ekoblog.cz technologie a životní prostředí

Toyota Prius HydrogenZávislost naší společnosti na dopravě se spolu s globalizací neustále zvyšuje. Pro osobní dopravu i zásobování je zásadní automobilová doprava, dnes závislá na fosilních palivech, zejména ropě. Je zřejmé, že zásoby této suroviny se pomalu ztenčují a levně dostupná ložiska těžby už jsou prakticky na konci své životnosti. Podle některých odhadů se právě nacházíme v okamžiku, od kterého už se bude objem těžby ropy pouze snižovat (překročili jsme tzv. PeakOil).

V polovině května se v norském Stavangeru konal již čtyřiadvacátý ročník konference Electric Vehicle Symposium (EVS) zaměřený na automobily s alternativním, především elektrickým pohonem. Na akci byla jasně viditelná přítomnost velkých světových automobilek (Toyota, Ford, Opel, Fiat, Mazda, Mitsubishi), které úspěšně doplňovaly i zcela nově vzniklé firmy zaměřené výhradně na elektromobily (Think, Tesla Motors, Brusa, Buddy, Bright Automotive). Podle slov řečníků se po dlouhé době elektřinou poháněné dopravní prostředky z dílen nadšenců a pokusných laboratoří postupně stávají novým průmyslovým oborem.

Součástí konference bylo i slavnostní otevření norské „vodíkové dálnice“ HyNor. Za přítomnosti norského korunního prince Haakona Magnuse byla slavnostně představena nová síť čerpacích stanic na vodík podél dálnice z Osla do Stavangeru. Doprovodnou akcí bylo Viking Rally, tedy závod vozidel na alternativní pohon. Soutěžilo se ve třech kategoriích – elektromobily, plug-in hybridy a auta na vodíkový pohon.

Mezikrokem mezi dnešními a budoucími automobily jsou hybridní vozy (hybrid vehicles, HV). Ty mají kromě klasického spalovacího motoru ještě akumulátor a elektromotor. Ten se využívá ke snížení spotřeby paliva v situacích, kdy je spalovací motor málo účinný – tedy zejména při rozjezdu či popojíždění v městské koloně. Při jízdě na delší vzdálenosti nebo po vybití akumulátoru přichází na řadu spalovací motor. Akumulátory hybridních automobilů se totiž dobíjejí pouze při brzdění nebo pomocí spalovacího motoru během jízdy. Typickým zástupcem hybridních vozů jsou Toyota Prius nebo vozy Lexus - SUV RX 400h, sedan GS 450h a limuzína LS 600h.

O kus dál jsou hybridní automobily, které mají větší akumulátor, a tedy větší dojezd na elektrický pohon. Lze je dobíjet přímo ze zásuvky (anglicky plug), a odtud vzešlo jejich pojmenování – plug-in hybridy (PHV). Aktuálním příkladem je připravovaný Chevrolet Volt, či jeho evropský sourozenec Opel Ampera, které mají mít dojezd čistě na elektřinu dokonce 60 km, což je pro většinu lidí pro každodenní dojíždění do práce dostačující. Automobily jsou vybaveny kabelem s běžnou zásuvkou, doba dobíjení je 2,5 hodiny. Oproti Toyotě Prius první generace nemají tyto dva modely z dílny GM žádné mechanické propojení spalovacího motoru s koly – spalovací motor tedy slouží výhradně jako generátor pro dobíjení akumulátorů. Díky tomu může být jednotka motoru hodně jednoduchá a běžet stále v optimálním provozu za konstantních otáček.

Opel Ampera, koncernový sourozenec Chevroletu Volt. Snad přežije krizi automobilky.Další možností je „čistokrevný“ elektromobil (electric vehicle, EV), tedy automobil, který má energii uskladněnu pouze v akumulátorech. Ty mohou napájet buď jeden elektromotor, od kterého je hnací síla rozvedena k jednotlivým kolům, anebo více elektromotorů instalovaných přímo v nábojích kol. V závislosti na zapojení hnacích jednotek je pak v některých případech umožněna rekuperace energie – tedy zpětné dobíjení akumulátorů při brzdění automobilu. Příkladem EV je norské městské auto Think City nebo americký sporťák Tesla Roadster.
Stoprocentní elektromobil – Think City.
Sporťák Tesla Roadster.Další kategorií vozidel na alternativní pohon jsou vodíková auta, která mohou být poháněna buď elektřinou vyrobenou z vodíku v palivových článcích (jedná se tedy o elektromobil), nebo spalovacím vodíkovým motorem. Vodíkové automobily s palivovými články se zdají být do budoucna velice perspektivní cestou, v současné době je však jejich provoz limitován dojezdovou vzdáleností do 250 km a životností současných palivových článků (3-5 let). Na Viking Rally byly z této technologie k vidění například Fiat Panda HyTRAN, Ford Focus či terénní Ford Explorer.
Vodíkový Fiat Panda HyTRAN, dojezd 250 km.Pohled pod kapotu vodíkového Fordu Focus.
Vodíkový Ford Explorer. Pohon na všechna čtyři kola, vepředu i vzadu elektromotor o výkonu 65 kW.Vodíkové automobily se spalovací motorem mají výhodu delší životnosti (nemají palivové články) a možnost kombinace paliv. Mezi zástupce této skupiny patřilo na Viking Rally několik Toyot Prius Hydrogen. Zajímavými automobily byly Ford Transit Van a Mazda RX8 Hydrogen, které měly kromě nádrže na vodík i nádrž na klasický benzin a spalovací motor byl upraven tak, aby zvládnul obě paliva.Tento Ford Transit jezdí na benzín i na vodík.Automobily budoucnosti samozřejmě musí stejně jako klasická auta splňovat celou řadu základních technických a bezpečnostních norem. Pro zvýšení tržního podílu automobilů s alternativním pohonem je ovšem potřeba dosáhnout co nejlepších parametrů sledovaných při rozhodování o koupi nového vozidla s alternativním pohonem. Mezi tato kritéria patří dojezd na jedno nabití či doplnění paliva, doba potřebná k nabití, potřebná infrastruktura (dobíjecí či plnicí stanice), životnost, pořizovací cena a provozní náklady. K co ideálnímu naplnění těchto parametrů vedou různé cesty a budoucnost teprve ukáže, která technologie se nakonec prosadí ve velkém měřítku. Pro nejbližší roky mají dobře nakročeno hybridní vozy a automobily kombinující různé druhy paliv (například vodík a benzin, bioetanol a benzin atd.), které svou variabilitou snižují závislost na řídké infrastruktuře plnicích vodíkových stanic a dostupnosti elektrické zásuvky.

Hlavní motivací pro vývoj alternativních pohonů vozidel je potřeba snížení závislosti na dovozu fosilních paliv a snaha o zlepšení životního prostředí. Pro ekologický přechod k elektromobilům bude naše společnost potřebovat čisté zdroje elektrické energie, ať už pro dobíjení akumulátorů či na elektrolýzu vodíku. Technologie jsou však připraveny a čekají na hromadné využití.


Tento text právě vychází v časopisu Alternativní energie č. 4/2009. Článek vzniknul za podpory Finančních mechanizmů EHP a Norska a státního rozpočtu České republiky prostřednictvím Fondu pro podporu výzkumu.