Silnik elektryczny to doskonały napęd dla auta, który ma tylko jedną wadę – potrzebuje prądu. Z tego powodu gdy w Ameryce rozstrzygała się przyszłość światowej motoryzacji, przegrał z dużo gorszym konkurentem
Taka gratka dla kolekcjonerów starych aut nie trafia się często. Na licytacji w duńskim mieście Ebeltoft, zorganizowanej pod koniec września przez dom aukcyjny Bonhams, wystawiono jedyny zachowany egzemplarz samochodu elektrycznego sprzed 110 lat. Queen Victoria Brougham, wyprodukowana przez Woods Motor Vehicle Company, nadal jest w pełni sprawnym pojazdem oferującym dwojgu podróżnym oszkloną kabinę, a w niej obitą skórą kanapę. Jej szybkoładujące się akumulatory niklowo-żelazowe, zaprojektowane przez Thomasa Edisona, pozwalają na pokonanie ok. 200 km z prędkością nawet 48 km/h. Co, gdy wchodziła do sprzedaży, uznawano za imponujące osiągi. Wiele też wskazywało wówczas na to, że auta elektryczne mają przed sobą świetlaną przyszłość. Nie musiały posiadać sprzęgła ani skrzyni biegów, dzięki czemu unikano licznych awarii. Nie zmuszały kierowcy do wielkiego wysiłku podczas rozruchu, podczas gdy silnik spalinowy zaczynał pracować po wielu zakręceniach korbą. Elektrowozy zapewniały wygodę, a także luksus podróżowania w ciszy. Preferowali je więc milionerzy i prezydenci Stanów Zjednoczonych. Gdy zaczynał się XX wiek, po drogach w USA jeździło ich 1585, a zaledwie 936 aut benzynowych. Mimo to zwyciężył silnik spalinowy. Choć dzięki temu wyjątkowa Queen Victoria Brougham została kupiona, po zaciętej licytacji, za 95 tys. dol.
Marzenie kowala
Wprawdzie pierwszy silnik elektromagnetyczny skonstruował profesor uniwersytetu w Princeton Joseph Henry, jednak to, do czego może być przydatny, wymyśli kowal z Forest Dale. Mieszkający w malutkiej miejscowości w stanie Vermont Thomas Davenport nabył silnik Henry’ego w 1833 r. i szybko zachwycił się jego możliwościami. Machiny parowe wymagały kotła z wrzącą wodą i ogromnych ilości paliwa dla potrzymania ciepła. Małe urządzenie, zbudowane przez naukowca z Princeton, potrzebowało jedynie podłączenia do ogniw elektrycznych Volta. Davenport dostrzegł także wady: niewielką moc i zawodność. Jak na samouka przystało, nie przejmując się obowiązującymi teoriami, zaczął szukać sposobów, by temu zaradzić. Pracował z takim zacięciem, że aby izolować miedziane druty, podarł na pasy jedwabną suknię ślubną żony. Ta zaś nie tylko nie protestowała, lecz wspierała domowego geniusza, sporządzając notatki z kolejnych eksperymentów. Kowal stopniowo pokonywał trudności. Udało mu się wymyślić, jak zapewnić przepływ elektryczności między ruchomymi częściami silnika przy użyciu tzw. szczotek. Wynalazł także komutator, przełączając kierunek biegu prądu w uzwojeniach wirnika wraz z jego obrotem. Dzięki temu stworzył nowatorską jednostkę napędową zdolną konkurować z maszynami parowymi.
Pewien sukcesu pojechał wraz z żoną do Waszyngtonu, chcąc opatentować swój wynalazek. Wówczas spotkało go pierwsze rozczarowanie. Urzędnicy odrzucili wniosek, bo nigdy wcześniej nie mieli do czynienia z machiną napędzaną prądem. Trafił się im jednak wyjątkowo uparty przeciwnik i po trzech latach starań w końcu urząd skapitulował. Silnik kowala z Forest Dale został opatentowany w 1837 r., a jego twórca postanowił osiąść w Nowym Jorku, by na swym dziele zbić fortunę. Warsztat uruchomił niedaleko Wall Street, czym przyciągnął uwagę lokalnej prasy. „Okultyzm i tajemnicze prawa magnetyzmu są ujarzmiane za sprawą urządzenia pana Davenporta” – donosił czytelnikom „New York Herald”. Tymczasem kowal próbował zastosować swój silnik do napędzania powszechnie znanych urządzeń, takich jak mechaniczne krosna, frezarka, szlifierka czy prasa drukarska. W końcu zbudował model pojazdu szynowego z napędem elektrycznym. Za każdym razem wyprzedzając epokę, w której żył. Co było jego największym nieszczęściem. Silnikowi elektrycznemu brakowało bowiem najważniejszej rzeczy – wystarczająco zasobnego w prąd źródła zasilania. Baterie oparte na ogniwach Volta wyczerpywały się zbyt szybko. Żaden inwestor nie chciał więc zaryzykować kapitału i wesprzeć geniusza. Davenportowi nie udawało się też znajdować nabywców na swoje machiny. W końcu ogłosił bankructwo i wrócił do Forest Dale. Tam swoją gorycz przelał na papier, pisząc książkę o tym, jak wspaniała przyszłość czeka silnik elektryczny. Nie dane mu było jej dożyć, bo umarł w 1851 r. w wieku zaledwie 49 lat.
To, co stworzył, docenił trzy dekady później Thomas Edison, który bezbłędnie potrafił wyszukiwać przełomowe wynalazki, a potem je udoskonalać. Zminiaturyzowany przez niego silnik elektryczny osiągał prędkość 4 tys. obrotów na minutę i znakomicie sprawdzał się w mechanicznym piórze służącym do dziurkowania matryc. A że jednocześnie w 1882 r. wielki wynalazca uruchomił przy Pearl Street w Nowym Jorku pierwszą elektrownię, szybko sprzedał 60 tys. sztuk nowego produktu. Udowadniając, że gdy rozwiąże się problemy z zasilaniem prądem, silnik oparty na tym źródle energii naprawdę ma przed sobą przyszłość.
Pożytek z powozu
Za jeden z najważniejszych kamieni milowych w rozwoju światowej motoryzacji uznaje się przejażdżkę Karla Benza trójkołowym automobilem po Mannheim na początku lipca 1886 r. Gdyby ewolucja światowej motoryzacji potoczyła się innym torem, wówczas zapewne wynalazcami samochodu zostaliby okrzyknięci William E. Ayrton i John Perry. Zwłaszcza że ci dwaj angielscy profesorowie z Finsbury Technical College wyprzedzili niemieckiego konstruktora o cztery lata. Ich trzykołowy pojazd napędzany silnikiem elektrycznym wzbudził sensację w październiku 1882 r., jadąc w Londynie reprezentacyjną Queen Victoria Street. Co więcej, rozpędził się do prędkości 14 km/h i pokonał odległość 40 mil bez doładowywania. Zważywszy że Benz przejechał zaledwie kilometr ze średnią prędkością 11 km/h, różnica jakościowa między oboma automobilami była całkiem spora.
Anglikom sukces umożliwiła rewolucja technologiczna, jaką zainicjował w 1859 r. francuski fizyk Gaston Planté, budując pierwszy akumulator kwasowo-ołowiowy. Dwadzieścia lat później Camille Faure udoskonalił to źródło energii i akumulator stał się lżejszy oraz bardziej odporny na wstrząsy. Europejskie nowinki szybko dotarły do Stanów Zjednoczonych, bo zainteresował się nimi wielki propagator elektryczności Thomas Edison. Ale choć to jego laboratorium w Menlo Park zajęło się dalszym modyfikowaniem akumulatora, najwłaściwsze zastosowanie wynalazku przyszło do głowy dwudziestoletniemu Andrew L. Rikerowi. Podobnie jak dwaj angielscy profesorowie, młodzieniec zamontował silnik elektryczny w tricyklu, dołożył akumulator i w 1888 r. jego pojazd wykonał pierwszy przejazd. Zamiast ukończyć studia (rzucił je po pierwszym roku), wynalazca doskonalił swoją konstrukcję, aż wreszcie w 1898 r. założył firmę Riker Electric Company. Pod tą szumną nazwą krył się warsztat budujący samochody elektryczne, zmuszony zmagać się z coraz liczniejszą konkurencją. W USA bowiem, odwrotnie niż w Europie, samochody elektryczne szturmem zdobyły rynek. Spore znaczenie miał fakt, iż amerykańskie miasta mogły się pochwalić dobrej jakości ulicami, lecz na ponad 2 mln mil długości dróg pozamiejskich utwardzona nawierzchnia pokrywała dokładnie 160 mil. Na dalsze odległości ludzie podróżowali koleją. W miastach, gdy nie trzeba było przejechać dłuższej trasy, elektrowozy sprawdzały się znakomicie.
Elektrowozy na start
Wydawana w Chicago gazeta „Times-Herald” jesienią 1895 r. ogłosiła, że pojazd napędzany mechanicznie, który najszybciej pokona trasę z Chicago do Evanston, o długości 50 mil, wygra 5 tys. dol. Zgłoszenia przysłało aż 89 konstruktorów. Przy czym większość z nich dopiero zamierzała swój samochód zaprojektować i zbudować. „Na trasie wyścigu stanęło zaledwie sześć pojazdów, w tym amerykański tylko jeden; z pozostałych trzy były niemieckie produkcji Benza, a dwa elektryczne” – opisuje Witold Rychter w książce „Dzieje samochodu”. Autor monografii za pełnoprawny samochód uznał wozy napędzane silnikiem spalinowym, zbudowane przez braci Franka i Charlesa Duryea’ów. Natomiast elektrowozowi o nazwie „Electrobat” odmówił nawet jego amerykańskości. Tymczasem był on pierwszym wytwarzanym w USA seryjnie automobilem. Zaprojektowali go w Filadelfii inżynier Henry G. Morris i chemik Pedro G. Salom. Ich auto posiadało napęd na przednie koła i sprężynowe zawieszenie tylnych. To dawało mu świetne właściwości jezdne. Konstruktorzy nie przewidzieli jednego. W dniu wyścigu chwycił mróz i spadł obfity śnieg, pokrywając drogę grubą warstwą. Zgubne dla akumulatorów zimno oraz wyboje, a także większy ciężar auta elektrycznego sprawiły, że „Electrobat” nie dojechał do mety. Triumfował samochód benzynowy braci Duryea’ów.
Ta porażka, choć rozpisywały się o niej gazety, niczego nie przesądziła. Ktoś, kto nabył auto z silnikiem spalinowym, musiał liczyć się z trudnym dostępem do paliwa. Benzynę sprzedawano w drogeriach, funkcjonujących jedynie w większych miastach. Była ona więc droga, a co gorsza, marnej jakości. „Trzeba było wozić ze sobą areometr, którym przed kupnem należało zmierzyć ciężar właściwy oferowanej benzyny, gdyż zazwyczaj jej gatunek nie nadawał się do użytku” – opisuje Witold Rychter. Potem jeszcze należało przelać benzynę przez szmatkę z irchy, żeby oczyścić z brudów. W takiej sytuacji prąd okazywał się czymś czystym i bardzo wygodnym.
Po przegranym wyścigu Morris i Salom sukcesywnie udoskonalali swój pojazd, co najlepiej docenił bogaty inwestor Isaac L. Rice. Jak na emigranta z Niemiec przystało, milioner najwyżej cenił inwestycje w nowatorskie technologie. To jego firma Electric Storage zbudowała dla marynarki wojennej USA pierwsze okręty podwodne, stając się potem ich głównym wytwórcą. Rice podobne możliwości dostrzegł na rynku motoryzacyjnym. Dlatego wykupił akcje przedsiębiorstwa Henry G. Morrisa i Pedro G. Saloma, by przejąć prawa do „Electrobata”. Po czym to samo uczynił z Riker Electric Company. Produkowała ona zaprojektowane przez Andrew L. Rikera lekkie samochody, które swą popularność zawdzięczały sukcesom w wyścigach na jedną milę. Notabene organizowanych na torach do wyścigów konnych. Mając do dyspozycji sprawdzone już w codziennym użytku technologie, Isaac L. Rice utworzył koncern Electric Vehicle Company i zadbał o zbudowanie ulepszonego „Electrobata II”. Wyposażonego w dwa elektryczne silniki, napędzające tylne koła oraz akumulatory ołowiowo-kwasowe, zapewniające przejechanie 30 mil na jednym ładowaniu. Następnie dla swojego produktu rozwojowego znalazł kontrahenta. Tym razem zaczął nie od rządu USA, lecz od władz miasta Nowy Jork. Zamówiły one aż 616 elektrycznych taksówek, którymi uzupełniły komunikację miejską. Dzięki umiejętności pozyskiwania zamożnych klientów wkrótce roczne przychody Electric Vehicle Company przekroczyły 200 tys. ówczesnych dolarów. Czyniło to z firmy pierwszy duży koncern motoryzacyjny w USA.
Kogo zabije postęp
Na początku nowego stulecia w Stanach Zjednoczonych nastąpił prawdziwy wysyp przedsiębiorstw produkujących samochody napędzane silnikiem elektrycznym. Nową gałęzią przemysłu zainteresował się m.in. największy w USA producent powozów, wytwórnia braci Studebaker. „W latach dziewięćdziesiątych (XIX w. – red.) przedsiębiorstwa budujące elektromobile zamawiały u Studebakera pojazdy na wzór zaprzęgowych, do których wmontowywały elektryczne zespoły napędowe” – opisuje Aleksander Rostocki w książce „Poczet twórców motoryzacji”. Jeden z braci, John M. Studebaker, doszedł do wniosku, iż warto zająć się samemu produkowaniem takich aut. Zgrabny samochód elektryczny marki Studebaker, z miejscami dla dwóch osób, wszedł do sprzedaży w 1902 r. W tym samym czasie podobny model wprowadziła na rynek, założona w Chicago, Woods Motor Company. Jej flagowy wóz Queen Victoria Brougham kosztował aż 3 tys. dol., ale zapewniał podróżnym wszelkie wygody, zaś nowatorskie akumulatory pozwalały na przejechanie nawet 120 mil bez konieczności doładowania.
Isaac L. Rice trzymał jednak rękę na pulsie, dbając, żeby konkurenci go nie wyprzedzili. To firma Elektric Vehicle starała się doprowadzić do standaryzacji akumulatorów, chcąc wymusić na właścicielach aut elektrycznych używanie tylko tych, które korporacja wprowadzała na rynek. Pod jej egidą tworzono też punkty usługowe, gdzie każdy automobilista mógł szybko zamienić wyczerpany akumulator na doładowany. Myślano nawet o sieci stacji elektrycznych. „Kierowca zaparkowałby swój elektryczny pojazd obok automatu, podłączył przewody, rzucił monetę ćwierćdolarową i prąd zacząłby płynąć do baterii” – opisuje w swojej w książce Witold Rychter. „Ten niewątpliwie prosty, lecz chyba genialny pomysł, nie został niestety zrealizowany” – dodaje. Stało się tak z kilku powodów. Silnik elektryczny, cichy, wydajny i niezawodny dawał początkowo elektromobilom sporą przewagę technologiczną nad autami o napędzie spalinowym lub parowym. Jednak wszystko to przekreślał brak łatwego w użytkowaniu źródła energii. Nalanie benzyny do baku okazywało się o wiele prostszą czynnością niż konieczność nieustannego troszczenia się o akumulatory. Zwłaszcza że Stany Zjednoczone posiadały ogromne zasoby ropy naftowej. Zajmujący się ich eksploatacją koncern Standard Oil wyrósł na najpotężniejszą korporację w państwie. Zadbał on, żeby stacje benzynowe stały się w kraju powszechnie dostępne, a cena benzyny atrakcyjna.
Równie wielkie znaczenie miało udoskonalanie silnika spalinowego. Angielski przemysłowiec Frederick Simms dostrzegł, iż chcąc odnieść sukces na rynku motoryzacyjnym, trzeba stworzyć jednostkę napędową zdolną osiągać jak najwyższe obroty. Taka konstrukcja wymagała wydajnego zapłonu, by mieszanka paliwowa spalała się odpowiednio szybko. Simms spełnił swoje marzenie dzięki iskrownikowi zaprojektowanemu przez Roberta Boscha. Na początku XX w. wytwórnia samochodów ze Stuttgartu należąca do Paula Daimlera wypuściła na rynek nowatorski model samochodu napędzany czterocylindrowym silnikiem wysokoobrotowym, zbudowanym wedle pomysłu Fredericka Simmsa z iskrownikiem Boscha. Od tego momentu napęd elektryczny nie mógł już uchodzić za najbardziej wydajny. Błyskawicznie poprawiano też jakość działania sprzęgła oraz skrzyni biegów. Co powodowało, że dla przeciętnego użytkownika zacierała się różnica między oboma typami pojazdów, jeśli idzie o wygodę.
Nowy trend najszybciej dostrzegł John M. Studebaker i już w 1904 r. zdecydował się na zastąpienie w swoich samochodach silnika elektrycznego spalinowym. Dzięki tej decyzji zachował pozycję jednego z ważniejszych graczy branży motoryzacyjnej w USA. Potem w 1907 r. doszło na Wall Street do wielkiego krachu i Stany Zjednoczone pogrążyły się w kryzysie ekonomicznym. Jedną z jego ofiar był Electric Vehicle Company. Korporacja, chcąc się ratować, zastawiła własne akcje na kwotę 2,5 mln dol. A że nie była w stanie ich wykupić, musiała ogłosić bankructwo.
Jednak ostateczny cios elektrowozom zadał Henry Ford. Podstawowy model elektrycznego auta kosztował ponad tysiąc dolarów. Jednak te naprawdę dobre nie schodziły poniżej ceny 3 tys. dol. Tymczasem Ford w 1908 r., gdy Amerykanie musieli zaciskać pasa z powodu kryzysu, zaprezentował im model „T” posiadający niezawodny silnik oraz wytrzymujące trudy polnych dróg zawieszenie. Jeden egzemplarz kosztował 850 dol. To wystarczyło, żeby od ręki sprzedać 10 tys. sztuk. Potem udoskonalenie produkcji seryjnej pozwoliło dalej obniżać cenę aż do 500 dol. Takiemu konkurentowi nie potrafił sprostać dłużej żaden samochód elektryczny.
Łabędzi śpiew przegranych
Gdy Henry Ford udowodnił, że na motoryzacji można zarabiać naprawdę gigantyczne pieniądze, niemal cały kapitał odpłynął do firm produkujących auta spalinowe. To sprawiło, iż przedsiębiorstwa nadal wytwarzające elektrowozy straciły zdolność nadążania za kolejnymi rewolucjami technologicznymi. Mało kto zamierzał inwestować swoje środki i czas w badania uznawane za niezbyt przyszłościowe. Do nielicznych wyjątków należał Walter C. Baker, który w 1897 r. wspólnie z Fredem White’em utworzył spółkę o nazwie Baker Motor Vehicle. Specjalizowała się ona w luksusowych samochodach elektrycznych dla milionerów i polityków. Przygotowany w 1903 r. egzemplarz dla króla Syjamu obito kością słoniową i złotem. Nieco mniej wystawne modele nabył Biały Dom, gdy zdecydowano, że prezydent Theodore Roosevelt powinien w końcu przesiąść się z powozu do samochodu. W 1906 r. Baker Motor Vehicle sprzedało 800 aut, co czyniło z firmy największego producenta samochodów elektrycznych na świecie. Oferowano całą gamę modeli w cenie od 1,6 tys. do ponad 3 tys. dol. Najsłynniejszy z nich, Torpedo, potrafił się rozpędzić do prędkości ponad 120 km/h, co czyniło zeń najszybsze auto w USA.
Dzięki znakomitej jakości swoich samochodów firma Waltera C. Bakera potrafiła stawiać czoło ekspansji Forda aż do 1914 r. Acz już cztery lata wcześniej zaczęła produkować limuzynę nieodróżniającą się wyglądem od konkurencji. Z przodu, pod wydłużoną maską, ukryto akumulatory w taki sposób, by udawały silniki spalinowe. Nieco inną metodę na przetrwanie znalazła, istniejąca od 1907 r., spółka Detroit Electric produkująca elektrowozy w mieście Henry’ego Forda. Jej twórca William C. Anderson postawił na auta łatwe w obsłudze, a zarazem gustowne. Z miejsca pokochały je więc kobiety oraz starzejący się milionerzy. Niedługo po wprowadzeniu do sprzedaży pierwszych modeli jeden kupiła Clara Ford, uznając, iż jest zdecydowanie wygodniejszy od Forda „T” produkowanego w zakładach męża. Zwłaszcza że na jednym ładowaniu, dzięki niklowo-żelazowym akumulatorom Edisona, potrafił przejechać aż 200 mil. Autem Detroit Electric jeździł również twórca Standard Oil John D. Rockefeller i bardzo wysoko je cenił. Przez następne lata firma sprzedawała po ok. 2 tys. samochodów elektrycznych rocznie, co pozwalało jej nieźle prosperować, choć dla wielkich koncernów, wytwarzających samochody spalinowe, nie stanowiła groźnej konkurencji. Ostatni wóz marki Detroit Electric zjechał z taśmy produkcyjnej 23 lutego 1939 r., co zdawało się ostatecznie zamykać ten rozdział w historii motoryzacji. Dwie dekady wcześniej po drogach USA jeździło 34 tys. samochodów napędzanych silnikiem elektrycznym. Po czym zniknęły jak wymierające dinozaury.
Na ironię losu zakrawa to, iż powrót do napędu elektrycznego nastąpił na fali strachu przed zagładą naszej cywilizacji z powodu wyczerpywania się paliw kopalnych oraz efektu cieplarnianego. Przyjazne środowisku naturalnemu silniki elektryczne uznano za przyszłość. Zaś wprowadzane przez rządy krajów zachodnich ekologiczne obostrzenia wymuszają na producentach wybranie tej ścieżki rozwoju. Nawet marka wozów Detroit Electric odrodziła się w 2008 r., niemal jak feniks z popiołów. Czy tym razem sprosta konkurencji samochodów spalinowych, czas pokaże. Choć zapewne i tym razem o wyniku batalii rozstrzygnie nie sam silnik, lecz najbardziej użyteczne źródło energii.
