इलेक्ट्रिकल वाहने : काळाची गरज

जगातील प्रमुख प्रदूषित शहरांपैकी 16 शहरे आपल्या भारतातील आहेत. दिल्लीसारख्या शहरांत तर हवेच्या प्रदूषणामुळे समोरचे दिसत नाही इतके विदारक चित्र आहे. प्रदूषणाची समस्या कमी करण्यासाठी जगभर विविध पातळ्यांवर प्रयत्न केले जात आहेत. या समस्येवर सार्वकालीन उपाययोजना सुचविणाऱ्या जागतिक पॅरिस करारावर भारतानेही स्वाक्षरी केलेली आहे. या करारानुसार 2030 पर्यंत प्रत्येक देशाने त्यांच्याकडे होणाऱ्या कर्ब (कार्बन) वायूच्या उत्सर्जनामध्ये लक्षणीय घट करणे अपेक्षित आहे. त्यासाठी प्रदूषण करणारे घटक कमी करणे आवश्यक आहे. प्रदूषणामध्ये वाहतूक किंवा परिवहनाची साधने (ट्रान्स्पोर्टेशन) यांचा मोठा वाटा असल्यामुळे गेल्या दशकापासून सरकारने विजेवर चालणाऱ्या वाहनांना (इलेक्ट्रिकल व्हेइकल, EV) प्रोत्साहन देणे सुरू केले आहे. त्याचबरोबर बहुतेक देशांमध्ये वाहनांसाठी लागणाऱ्या इंधनाची मोठ्या प्रमाणात आयात होत असते. आपल्या देशातील वाहनासाठी लागणाऱ्या एकूण इंधनापैकी 82% तेल आपण आयात करतो. जागतिक महासत्ता होण्याच्या स्पर्धेतील सर्वात महत्त्वाचा निकष आहे, प्रत्येक राष्ट्राने इंधनासाठीचे इतर देशांवरचे अवलंबित्व कमी करणे. अमेरिका, चीन, रशियापासून ते भारतापर्यंत सर्वच राष्ट्रे त्यासाठी धडपड करीत आहेत आणि त्यामुळेच इलेक्ट्रिकल वाहनांच्या निर्मितीवर सर्वजण भर देत आहेत.

 

 

 

 

सध्या आपल्या आजूबाजूला विजेवर चालणाऱ्या (इलेक्ट्रिकल) दुचाकी आणि बसचे प्रमाण वाढत असल्याचे पहायला मिळते आहे, कारण सरकारी पातळीवर दुचाकी आणि बस यांच्या वापरावर अधिक भर देण्यात येत आहे. इलेक्ट्रिकल गाड्या आणि त्यासाठी लागणारे तंत्रज्ञान आपल्याकडेच विकसित केले जावे यासाठी वाहनांची आणि त्यांच्या यंत्रभागांची निर्मिती करणाऱ्या कारखानदारांना सरकार प्रोत्साहित करीत आहे. जे निर्माते प्रचलित वाहनांचे (IC इंजिन) भाग (कंपोनंट) बनवितात त्यांनादेखील इलेक्ट्रिकल वाहनांचे भाग तयार करण्याचे आवाहन सरकार करीत आहे. त्यासाठी सरकारने 2015 मध्ये फास्टर अॅडाप्शन अँड मॅन्युफॅक्चरिंग ऑफ इलेक्ट्रिक व्हेइकल्स म्हणजेच 'फेम इंडिया' ही योजना सुरू केली. त्याआधी सरकारने 2013 मध्ये नॅशनल इलेक्ट्रिक मोबिलिटी योजना सादर केली होती. या योजनेच्या पहिल्या फेजमध्ये सरकारने 800 कोटी निधीची तरतूद केली होती. तंत्रज्ञानाचा विकास, इलेक्ट्रिक वाहने खरेदी करणाऱ्यांना इन्सेंटिव्ह, चार्जिंग स्टेशन, पायलट प्रोजेक्ट अशासाठी तो निधी वापरला जाणार होता. या फेज 1 मधून ग्राहकांनी या वाहनांचा अनुभव घेतला आणि सरकारनेदेखील त्यातून बराच अंदाज घेतला. हे सर्व विचारात घेऊन फेम इंडिया योजनेच्या फेज 2 अंतर्गत एप्रिल 2019 मध्ये सरकारने 10 हजार कोटींच्या निधीची तरतूद केली आहे. यामध्ये सरकारने 7000 इलेक्ट्रिकल बस, 10 लाख दुचाक्या, 5 लाख तीनचाक्या आणि 50 हजार चारचाक्या खरेदीसाठी इन्सेंटिव्ह देण्याचे ठरविले आहे.

 

 

 

 

 

 

महिंद्रा, टाटा, बजाज, टीव्हीएस, ह्युंदाई, एमजी या विविध कंपन्यांनी बाजारपेठेमध्ये आपली इलेक्ट्रिक वाहने सादर केली आहेत. या वाहनांच्या निर्मितीबरोबरच त्यासाठी लागणारे तंत्रज्ञानही आपल्याकडे तयार झाले पाहिजे, यासाठी 'फेम' योजनेअंतर्गत सरकारने भर दिलेला आहे. इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये प्रामुख्याने मोटर, बॅटरी, चार्जर, AC–DC कन्व्हर्टर हे भाग असतात. प्रत्येक भागानुसार सरकारने वेळेची एक मर्यादा दिलेली आहे. समजा सुरुवातीला एखादा भाग आयात केलेला असेल, तर तो किती काळ आयात करायचा याची मर्यादा सरकारने निश्चित केलेली आहे. त्या त्या ठराविक काळामध्ये त्या भागांची निर्मिती आपल्याकडेच झाली पाहिजे, असे काही नियम सरकारने घातले आहेत. हे पाळले गेले तरच त्यासाठीचा इन्सेंटिव्ह त्या कारखानदाराला मिळेल.

 

 

 

1910 च्या सुमारास जेव्हा IC इंजिनचा शोधसुद्धा लागला नव्हता, तेव्हा तयार होणाऱ्या सर्व चारचाकी गाड्या विद्युत मोटर वापरूनच चालविल्या जात होत्या. परंतु त्याकाळच्या उपलब्ध तंत्रज्ञानानुसार ज्या बॅटरी वापरल्या जायच्या त्या वजनाने फार जड असायच्या. 500 किमी. अंतर जाण्यासाठी जी बॅटरी वापरली जायची त्याची तुलना एखादा हत्ती गाडीवर बसवून नेणे अशी करायला हरकत नाही. मात्र 35 लिटरच्या पेट्रोलच्या टाकीमध्ये 500 किमी. अंतर सहज नेणाऱ्या IC इंजिन तंत्रज्ञानाचा उदय झाला आणि सर्व स्वयंचलित वाहने पेट्रोल, डिझेलसारख्या जैव इंधनांवर चालू लागली. काळानुसार आणि तंत्रज्ञानानुसार त्यामध्ये बदल होत गेले. प्रत्येक वाहनामध्ये अद्ययावत तंत्रज्ञान येत गेले.

 

 

प्रचलित वाहने आणि EV यांत मूलभूत फरक हा आहे की, प्रचलित वाहनांमधील IC इंजिन आणि पॉवर ट्रेनची जागा इलेक्ट्रिक मोटरने घेतली. गाडीमधील फ्यूएल पाइप ते सायलेन्सर ही पूर्ण यंत्रभाग श्रृंखला नाहीशी झाली. मोटरसाठी लागणारी ऊर्जा बॅटरीमधून घेतली जाते. EV मध्ये क्लच नसल्यामुळे क्लचच्या संबंधातील सर्व यंत्रभाग कमी झाले, त्याचबरोबर गिअर बॉक्स नसल्यामुळे त्यातीलही जवळपास 100 यंत्रभाग कमी झाले. साधारणपणे प्रचलित वाहनांमधील 40 टक्केच यंत्रभाग EV मध्ये असतात. परंतु EV मध्ये असलेल्या बॅटरीच्या अतिरिक्त वजनामुळे गाडीच्या संरचनात्मक आणि इतर ट्रान्स्मिशनसंबंधित भागांमध्ये आवश्यक ते बदल केले आहेत.

 

 

इलेक्ट्रिक वाहने ड्राइव्ह मोड आणि स्पोर्ट मोड अशा 2 प्रकारांमध्ये येतात. या प्रत्येक प्रकारामध्ये वापरानुसार पॅरामीटरचे सेट निश्चित केलेले असतात, जेणेकरून त्या प्रकारची गाडी वापरताना ती सोयीस्कर असली पाहिजे हा त्यातील हेतू असतो. ड्राइव्ह मोडचा मुख्य हेतू हा दिलेल्या बॅटरीच्या क्षमतेमध्ये जास्तीतजास्त किमी.अंतर पार करणे असतो. जेव्हा चालकाला गाडीच्या इंजिनमधून जास्तीतजास्त कार्यक्षमतेची अपेक्षा असते, तेव्हा अशा गाड्यांसाठी स्पोर्ट मोड हा प्रकार योग्य ठरतो.

 

 

प्रचलित गाड्यांमध्ये गाडी चालत असताना तयार होणारी यांत्रिकी ऊर्जा वापरून अल्टरनेटर किंवा मॅग्नेटो (दुचाकीसाठी) वापरून गाडीमध्ये असलेली 6 अथवा 12 व्होल्टची बॅटरी रीचार्ज केली जाते. (EV मध्ये हे काम DCDC कन्व्हर्टरने केले जाते. मुख्य बॅटरीमधील हाय व्होल्टेजचे रूपांतर DCDC कन्व्हर्टरद्वारे लो व्होल्टेजमध्ये केले जाते, जे 12 व्होल्ट बॅटरीला दिले जाते.)

EV मध्ये रीजनरेटिंग ब्रेकिंग ही संकल्पना वापरलेली असते. (या संकल्पनेमध्ये जेव्हा गाडीचा ब्रेक दाबला जातो, तेव्हा वाया जाणारी कायनेटिक ऊर्जा वापरली जाते.) यामध्ये गाडी चालू असताना बॅटरीकडून मोटरकडे करंटचा प्रवाह चालू असतो, तर जेव्हा तुम्ही ब्रेक दाबता तेव्हा बरोबर उलट प्रक्रिया होऊन मोटरकडून बॅटरीकडे करंटचा प्रवाह चालू होतो. यामुळे काही प्रमाणात रीचार्जिंग होत असते.

अंतर, चार्जिंग आणि सुरुवातीची गाडीची किंमत हे 2-3 अडचणीचे मुद्दे सोडले, तर हळूहळू लोकांचा कल निश्चितपणे इलेक्ट्रिकल वाहने घेण्याकडे वळेल, परंतु त्यासाठी थोडा वेळ लागेल हे मात्र निश्चित.

 

EV ला ऊर्जा पुरविणारी बॅटरी, हा त्या यंत्रणेतला अत्यंत महत्त्वाचा भाग तर आहेच, परंतु या गाड्यांच्या किंमती जास्त असण्याचे कारणही आहे. थोडी तुलना करायची झाली, तर सध्याच्या गाडीमध्ये असणारी बॅटरी 6 ते 12 व्होल्टची असते, तर EV मध्ये असणारी बॅटरी ही 100 ते 400 व्होल्टची असते. त्यामुळे इलेक्ट्रिकल वाहन खरेदी करताना लोकांच्या मनात गाडीच्या बॅटरीच्या क्षमतेविषयी अनेक प्रश्न आहेत. उदाहरणार्थ, कंपनीने सांगितल्याप्रमाणे ही वाहने प्रत्यक्षात तेवढे अंतर जातात का? बॅटरीसाठी फास्ट चार्जिंगची सुविधा आहे का किंवा बॅटरीचे चार्जिंग संपल्यानंतर ती त्वरित बदलून मिळेल का, चार्जिंग करण्यासाठी स्थानके आहेत का, वगैरे.

 

सध्या लिथियम आयर्नची बॅटरी वापरली जाते. आता त्यामध्ये लिथियम सल्फर, लिथियम फॉस्फेट, लिथियम फॉस्फरस हे तंत्रज्ञान किती कार्यक्षम ठरू शकते याच्या चाचण्या सुरू आहेत. बॅटरीची कार्यक्षमता त्याचे वजन आणि त्यातून निर्माण होणारी शक्ती याच्या गुणोत्तरावर ठरविली जाते. तज्ज्ञांच्या मते, 2025 मध्ये EV च्या किंमती, प्रचलित IC वाहनांच्या टप्प्यात येतील. बॅटरीमधील लिथियम हा 100% आयात केला जाणारा घटक आहे. त्यामुळे बॅटरीची 100% निर्मिती आपल्याकडे सुरू झालेली नाही. बॅटरीची अॅसेंब्ली आपल्याकडे केली जाते. लिथियम बॅटरीमधील मुख्य घटक म्हणजे त्यातील सेल. त्या सेलचे पॅकेज करून बॅटरी मॉड्यूल तयार होतात. अनेक मॉड्यूल एकत्र करून बॅटरीचा संच तयार होतो. बॅटरीमधील सर्व सेल आयात केले जातात. काही कंपन्यांनी या सेल भारतात तयार करण्याचे जाहीर केले आहे. त्या बॅटऱ्यांसाठी एक व्यवस्थापन यंत्रणा गरजेची असते. त्याचे सातत्याने संनियंत्रण (मॉनिटरिंग) (सेलचे तापमान, त्याची व्होल्टेज लेवल) करावे लागते. जेव्हा किंमती सामान्य लोकांच्या आवाक्यात येतील, तेव्हा रेंज म्हणजेच अंतराचा मुद्दा हा तितकासा महत्त्वाचा राहणार नाही. त्यावेळी ग्राहक EV खरेदी करण्याला प्राधान्य देतील कारण प्रति किमी. इंधनाचा खर्च या पॅरामीटरवर EV नेहमीच सरस ठरत आहेत. उदाहरणार्थ, सध्या प्रति चार्जिंग मिळणारे अंतर आणि त्याचा खर्च विचारात घेतला, तर EV ला तो खर्च साधारणपणे 1 रुपया प्रति किमी. येतो, जो प्रचलित वाहनाला 4 ते 5 रुपयांपर्यंत जातो.

 

 

EV मध्ये सगळ्यात महत्त्वाचा सतावणारा प्रश्न म्हणजे एकदा चार्जिंग केल्यानंतर ती गाडी किती किमी. जाऊ शकेल आणि चार्ज संपण्यापूर्वी त्या बॅटरीचे रीचार्जिंग करण्याची सोय असेल का? याचा विचार करता ज्याप्रमाणे जैविक इंधनावर चालणाऱ्या गाड्यांना कुठेही इंधन भरून ती गाडी पुढील प्रवासासाठी तयार करता येते, तशी व्यवस्था बॅटरी चार्जिंगबाबत सध्यातरी नाही. जागोजागी चार्जिंग स्थानके चालू करण्याबाबत सरकारी पातळीवर प्रयत्न चालू असून, सरकारने स्वतःचे काही आराखडे, नियोजन केले आहे. इलेक्ट्रिक वाहनांच्या वापरास प्रोत्साहन देण्याकरिता प्रत्येकी 25 किमी. अंतरावर चार्जिंग स्थानके उभारली जाणार आहेत. तर, 2026 पर्यंत संपूर्ण भारतात 4 लाख DC चार्जर करण्याचे त्यांचे नियोजन आहे. त्याचबरोबर वाहन उत्पादकांनीसुद्धा बॅटरी चार्जिंगसाठी मानकीकरण करणे गरजेचे आहे. म्हणजे सर्व गाड्यांच्या बॅटऱ्या उपलब्ध चार्जिंग स्टेशनवर रीचार्ज करता आल्या पाहिजेत, जे सध्या घडत नाही. प्रत्येक उत्पादकाची चार्जिंग प्रणाली वेगळी आहे. भारतामध्ये कम्बाइन्ड् चार्जिंग सिस्टिम (CCS) प्रामुख्याने वापरली जाते. तसेच AC चार्जिंग, DC चार्जिंगमध्ये फरक आहे. म्हणजे घरगुती वापराकरिता वापर करणारा ग्राहक DC चार्जिंग व्यवस्था त्याच्या घरी घेऊ शकत नाही. त्यामुळे DC चार्जर त्याच्या कामाचे नाहीत. एकूणच रीचार्जिंग व्यवस्थेची पूर्ण इकोसिस्टिम विकसित होणे गरजेचे आहे. या इकोसिस्टिममध्ये अर्थातच ज्या प्रमाणात चार्जिंगची गरज वाढत जाणार आहे, त्या प्रमाणात विद्युत ऊर्जेची उपलब्धता असणे हे आव्हान भारतासारख्या विकसनशील देशात फार मोठे आहे.

यासाठी बॅटरी स्वॅपिंगचा पर्याय वेगाने विचारात घेतला जात आहे. म्हणजे ज्याप्रमाणे आपण पेट्रोल पंपावर जाऊन पेट्रोल भरतो तसे चार्जिंग स्टेशनवर जाऊन जुनी बॅटरी देऊन पूर्ण चार्ज असलेली दुसरी बॅटरी गाडीत बसविणे. सध्या युरोपिअन देशांमध्ये याची सुरुवात झाली आहे.

 

 

EV मधील बहुतेक यंत्रभाग महागडे असून ते आयात केले जातात. हे यंत्रभाग भारतात बनविणे ही एक मोठी संधी भारतीय उद्योजकांसाठी निर्माण होत आहे. EV मधील बॅटरीसारख्या भागांचा पुनर्वापर करण्याचे तंत्रज्ञान जसजसे विकसित होत जाईल, तसतसे या क्षेत्रातील उद्योगाच्या संधी निर्माण होत जातील. वाहन उद्योगाला यासाठी लागणारे तंत्रज्ञान विकसित करावे लागणार आहे. त्यासाठी विविध उपकरणे लागतील. त्याच्यावर संशोधन करावे लागेल. तसे मनुष्यबळ निर्माण करावे लागेल, पुरवठा साखळी (सप्लाय चेन) तशी विकसित करावी लागेल. वाहन उद्योगासमोर हे आव्हान असणार आहे.

 

 

 

डीलरलादेखील त्याप्रमाणे प्रशिक्षित करावे लागेल. कुशल मनुष्यबळ निर्मितीचे मोठे काम आहे. त्यासाठी आम्ही वेगवेगळ्या स्तरावर प्रशिक्षणाचे आयोजन करीत असतो. भारतासारख्या देशात पुढील 2 दशके तरी IC इंजिन आणि EV हे दोन्ही हातात हात घालून चालतील. परंतु जसजसे इलेक्ट्रिकल वाहनांचे फायदे लक्षात येतील, बॅटरीच्या किंमती कमी होतील, त्यातील तंत्रज्ञानात बदल होईल, त्यानुसार इलेक्ट्रिकल वाहनांना अधिक प्राधान्य दिले जाईल.

 

 

गेल्या वर्षभरात आमच्याकडे इलेक्ट्रिकल वाहनांच्या खरेदीसाठी, विशेषतः जेव्हापासून आम्ही नेक्सॉन EV सादर केली आहे तेव्हापासून, प्रत्येक महिन्याला सातत्याने ग्राहकांच्या मागणीत वाढ होत असल्याचे दिसत आहे. मार्चपर्यंतच्या एका वर्षाच्या काळात नेक्सॉन EV गाड्यांची विक्री आम्ही सतत वाढत्या संख्येने केली आहे. नेक्सॉन EV ची लोकप्रियता आणि बाजारपेठेतील वाढती मागणी लक्षात घेता, टाटा मोटर्सने आपली उत्पादनक्षमता काही पट वाढविली आहे. बाजारपेठेत या गाड्यांची मागणी हळू हळू का होईना पण वाढते आहे, हे यामुळे निश्चित होते आहे. भविष्यातदेखील टाटा मोटर्स अशाच आणखी इलेक्ट्रिकल वाहनांची निर्मिती आणि त्याच्याशी संबंधित इकोसिस्टिमचे विकसन करणार आहे.

 

 

वाहन उद्योगामध्ये घडत असलेल्या या क्रांतिकारी बदलामुळे मोठ्या उद्योगांपासून ते लघु मध्यम उद्योगांपर्यंत सर्वांनाच आपल्या उत्पादन प्रणालीमध्ये आणि व्यावसायिक धोरणांमध्ये आवश्यक बदल करावे लागणार हे निश्चित. तंत्रशिक्षण क्षेत्रामध्येसुद्धा हे तंत्रज्ञान आत्मसात करून त्यामध्ये काम करणारे कुशल तंत्रज्ञ, अभियंते तयार करण्याचे आव्हान असणार आहे. आजवर झालेले अनेक बदल जसे आपण बघितले, पचवले आणि आत्मसात केले तसेच हेही बदल काही काळातच आपल्या रोजच्या जगण्याचा भाग बनतील हे नक्की.