Na co budeme jezdit v roce 2050?

Možností čím pohánět motory v nových i starších automobilech je několik. Jejich způsob a použité technologie se odvíjejí hlavně od toho, zda jde o úpravu již provozovaného vozidla na levnější a úspornější palivo, nebo o koncepční řešení, které je zaměřeno na úsporný a efektivní provoz automobilů v letech příštích. Bude automobily budoucnosti pohánět elektřina, zemní plyn, nebo vodík?

Plynová historie – a možná i budoucnost
Nejrozšířenějším alternativním palivem je – pokud jde o plynový pohon – LPG (Liquified Petroleum Gas), čili zkapalněný propan-butan, který ve světě využívá podle serveru Autorevue.cz na 13 milionů vozů, z toho zhruba setina (130 000 osobních aut) jezdí v Česku. LPG má u nás jako alternativní plynné palivo v širokém nasazení také nejdelší tradici - první auta, jejichž motory poháněl propan-butan se na našich silnicích objevila už před 20 roky. Vozidla na stlačený plyn však u nás byla vyráběna už ve 30. letech minulého století, kdy v předválečném Československu fungovaly i první plnící stanice na toto palivo. A historie plynových vozidel sahá ještě dále – už v roce 1860 si francouzský konstruktér Etienne Lenoir nechal patentovat svůj dvoudobý spalovací motor na svítiplyn, který poháněl jeho Hippomobile, což byl otevřený 5 až 7místný vůz se třemi koly, který se vyráběl od roku 1863.
LPG nyní roste další plynová konkurence v podobě CNG, tedy pohonu na stlačený zemní plyn (Compressed Natural Gas). Počet aut na CNG u nás ovšem zatím ještě nedosahuje takového rozšíření jako na propanbutanové palivo, využívá se spíše v městské hromadné dopravě, pro pohon vozidel komunálních služeb apod. V současné době jezdí v ČR asi 2 900 vozidel poháněných zemním plynem ( z toho je 312 autobusů), ale lze očekávat, že další budou přibývat. Ve světě je toto alternativní palivo už rozšířeno mezi motoristy více (pohání zhruba obdobný počet aut jako LPG), k největším příznivcům CNG patří Italové (730 000 aut).
Oproti LPG má CNG řadu výhod. Přestavba na LPG vychází sice o něco levněji (10 - 30 000 Kč oproti ca 40 – 60 000 Kč za CNG konverzi), ale tato vozidla nesmí do podzemních garáží, zatímco CNG už budou mít do nich vjezd povolen, a k dostání jsou i domácí a malé plničky, které stačí připojit na běžný plynový rozvod a zřídit si tak plnicí místo přímo u sebe, zatímco LPG je možné tankovat jen u specializovaných plnicích stanic. Také tankovací doby jsou už přijatelné – doplnit nádrž osobního vozu na CNG trvá zhruba 4 minuty. Navíc lze pořídit vůz na CNG přímo od renomovaných výrobců bez nutnosti přestavby včetně užitkových vozů do 3,5 t, které mohou využít i malé firmy a živnostníci, pro něž jsou vozidla s úsporným provozem důležitým faktorem. Majitelé starších aut si však spíše nechávají motory upravit na zkapalněný propan-butan LPG.
Nižší využití CNG u nás je ovlivněno hlavně zatím relativně řídkou sítí míst, kde lze CNG do nádrží natankovat – zatímco LPG lze v Česku doplnit na zhruba 800 místech, plnicí stanice CNG se počítají na desítky – v současné době je jich zatím zhruba padesát (z toho asi 30 určené veřejnosti, zbytek jsou podnikové plničky pro vozové flotily). Tato situace by se však měla poměrně rychle změnit. Veřejných plnicích stanic bude v průběhu příštích let rychle přibývat a jejich hustota by měla eliminovat jednu z dosavadních omezení CNG, což byl dojezd zhruba 200 – 250 km na jednu standardní nádrž, který se však postupně zvyšuje až na 300 – 350 km plus další na benzínový pohon. Do roku 2020 má být u nás v provozu téměř 300 plnicích stanic na CNG, a do hry vstupují také „domácí“ plničky jaké dodává např. firma Fuelmaker, společnost Motor Jikov zahájila nedávno sériovou výrobu malých plniček ideálních pro provoz menších firemních autoparků o několika vozidlech.
Prognózy uvádějí, že díky tomu by dynamicky mělo přibývat i vozidel na stlačený zemní plyn. V Evropě by jich mělo do roku 2020 jezdit až 23,5 milionu a v ČR má k tomu datu jejich odhadovaný počet dosáhnout 300–350 000. Poslední studie poradenské společnosti GIA uvádí prognózu 28,7 miliónu CNG vozů do roku 2015.

Automobilky už CNG akceptovaly
Rostoucí zájem motoristů o plynový pohon dokumentují i stoupající počty zakázek firem, která se zabývají jejich přestavbou, ale i skutečnost, že někteří výrobci automobilů nabízejí modely vybavené možností pohonu na CNG přímo z továrny. Patří k nim např. Ford, Fiat, Opel, VW, Volvo, Mercedes-Benz, Citroën aj., majitelé škodovek jsou však zatím odkázáni na dodatečné přestavby. K průkopníkům patří zejména Opel, z jehož výrobních linek v továrně v německém Russelheimu sjíždějí CNG verze modelů Zafira a Astra. Opel a Fiat už také vyrábějí motory přímo optimalizované pro plynový pohon, které mají tomu uzpůsobený kompresní poměr a další parametry, aby nabídly co nejlepší výkon. Přepínání mezi pohonem na klasická paliva a CNG se děje automaticky a řidič jej kromě rozsvícení příslušné kontrolky ani nezaznamená (mezi oběma pohony lze samozřejmě přepínat i manuálně).
K hlavním výhodám CNG oproti tradičním palivům patří kromě ceny (zhruba polovina ve srovnání s benzinem a naftou) hlavně nižší emise (výrazně méně CO2, žádné emise pevných částic ve srovnání s naftou, a také nižší hlučnost plynových motorů oproti dieselovým až o 70 %). Ne všude je však plynový pohon vhodným řešením – např. v horských oblastech motorům poháněným LPG či CNG klesá výkon a roste spotřeba, což snižuje celkový úsporný efekt.
Se zemním plynem se můžeme setkat ještě v jedné podobě: LNG, což je zkapalněný zemní plyn (Liquid Natrural Gas). I když má ve srovnání s CNG některé výhody (potřeba menší nádrže, ale větší dojezd vozidla, minimum emisí, doba plnění srovnatelná s benzínem a naftou), převažují spíše nevýhody dané požadavky na jeho výrobu, skladování (složitá technologie, nutnost skladování za velmi nízkých teplot a odpařování paliva při delším odstavení vozu, drahý a náročný servis). Proto se LNG mezi alternativními palivy příliš neprosadil a je používán pouze velmi malou částí vozů na plynový pohon.
Okrajově se pro pohon vozidel využívá také bioplyn (metan), počty těchto vozidel v různých zemích (Švédsko, Švýcarsko, Francie, Island) jsou však v řádu desítek, a jsou používána hlavně v dopravě v okolí místních bioplynových stanic.

Favorit příštích generací – vodík
Ve spektru plynových alternativních paliv figuruje ještě další významný hráč: vodík. Vodíkový pohon je považován za velmi perspektivní (stlačený nebo zkapalněný vodík se může spalovat přímo v motorech, ale na rozdíl od běžných paliv nevytváří  prakticky žádné emise, výstupem je vodní pára a malé množství kysličníků dusíku). Využití čistého vodíku však sebou přináší i zásadní nevýhody - zatím je tu problém s jeho bezpečnou výrobou (je drahá), a skladováním, vyžadujícími technologie pracující s extrémními tlaky a nízkou teplotou, což je zatím brzdou pro jeho masové rozšíření. Vodík ve směsi se vzduchem je výbušný, což přináší bezpečnostní rizika, jejichž řešení je nákladné.
Vodíkové projekty jsou tak zatím hlavně v experimentálním stádiu a fázi různých pilotních projektů, které mají ověřit podmínky praktické využitelnosti tohoto pohonu. Nicméně už se budují vodíkové plnicí stanice (jedna z nich vybudovaná ve spolupráci se společností Linde Gas v Neratovicích funguje již i u nás a v rámci městské dopravy provozované firmou Nerabus se tam lze svézt autobusem na vodíkový pohon). Také výrobci automobilů už připravili první modely určené pro tento druh paliva – např. GM, BMW se už připravují na vodíkovou budoucnost. Velkou roli při uplatnění vodíku sehrál nástup nových technologií, kdy např. díky využití nanotechnologií lze už vyrobit lehké, ale extrémně pevné nádrže umožňující tankování zkapalněného vodíku.
Další z prozatímních nevýhod vodíku a jeho uplatnění v dopravě je potřebná infrastruktura. Zatímco u plynového pohonu jde v podstatě pouze o doplnění již existující sítě čerpacích stanic, vodík, podobně jako elektromobily, bude vyžadovat výstavbu zcela nové infrastruktury s nemalými bezpečnostními nároky. Všeobecně se však předpokládá, že v budoucnu bude s jeho levnějším získáváním a prakticky nevyčerpatelnými zásobami nejperspektivnějším řešením současného nevyhovujícího systému založeného na spotřebovávání omezených zdrojů fosilních paliv – i když nové objevy ropných nalezišť mohou hrozbu jejich vyčerpání ještě na čas oddálit.
Vodík se ovšem už uplatňuje i v jiné podobě, je využíván v palivových článcích, kde vyrábí energii pro pohon elektromotorů přímo ve vozidle. Elektřina vzniká elektrochemickou reakcí vodíku (stlačeného či zkapalněného, nebo chemicky vyvinutého rovněž v automobilu např. ze zemního plynu, metanolu, benzínu apod.) s kyslíkem (dodávaným ze vzduchu). Palivové články nabízejí ve srovnání s klasickými akumulátory delší dojezd a jsou ekologičtější, protože se v nich neuplatňují škodlivé těžké kovy jako u klasických baterií.

Kontroverzní biopaliva: Dobrý záměr, ale problematická realita
Kapitolou sui generis jsou biopaliva, rozšířena hlavně v zahraničí, např. v Brazílii, kde se vyrábí etanol používaný jako palivo z cukrové třtiny, či ve Skandinávii, známé svým eko-trendem. U výdejních stojanů na čerpacích stanicích se začaly objevovat nápisy avizující možnost tankovat palivo s označením E85. Jde o tzv. bioetanol, což je palivo vyrobené z biomasy z 85 % etanolu a z 15 % naturalu 95 (minimální podíl etanolu musí být 70 %). Pro většinu běžných vozidel se používá ve směsi (obvykle 1:1) s klasickým benzínem, některé vozy jsou však vybaveny motory umožňujícími jeho spalování i v jiném poměru, včetně čistého etanolu – např. Volvo Multi-fuel. K výhodám biopaliva E85 patří kromě skutečnosti, že je vyráběno z obnovitelných zdrojů i nižší emise CO2, vyšší oktanové číslo (101 a více – obvykle 104-9) a zejména nižší cena kvůli osvobození od spotřební daně. Provozovatelé aut s pohonem na E85 zapsaným v TP ušetří i na silniční dani, kterou neplatí podobně jako např. hybridní vozy.
Biopaliva mají však i svá „ale“. K nevýhodám etanolového paliva patří problematické startování za chladného počasí (do směsi je potřeba pak přidat více normálního benzínu) a také není vhodný pro všechny motory (zatímco moderním motorům s větším objemem a turbodmychadlem vyšší oktanové číslo E85 může přidat na výkonu, starší nízkoobjemové pohonné jednotky naopak nejsou na E85 konstruovány), některé je nutno i upravit (nastavení řídící jednotky, často i nutnost mechanických zásahů do motoru – např. jiný kompresní poměr, časování, předstih apod.).
O tom, že přesvědčit řidiče tankující do nádrží tradičně benzín a naftu k přechodu na jiné palivo není jednoduchá záležitost, se mohli nedávno přesvědčit v Německu, kde čerpací stanice začaly nabízet nové biopalivo E85. Akce však v první fázi skončila fiaskem – řidiči novinku odmítli v obavě před poškozením svého motoru, které na nové palivo není uzpůsob. Renomovaný autoklub ADAC vydal dokonce seznamy kompatibility jednotlivých typů vozidel a jejich motorů pro používání E85.
Nadšená až nekritická propagace biopaliv byla motivována hlavně ekologickými hledisky, ale vývoj ukázal, že nejsou až tak ideálním řešením, jak by se na první pohled zdálo, a jejich neuvážené nasazení (navíc diktované přímo zákonem v podobě povinného přidávání do pohonných hmot) v masovém měřítku má i stinné stránky. Obecně způsobila mj. i osazování zemědělských ploch plodinami pro výrobu biopaliv, na nichž zemědělci se štědrou státní podporou mohou vydělat, namísto tradičních rostlin pro potravinářské účely (žlutá záplava řepky v české krajině je dokladem těchto změn i u nás), a v celkovém působení tak mohou způsobit více škody než užitku. Nové výzkumy a studie z Británie, Bruselu a USA navíc ukazují, že „zelená“ paliva mohou být paradoxně pro životní prostředí škodlivější než benzín a nafta.

Elektřina – zatím v plenkách…
V průběhu posledních let vstoupila do hry ještě elektřina, od níž si svět slibuje dopravu bez emisí, nezatěžující životní prostředí. Zatím však je to pravda asi tak napůl. Pro elektromobily totiž chybí zatím potřebná infrastruktura, a energie pro ně se vyrábí z velké části v běžných elektrárnách, které (zejména v případě uhelných) bezemisní rozhodně nejsou, nebo v motorech používající klasická fosilní paliva. Nové technologie však neustále vylepšují výdrž a kapacitu baterií a tím i dojezd elektromobilů, objevily se rychlodobíjecí stanice a rozbíhají se pilotní projekty, které mají prověřit možnosti elektrické budoucnosti dopravy. Jeden z nich i u nás – projekt Smart region ve Vrchlabí slouží jako „laboratoř“ pro EU a jeho součástí je i program Future Motion ověřující využití elektromobilů.
V nejbližsích letech však budou do masovějšího nástupu elektromobilů, s nimiž se počítá hlavně pro města, jimž by měly ulevit od emisí, řešením spíše hybridní vozy kombinující různé druhy pohonu (zpravidla spalovací motor a elektromotor). Ty jsou nejen úsporné, ale hlavně již běžně dostupné a mohou využívat stávající infrastrukturu.
 

Publikováno: 23. 5. 2011 | Počet zobrazení: 3637 613