rosler murr Schunk

Kam směřuje vývoj - budeme tankovat plyn nebo elektřinu?

Poté, co ropa a benzín vytlačily z dopravy páru a ovládly leteckou a námořní dopravu a do značné míry i železnici se zdálo, že svět má v otázkách pohonu pro motory dopravních prostředků vystaráno. Ale vývoj ukázal, že tak jednoduché to nebude.

 

S tenčícími se zásobami fosilních paliv a rostoucími cenami ropy, které se odrazily v růstu cen pohonných hmot se začala intenzívněji projevovat i snaha nahradit benzín a naftu v nádržích automobilů jinými palivy či typy pohonů, které by umožnily jejich levnější provoz. Významným impulsem byla série ropných krizí, zejména ropný šok na počátku 70. let minulého století, který lidem připomenul, že doprava závislá na využití ropy má své limity a cenu. V Americe, která dala světu moderní automobilismus, vystřídaly postupně tradiční "koráby silnic" menší, úspornější vozy. V Evropě a Asii, které nedisponují rozsáhlými vlastními zdroji ropy, bylo toto úsilí o maximální efektivitu a úspornost motorů postupně dotaženo téměř k dokonalosti.
V posledních dekádách k ekonomickému tlaku navíc přibyl i další faktor: ekologie a stále se zpřísňující předpisy na ochranu životního prostředí, které musí průmysl (výrobce vozidel nevyjímaje) respektovat. A právě tento ekologický trend výrazně ovlivňuje i zákazníky a tudíž poptávku, což samozřejmě ovlivňuje i trendy v automobilovém průmyslu, na který je problematika alternativních pohonů zaměřena především. Prosazují se samozřejmě i v dalších oblastech jako je železniční, letecká a námořní doprava, kde se také lze setkat s novými, netradičními typy pohonů, ale v největší míře je spojena právě s automobily.

Souboj nebo symbióza technologií?
Automobilky se poměrně pružně novým podmínkám a požadavkům přizpůsobily, a tak nabídka vozů s alternativními pohony rychle roste, a to i v ČR. V současné době lze sledovat hned několik trendů hledání náhrady tradičních pohonných hmot. Zatímco v uplynulých letech to byla zejména "plynofikace" automobilů, během posledních několika let nabrala na intenzitě pro změnu elektromobilita, a budoucností (k níž ovšem povede ještě zřejmě dlouhá a složitá cesta) by mohl být vodík. Každá ze zmíněných variant má své přednosti a slabá místa, ale také mnohá "ale...".
Klíčové faktory, které rozhodují o popularitě a rozšíření té které alternativy jsou v podstatě dva: podpůrná infrastruktura a cena. Ale zatímco s cenou lze kouzlit a vytvořit motivující podmínky, u infrastruktury je to dáno jednoznačně: buď je (v dostatečném rozsahu pokrývajícím požadavky uživatelů) nebo není. Od toho se odvíjí vše.

Biopaliva
Pro zastánce ekologie asi nejatraktivnější varianta, ale zároveň skrývající nejedno úskalí. První generace biopaliv přinesla v podstatě více škody než užitku a hlavní naděje jsou tak spojovány spíše s novými druhy biopaliv, tzv. druhé (vyráběných z energetických pliodin) a třetí generace (vyráběné z řas), které by už neměly jít na úkor potravinářských plodin či využívání zemědělské půdy přínosnější pro jiné účely. Mezi motoristy si navíc biopaliva nezískala zrovna velkou oblibu. Jsou ovšem dnes už povinnou součástí běžných paliv jako jejich příměsi (bionafta pro dieselové motory a bioethanol v palivu pro benzínové). Ethanol je už rovněž k dispozici u čerpacích stanic, ale vozy s motory optimalizovanými pro jeho využívání jsou ve výrobním programu automobilek spíše výjimkou.
Probíhají už experimenty s biopalivy tzv. 4. generace, získávaných pomocí geneticky upravených bakterií.

Auta na baterky
Elektromobily a elektromobilita byly v podstatě až do minulého roku jakousi mantrou automobilového průmyslu. Teoreticky ideální varianta - ekologické, tiché vozy ohleduplné k životnímu prostředí, vhodné i do emisemi sužovaných měst a jejich center. Podařilo se i jakžtakž technicky vyřešit (s výhledem na postupné další zlepšování) jedny z hlavních dosavadních problémů elektromobilů - malý dojezd a rychlost dobíjení. Současné elektromobily nejnovější generace už bez problémů zvládnou na jedno nabití i stovky kilometrů (ovšem jen za ideálních podmínek, v chladných zimních dnech se kapacita akumulátorů snižuje a energii odčerpává nutnost vytápět interiér, takže dojezd se rapidně snižuje na pouhé desítky km), rychlodobíjecí stanice doplní baterie na 80 % jejich kapacity během 15 - 30 min. Zatím jejich síť není příliš hustá, ale postupně rychle přibývají a hlavně už i tam, kde jsou předpoklady jejich reálného využití. K dobíjecí stanici se už nemusí jezdit do areálu energetických společností nebo firem vyrábějících elektrická zařízení, ale lze je dobíjet např. v nákupních centrech, na letištích apod.
K hlavním výhodám (ale i potenciální Achillově patě) elektromobilů patří také jejich jednoduchost. Komplikovaný spalovací motor a převodové ústrojí jsou nahrazeny elektromotorem a akumulátorem, který nahrazuje věčně žíznivou nádrž. Provozní náklady, včetně údržby, jsou oproti klasickým automobilům velice příznivé. Jenže právě provoz vyžadující minimální údržbu může být ve skutečnosti zabijákem elektromobilů, protože při současném cenovém souboji automobilek je jednou z mála možností, jak mohou značky na svých stále se zlevňujících vozech vydělávat, jejich následný servis.
Ale hlavní překážkou, bránicí zatím většímu nástupu elektromobilů, je jejich cena. Ve srovnání s klasickými vozy prostě stále příliš vysoká. Ta je sice částečně kompenzována různými výhodami (elektromobily neplatí silniční daň, mohou bez problémů i do centra měst, kam mají vozy od určitého stupně emisí vjezd zakázán, někdy jsou podporovány různými úlevami, jako vyhrazení parkovací zóny či finanční dotace apod.), nicméně faktem zůstává, že jsou zatím příliš drahé. Značný podíl na tom nese vysoká cena akumulátorů, které určují celkové parametry vozu - včetně jeho koncové ceny. Elektromobily si tak pořizuje relativně málo zákazníků (hlavně ti, kdo chtějí dát najevo své ekologické přesvědčení a mají na to dost peněz). Pro automobilky se tak elektromobily stávají sice záležitostí nutnou pro pozitivní eko-image, ale nepříliš atraktivní, navíc s finančně nákladným vývojem. Za současných podmínek tedy něco jako nutné zlo, které je potřeba mít ve výrobním programu, ale které rozhodně nepatří k výdělečným aktivitám.

Fenomén jménem hybridy
Když v roce 1997 přišla Toyota s první generací svého hybridního vozu Prius, byl považován za exotickou technologickou novinku a Toyota měla řadu let na hybridy doslova monopol. Dnes má hybridní model (či spíše více modelů v různém pojetí kombinace spalovacího motoru a elektromotoru, naposledy také vzduchu) ve svém portfoliu prakticky každá z významnějších automobilových značek - podobně jako elektromobily. O jejich popularitu se zasloužil mj. právě úspěch Priusu a jeho parametry, které se staly za čas jakýmsi novým etalonem v automobilovém průmyslu. Cenné služby prokazuje výpomoc elektromotoru při rozjezdu, kdy má spalovací motor nejvyšší spotřebu a ten zase spolu s rekuperačními systémy dodává energii pro baterie pohánějící elektromotor. Hybridní technologie umožňují významně snížit spotřebu (tzn. i provozní náklady), zejména při jízdě ve městě, ale jejich slabinou byla, a většinou stále je, vyšší pořizovací cena. I to se však může změnit, jak ukazuje např. propagační akce Toyoty, kdy firma nabízela hybridy za cenu prakticky srovnatelnou s obdobnými běžnými vozy.
Současným trendem jsou tzv. plug-in hybridy, neboli "hybridy do zásuvky", které lze považovat za jakýsi předstupeň čistého elektromobilu. Jejich akumulátory (obvykle s vyšší kapacitou než mají tradiční hybridy), lze dobíjet z domácí zásuvky nebo u dobíjecích stanic, kde dobíjení vyšším proudem může probíhat rychleji.

S plynem v nádrži místo benzínu
Vozy na plynový pohon jsou populární už řadu let - právě díky své nízké spotřebě, resp. nižší ceně pohonných hmot ve srovnání s benzínem či naftou. Mění se však postupně typ paliva, který používají. Zatímco dříve kralovaly (a v podstatě dosud tvoří největší část vozového parku plynem poháněných vozidel na našich silnicích) automobily na LPG, neboli propan-butan, dnes se trend začíná přiklánět hlavně k další alternativě: stlačenému zemnímu plynu neboli CNG. V roce 2006 podepsaly plynárenské společnosti dobrovolnou dohodu se státem, s cílem zvýšit podíl zemního plynu v dopravě. Po trochu rozpačitých počátcích, kdy po ČR vzniklo několik desítek stanic, ale často ne ideálně dostupných, začala jejich síť v posledních letech významněji houstnout. Výdejní stojany na CNG se přesunuly do plnicích stanic ke klasickým benzinkám a do blízkosti hlavních silničních tras. Na trhu se objevily i domácí plnicí stanice a verze využitelné i pro menší firemní autoparky. Přibývá i samotných vozidel s CNG úpravou přímo z továrny od výrobce, což výrazně zvýšilo zájem o tuto alternativu. A to nejen proto, že se vozy nemusí podrobovat přestavbě, homologaci apod., protože dříve potřebnou dodatečnou úpravu v hodnotě 15 - 20 000 Kč dostávají už v ceně vozu (ne moc odlišné od ceny standardní "neplynové" verze), ale i proto, že jejich motory jsou už právě na tento druh paliva vyladěné. Díky vyššímu oktanovému číslu má CNG dobré parametry, pokud jde o výkonnost motoru a příznivé emisní hodnoty. Dojezd je srovnatelný s běžnými vozy, na rozdíl od např. elektromobilů není potřeba se obávat, že vůz s CNG pohonem zůstane někde "viset", když dojde palivo. Jezdí totiž i na běžný benzín (vůz automaticky přepíná režim, pokud dojde plyn v nádrži, resp. jeho tlak poklesne pod určitou hranici) a s kanystrem k pumpě se dá dopravit snáz než elektřina k vybitému vozidlu. Podle nové právní úpravy nyní CNG vozy mohou navíc (na rozdíl od LPG) parkovat i v podzemních garážích.

Kauza vodík
V oblasti alternativních pohonů se vodík vyskytuje ve dvou hlavních podobách: v palivových článcích, využívaných k výrobě elektřiny pro pohon elektromobilů (tzv. Fuel cells, či F-cells) nebo v čisté formě jako pohonná hmota pro motory speciálně konstruované pro jeho spalování. I vozy na vodíkový pohon již reálně existují - zatím však hlavně jako koncepty či prototypy nebo malosériově vyráběné typy. Největší zkušenosti s nimi mají automobilky GM, BMW a Audi.
Výroba vodíku je sice technologicky bez větších problémů zvládnutelná, ale jeho skladování a manipulace s ním (pod vysokým tlakem a za nízkých teplot) je však  problematická a náročná a vyžaduje nákladnou infrastrukturu. Její rozvoj sice začal už před několika lety, ale za současné obtížné hospodářské situace, s níž se potýká většina vyspělých zemí světa, kde by vodík jako palivo přicházel v úvahu, zjevně nelze očekávat, že by se v něm pokračovalo výraznějším tempem, a že by v následujících letech vznikla dostatečná infrastruktura pro vodíkem poháněná vozidla. Nicméně i to se může časem změnit, jak naznačuje ambiciózní projekt e-gas německé automobilky Audi. Ta vybudovala a uvedla do (zatím pilotního) provozu průmyslový komplex na výrobu metanu z CO2 pomocí elektrolýzy, s nímž se v budoucnu počítá právě pro výrobu vodíku. V Německu se počítá s výstavbou celkem tří provozů tohoto typu.
Dalším impulzem jsou pokroky v oboru nanotechnologií. Naznačují slibné možnosti zvýšení schopnosti palivových nádrží pojmout větší množství stlačeného plynu pomocí zvětšení aktivního povrchu jejich vnitřku. Nové materiály umožňují výrobu lehkých vysokopevnostních nádrží místo tradičních ocelových, což je významným prvkem pro snižování hmotnosti vozidel obecně.

To pravé...
Rozšiřování alternativních pohonů s sebou přináší jednu nespornou výhodu - konkurenční prostředí. Z dnešního pohledu a v kontextu ekonomické situace se jako atraktivní alternativa jeví zejména CNG a hybridy. Za čas ale mohou optimální řešení nabídnout elektromobily (pokud se podaří výrazně snížit jejich cenu nebo nastavit rozumné podmínky pro jejich podporu). A o vodíkové budoucnosti již řeč byla. Nicméně přes počáteční optimismus spojovaný s nástupem alternativních pohonů (zejména pak elektromobility) je dnes už zjevné, že to rozhodně nebude tak rychlá a jednoznačná záležitost. Spalovací motory využívající pohonné hmoty z fosilních paliv tu s námi - v moderní, vysoce efektivní a úsporné podobě - ještě nějaký čas pobudou. Bylo by ostatně naivní se domnívat, že automobilky zahodí ze dne na den či z roku na rok dlouhá léta vyvíjené know-how a zkušenosti ve jménu nějaké, byť právě módní, technologické novinky. Donutí je k tomu časem jen stále přísnější emisní předpisy, jejichž limity se daří dosahovat stále obtížněji. Nicméně i moderní benzínové či dieselové motory jsou např. dnes už výrazně ekologičtější než kdy dříve a v hybridní podobě už téměř srovnatelné s některými alternativními variantami. Ve finále to nakonec rozhodnou jako obvykle zákazníci a jejich poptávka. Podstatná je hlavně možnost výběru - a ta je dnes už hodně široká. /jv/
 

 
Publikováno: 25. 8. 2013 | Počet zobrazení: 2234 článek mě zaujal 479
Zaujal Vás tento článek?
Ano