Czystsza formuła

Kiedy doczekamy się wyścigów neutralnych dla środowiska? Czy to możliwe, że moda na ekologię dopadła nawet organizatorów najsłynniejszych wyścigów świata? Czy to prawda, że Robert Kubica i spółka już niedługo przesiądą się z superszybkich zatruwaczy powietrza, do równie szybkich bolidów hybrydowych? O dziwo, wszystkie znaki na niebie i ziemi wskazują, że TAK.

Rzecz jasna samochody Formuły 1 jeszcze długo będą paliły, ryczały i dymiły jak smoki. Jednak wyścigowe kości zostały rzucone. Zespoły F1 przekroczyły Rubikon i nie mają już odwrotu. Ich bolidy z roku na rok będą coraz bardziej ekologiczne. Max Mosley – niegdyś właściciel jednego z teamów Formuły 1, a dziś szef Międzynarodowej Federacji Samochodowej (FIA) – nie ma złudzeń, że sport motorowy powinien być bardziej przyjazny środowisku naturalnemu niż dotychczas. Dwa lata temu FIA uruchomiła specjalny „zielony program” dla Formuły 1. Jego głównym celem jest doprowadzenie do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla przez wyścigowe bolidy. Za przeprowadzenie stosownych zmian odpowiada osobiście sam prezydent organizacji.

Chwytanie uciekającej energii

Jednym z najbardziej kontrowersyjnych pomysłów Maxa Mosleya była próba przeforsowania przepisu o ścisłym ograniczeniu ilości paliwa, które można by było zużyć w czasie jednego wyścigu Formuły 1. W zamian miałoby nie być żadnych ograniczeń w budowie silników. Takich zmian w regulaminie jednak nie udało się zapisać, dlatego FIA wprowadziła całkowite zamrożenie rozwoju silników. Mosley zapowiedział ponadto, że chce skończyć z wydawaniem dziesiątków milionów euro na ulepszanie znanych, starych technologii. Jego zdaniem Formuła 1 powinna wreszcie zbliżyć się do rzeczywistych problemów i ekologicznych wyzwań współczesnej motoryzacji. Dlaczego – pyta szef FIA – najzdolniejsi inżynierowie i konstruktorzy (a tylko tacy pracują w F1) nie mieliby myśleć nad rozwiązywaniem rzeczywistych problemów świata?

Trzeba przyznać, że takiej deklaracji nie powstydziliby się nawet najbardziej wytrawni populiści. Skąd taka raptowna zmiana poglądów i proekologiczne nastawienie człowieka, który niemal cale życie poświęcił rozwojowi przemysłu wyścigowego, nie wiadomo. Jak widać, na szczęście ludzie uczą się przez całe życie. Zamiast jednak zastanawiać się nad rzeczywistymi motywami działań prezydenta FIA, lepiej przyjrzeć się temu, co ma z nich wynikać. Otóż, zdaniem Mosleya rozwój technologiczny Formuły 1 powinien się przyczynić do wsparcia światowej motoryzacji w co najmniej dwóch dziedzinach. W wynalezieniu efektywnych sposobów na odzyskiwanie energii z nagrzanego silnika i układu wydechowego oraz ponownego użycia energii wydzielającej się podczas hamowania. Na tych dwóch polach straty są bowiem ogromne. Mało kto wie, że aż dwie trzecie energii ze spalanej benzyny marnuje się bezpowrotnie „uciekając” do atmosfery w postaci ciepła. Tylko około 30 procent mocy uzyskanej z paliwa jest faktycznie zużywana do rozpędzenia pojazdu. A później i tak znaczna część wytworzonej wielkim kosztem energii kinetycznej jest marnowana (zamieniana w ciepło) podczas hamowania.

Technologia, która pozwala na odzyskiwanie energii „uciekającej” w trakcie zatrzymywania pojazdu nazywana jest „kinetic energy recovery system” (KERS) i już od jakiegoś czasu wykorzystuje się ją w samochodach z napędem hybrydowym. Potocznie ten proces nazywa się „regenerative braking”, co na polski tłumaczy się nieco koślawo jako „hamowanie odzyskujące”.

Zastosowanie tej technologii w wyścigach F1 może mieć przełomowe znaczenie, pozwoli bowiem na przejechanie większych odległości na tym samym zbiorniku paliwa. Także dla inżynierów i konstruktorów otwiera się tu wielkie pole do popisu – od tego jak zostanie ponownie użyta odzyskana energia, będą przecież zależały także przyspieszenia. Ten team, który zyska więcej energii dzięki hamowaniu i umiejętnie szybko przekaże ją do układu napędowego, będzie miał większe szanse na zwycięstwo.

Biopaliwa w bolidach

System KERS to nie jedyny sposób na uczynienie F1 bardziej ekologiczną. 1 stycznia tego roku weszły w życie przepisy, które wymuszają dodanie 5,75 procent biokomponentów do mieszanki paliwowej, używanej w bolidach Formuły 1. Oto więc nadszedł czas, kiedy nawet najszybsze samochody świata będą jeździć na biopaliwach. Szkoda, że w naszym kraju podobne przepisy, z tym że dotyczące zwykłych samochodów, zaczęły obowiązywać dopiero w tym samym czasie.

Poza obowiązkową domieszką biokomponentów, zespoły Formuły 1 czekają inne rewolucyjne zmiany. Wciąż jeszcze trwają dyskusje na temat nowego regulaminu F1, mającego obowiązywać od 2011 roku. Wiadomo, że FIA forsuje zapisy wymuszające na zespołach ponad 50-procentowe zmniejszenie zużycia paliwa! Ustalono także, że energia, nagromadzona w wyniku działania systemu KERS, nie może przekraczać 60 kW, a uwolniona 400 kJ na jedno okrążenie. Wiele wskazuje też na to, że systemy odzyskiwania energii kinetycznej będą działały w bolidach F1 jeszcze w tym roku. Natomiast nie jest dokładnie jasne, kiedy na torach wyścigowych zostaną zastosowane technologie odzyskujące energię z nagrzanego silnika i układu wydechowego.

Czy to wszystko oznacza, że już niedługo współczesne bolidy F1 będą hybrydami? Odpowiedź jest tylko jedna – twierdząca. Według przewidywań nie tylko Mosley’a, ale także wielu ekspertów motoryzacyjnych, zespoły wyścigowe (nie tylko w Formule 1, ale także w innych klasach) zaczną z roku na rok wykorzystywać coraz więcej energii elektrycznej. Tym samym można mieć nadzieję, że nowe rozwiązania technologiczne, które wkrótce pojawią się w samochodach wyścigowych, po pewnym czasie znajdą zastosowanie także w autach, którymi jeździmy na co dzień. Takie są przecież prawa motoryzacji. Na razie jednak produkowane samochody hybrydowe nie spełniają pokładanych w nich oczekiwań. Urządzenia magazynujące energię są wciąż za ciężkie, a osiągi silników elektrycznych za słabe. Czy F1 pomoże to zmienić? Przekonamy się w ciągu najbliższych kilku lat.

Szklanka wody z rury wydechowej

Samochody z napędem mieszanym to na pewno najbliższa przyszłość motoryzacji. Ale ta nieco dalsza należy już być może do ogniw paliwowych, czyli urządzeń do konwersji wodoru w energię elektryczną. Jak na razie jednak nikt z branży wyścigowej nie myśli na poważnie o napędzaniu samochodów wodorem. Na szczęście są też na świecie fani motoryzacji spoza tak zwanej branży. Na przykład kilku zapaleńców z Amsterdamu, którzy od 2003 roku promują – nie bez sukcesów – Formułę Zero. Ich zdaniem, „lepszą i wyższą” klasę wyścigową od Formuły 1. Mała holenderska firma stworzyła prawdziwego wyścigowego gokarta, który jest całkowicie neutralny dla środowiska, bo nie wytwarza żadnych spalin!

Jedyną substancją emitowaną do atmosfery, w wyniku procesu czerpania energii z połączenia wodoru z tlenem, jest woda. Dlatego wykorzystanie tej technologii w motoryzacji jest – z ekologicznego punktu widzenia – rozwiązaniem najlepszym. Oczywiście pod warunkiem, że nie będziemy zatruwać środowiska podczas samego wytwarzania wodoru. Z tym jednak nie ma większego problemu, bo zaletą wodorowego paliwa jest możliwość otrzymywania go tak z kopalnych jak i odnawialnych źródeł energii. Jeśli w procesie produkcji wodoru z wody poprzez elektrolizę użyjemy energii elektrycznej uzyskanej z wiatru, siły wody lub promieniowania słonecznego, to możemy być pewni niemal zerowego poziomu emisji szkodliwych gazów do atmosfery. A tylko tak wytworzonego wodoru używa się w gokarcie FZ.

We wrześniu ubiegłego roku mini-wyścigówka holenderskiej firmy pobiła oficjalny (zatwierdzony przez FIA) rekord prędkości pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi – 200 metrów w niespełna 12 sekund. Zaraz po tym fakcie członkowie zespołu Formuły Zero wypili po szklance wody z „wydechu” gokarta. W ich ślady poszedł holenderski polityk Mark Harbers, demonstrując publiczności jak „czystą technologią” są ogniwa paliwowe.

Historyczny przejazd miał miejsce w Rotterdamie. I właśnie w tym mieście planuje się już w tym roku pierwsze mistrzostwa świata w wyścigach pojazdów nieemitujących żadnych spalin. W Formula Zero Championship Grand Prix ma wziąć udział 7 załóg, wyłonionych z kilkunastu zespołów uniwersyteckich z różnych części świata, które zaangażowały się w przygotowania własnych pojazdów. Zasadą jest, że wszystkie drużyny korzystają z tego samego ogniwa paliwowego, mogą jednak dowolnie tunningować swoje gokarty, wzbogacając je o nowe rozwiązania techniczne.

Ambicje twórców FZ sięgają jednak o wiele wyżej niż wyścigi gokartów. Holendrzy twierdzą, że opracują ekologiczną alternatywę dla F1. Chcą, żeby do 2015 roku napędzane wodorem gokarty urosły do rozmiarów pełno wymiarowych bolidów. Wówczas opinia publiczna powinna wymóc zamianę niemiłosiernie głośnej i zatruwającej świat spalinami Formuły Jeden, na cichą i przyjazną środowisku Formułę Zero.
Poczekamy, zobaczymy. To w końcu już tylko za 7 lat.

Arkadiusz Bartosiak