridní past
Hlavním přínosem je nejen účinnost, ale také to, co do nádrže dáte. První výrobci automobilů se o ropný zlom nestarali. Nyní mají obavy. Parním strojům je jedno, zda je krmíte etanolem, bionaftou, leteckým palivem nebo běžným benzínem. Tato flexibilita je strategickou výhodou ve světě, který je dusen závislostí na fosilních palivech.
Jak si ale stojí auto poháněné párou ve skutečnosti ve srovnání se současnými lídry v oblasti zelené energie? Hybridy a elektrická vozidla jsou nezbytnými kroky, ale ne cílovou čárou.
Hybridy stále spalují benzín. Jen toho méně spalují. Stále uvolňují znečišťující látky, jen v menším množství. Elektromobily? Jejich čistota závisí na vaší elektrické síti. Pokud vaše místní elektrárna spaluje uhlí, váš elektromobil je jen další druh komínu.
Pára mění rovnici.
Systém Cyclone spaluje palivo déle a při vyšší teplotě. Toto úplné spalování ničí částice dříve, než mohou opustit výfuk. Emise jsou výrazně nižší než u konvenčních spalovacích motorů (ICE). A díky flexibilitě zdroje paliva se uhlíková stopa ještě více snižuje, protože jsou k dispozici čistší paliva. Je to motor, který se stává zelenějším, jak se zelenější mřížka.
Od sekaček na trávu po vojenské zakázky
To už není jen teoretické inženýrství. Výrobci se začínají probouzet.
Popular Science poznamenal, že společnost Cyclone Power zajistila smlouvy na dodávky motorů pro sekačky na trávu a zahradní techniku. Vypadá to všedně, ale je to testovací pole. Ještě důležitější je, že v dubnu 2011 podepsal Cyclone smlouvu s Raytheonem. Dodavatel obrany.
Proč se o to armáda zajímá? Logistika. Jednotky nasazené v nepřátelském prostředí potřebují palivo. Napájecí vedení jsou zranitelná. Vozidlo poháněné párou schopné provozu na jakékoli dostupné místní palivo – petrolej, naftu nebo dokonce syntetické směsi – snižuje logistickou zátěž. Jde o provozní svobodu, nejen o otázky životního prostředí.
Dostane se někdy do showroomů?
Pro masové spotřebitelské přijetí je posledním šéfem cenovka. Pokud se výrobní náklady vyrovnají konvenčním spalovacím motorům, mohlo by dojít k posunu. Ropná krize by nebyla vzdálenou hrozbou, ale bezprostředním katalyzátorem.
Moderní parní stroje jsou účinné, kompaktní a všestranné. Od objemných obrů 19. století ušli dlouhou cestu. Technologie je připravena. Chybí už jen vůle vyrábět ho v průmyslovém měřítku.
První parní lokomotiva
Stojí za to připomenout, kde tato technologie začala.
Richard Trevithick, britský inženýr, dělal více než jen experimenty s párou. On to vytvořil. V roce 1804 jeho prototyp přepravil 10 tun železa a 70 lidí deset mil po kolejích ve Walesu. Byl těžký. Byl hlasitý. Pracoval.
Železnice se stala základem průmyslové revoluce. Parní lokomotivy ovládaly dopravu po více než století. Prokázali, že vysokotlaká pára dokáže přemísťovat obrovské hmoty s relativní účinností.
Vzali jsme tuto technologii, zmenšili ji, zdokonalili termodynamiku a nyní se ji snažíme vrátit na cesty. Historické knihy říkají, že to není možné. Fyzika říká, že je to možné. Trh stále řeší, zda je ochoten za to zaplatit.
