Alternativy? Ano! Pomalu...

Elektromobil není vůbec ničím novým. Ostatně již před 113 lety jako první pokořil tehdejší rychlostní hranici snů 100 km/h. Na britských ostrovech slouží při rozvozu mléka již od třicátých let dodnes téměř masově. U nás jeho specifickou verzi "ještěrku" najdeme na nádražích či v logistických areálech také více než šest desítek let.

Elektromobilům stojí v cestě spousta vážných překážek. Omezený dojezd, citelný nepoměr mezi provozní a užitečnou hmotností, značná potřeba času na dobíjení, vysoká pořizovací cena, omezená životnost nákladných a těžkých olověných akumulátorů, respektive nepatrně delší životnost velmi podstatně dražších akumulátorů lithium iontových, téměř neexistující síť dobíjecích stanic.

Ekologie však nevýhody poněkud stírá. Byť "palivo" pro elektromobil je nutno nějak vyrobit! A skutečně čistých, jaderných elektráren je zatím málo. Větrné a sluneční drasticky devastují krajinu, jejich produkt je až absurdně drahý a tepelné, zejména hnědouhelné (které převažují) rozhodně ekologickými zdroji nejsou. Jejich komíny jsou však nepřímými výfuky zdánlivě "čistých" elektromobilů.

SKEPSE SKUTEČNĚ ODBORNÁ

Stefan Jacoby, prezident společnosti Volvo, kritizuje přístup Evropské komise k "ekologizaci" motorových vozidel. Ta totiž ohrožuje pracovní místa, investice i konkurenceschopnost evropského průmyslu. Vyzval EU, aby zajistila koordinaci pobídek a zintenzivnila podporu výzkumu a vývoje. Obává se o racionalitu Bílé knihy o dopravě, ve které EK uvádí, že emise skleníkových plynů v dopravě do roku 2050 musí klesnout nejméně o 60 %. Dokument požaduje, aby podíl vozidel s konvenčním pohonem klesl ve městech do roku 2030 na polovinu a do roku 2050 na nulu.

V roce 2011 však bylo v celém světě prodáno s výraznými poplatkovými úlevami a nákladnými dotacemi (!) jen méně než 50 tis. vozidel poháněných elektricky. Tedy počet zcela zanedbatelný (0,1 % trhu). "Je příliš brzy na úvahy o eliminaci konvenčních hnacích ústrojí, jejichž účinnost se navíc neustále zvyšuje. V posledních dvou letech naše společnost snížila emise CO2 svých spalovacích agregátů o 13 %," podotkl Jacoby.

Ačkoliv pro zavádění elektromobilů v EU nebyl stanoven direktivní cíl, oborové studie ukazují, že řada států Unie přeceňuje tempo, jímž lze elektromobily prosazovat. Studie EK nazvaná European Strategy on Clean and Energy Efficient Vehicles, předpovídá do roku 2020 tržní podíl 3 %, a do 2030 dokonce 30 %.

"To je nereálné. Vzhledem k absenci koordinace vládních iniciativ a velmi vysokým nákladům zejména na akumulátory i jejich likvidaci podíl elektromobilů do roku 2020 stěží dosáhne jednoho procenta," zdůrazňuje Jacoby.

Hlavní překážkou je velmi pomalý pokles cen technologií. Proto jsou nutné velmi nákladné masivní dotace a systémová podpora na celém kontinentu. Nyní však zásadně brzděné ekonomickou krizí. Většího rozsahu elektrifikované mobility lze dosáhnout jen koncepčně řízenou spoluprací průmyslu, vlád, provozovatelů infrastruktury, energetických společností a vědeckých institucí.

Čínská vláda loni poskytla 15 miliard dolarů na podporu výzkumu a vývoje elektrifikace silniční dopravy. Mnohonásobek toho, co vynakládají EU a USA dohromady. Podobně velkoryse postupují například Malajsie, Brazílie, Indie či Rusko.

VELCÍ JSOU PŘIPRAVENI

Parketou elektromobilu je (vedle dlouhá léta fungujících aplikací) rychlý a čistý provoz tam, kde jsou nastavena zvlášť přísná omezení. V rekreačních, lázeňských, přísně obytných aglomeracích v čele se zpoplatněnými centry měst. Například v Londýně je elektromobil osvobozen od poplatku 8 liber (!) za vjezd do centra. Podobně ve Stockholmu i jinde.

Proto například letňanská Avia úspěšně zvyšuje výrobu vozidel nabízených ve světě jako Smith Newton. Zákazníky jsou především pošty, DHL, ale i americká armáda. Její partner, britský Smith, dodavatel elektrické části hnacího ústrojí, spolupracuje však například také s Fordem a upravuje sériově řadu Transit. Ale Citroën, Mercedes-Benz, Peugeot, Iveco, Renault, Volkswagen, a téměř všichni ostatní, nabízejí elektrické odvozeniny často včetně osobních.

Agilní Nissan vyrábí model Leaf na podlahové plošině vyvinuté pro elektrická vozidla a využívající prvky alianční platformy B (Micra/Note/Renault Clio). Střední část je upravena pro uložení akumulátorů, na jejichž vývoji pracuje už od roku 1992 (!). Jedná se o blok 48 lithium iontových modulů s plochými články o výšce jen 260 mm. Pro jejich produkci byla založena Automotive Energy Supply Corporation (AESC), společný podnik Nissanu a Nippon Electric Company v japonském závodě Zama. Vzhledem k další produkci ve Smyrně (US), Sunderlandu (GB), Aveiru (P) a Flinsu (F), směřuje aliance Renault-Nissan k pozici největšího výrobce automobilových trakčních akumulátorů i kompletních elektrických vozidel.

Gigantické koncerny Daimler a Bosch zase uzavřely významnou smlouvu o výhradní spolupráci při výrobě komponentů elektrických vozidel (zejména motorů) ve společném závodě v Hildesheimu, který by měl pokrýt celou potřebu obou partnerů.

NEJEN VÝROBA VOZIDEL!

Nissan je však aktivní v širším měřítku. Podílí se radikálně na budování sítě nabíjecích stanic a na přídi jeho vozidel jsou pod vodotěsným víčkem dvě zásuvky. Jedna pro připojení k veřejné stanici s rychlým nabíjením (na 80 % za 30 minut), druhá pro domácí systémy Plug-In se standardním napětím (Japonsko 200, USA 240, Evropa 230 voltů), které vyžadují asi osm hodin pro obnovení plné kapacity. Nissan vyvinul dobíjecí stanice, jejichž cenu dokázal stlačit již na 10 tisíc eur za kus.

Hodlá ve spolupráci s několika partnery vybudovat koridory na hlavních tazích tak, aby elektromobil mohl dojet například z Paříže do Amsterdamu s pomocí stovek stojanů rozmístěných v dostatečné vzdálenosti. Hodlá využívat nákupních areálů, autoservisů, velkých čerpacích stanic, garáží, parkovišť či terminálů hromadné dopravy.

Automobilky Audi, Porsche, Volkswagen a další se dohodly, že budou v elektromobilech v Evropě a v USA užívat jednotné rozhraní pro rychlé dobíjení stejnosměrným proudem prostřednictvím systému kombinovaného dobíjení (Combined Charging System). Slučuje do jediného spojovacího prvku jednofázové dobíjení střídavým proudem, rychlé dobíjení třífázovým střídavým proudem, stejnosměrné dobíjení v domácnostech nebo velmi rychlé stejnosměrné dobíjení na dobíjecích stanicích. To urychlí výstavbu standardizované infrastruktury. Sdružení SAE International (Society of Automotive Engineers) zvolilo kombinované dobíjení jako standard pro rychlé dobíjení, který rozšiřuje stávající dobíjení střídavým proudem typu 1.

OCTAVIA JE PŘIPRAVENA

Naše automobilka má připravenou výrobu elektrické Octavie E Line vycházející ze standardní Octavie Combi. Kola přední nápravy pohání elektromotor s točivým momentem 270 Nm o trvalém výkonu 60 kW a špičkovém 85 kW. Zdrojem energie jsou lithium iontové akumulátory s kapacitou 26,5 kWh uložené pod zadními sedadly a podlahou zavazadlového prostoru. Vozidlo zrychluje z 0 na 100 km/h za 12 s, největší rychlost 135 km/h je limitována omezovačem a s úplným nabitím ujede až 140 km. Je vybaveno "umělým hlukem" emitovaným do 40 km/h, aby bylo vnímáno ostatními - zejména chodci.

RENAULT POČÍTÁ S DOTACEMI

Koncepce elektrického užitkového Renaultu Kangoo Z.E. navazuje na osobní Nissan Leaf, motorgenerátor je převzat z osobního Fluence Z.E. s výkonem mírně sníženým na 44 kW a zachovaným točivým momentem 226 Nm, který je k dispozici od nulových otáček. Akumulátory (48 modulů po 8,3 V bez nuceného chlazení) jsou uloženy pod podlahou mezi nápravami, neomezují užitný objem furgonu. Dodává je Automotive Electric Supply Corp., elektromotory Continental (do roku 2013, kdy začne výroba vlastních ve francouzském Cléonu). Renault nastavil cenu na 22 tisíc eur. Ve většině zemí EU je snížena státními dotacemi na přibližně 15 tisíc eur. Akumulátory nejsou součástí kupní smlouvy, ale poskytnuty na leasing za 75 eur měsíčně při proběhu 10 tisíc km ročně.

PROPRACOVANÝ DISTRIBUTOR TRANSIT

Zatímco užitkový elektrický Newton na bázi Avia s hnací soustavou Smith je poměrně dobře znám nejen u nás, stejně významný je distribuční Edison na základě Fordu Transit. Je k dispozici prakticky v celém spektru standardního typu, přesněji o celkové hmotnosti 3500 až 4500 kg s pohonem kol přední nebo zadní nápravy (vzadu včetně dvojmontáže kol). Stejně tak lze volit všechny varianty karoserií i minibusy ve formátu s 12 až 17 místy pro cestující, rozvor náprav 3300, 3504, 3750 a 3954 mm. Provozní hmotnost pak činí 2245 až 3220 kg, užitečná je k dispozici od 780 do 2111 kg. Edison je konstrukčně identický se základní verzí. Na místě původního spalovacího motoru a převodovky je v přídi instalován elektrický motorgenerátor a velmi výkonná elektronická vektorová řídicí soustava, její chladicí okruh a převaděč střídavého a stejnosměrného proudu.

Zdrojem energie je blok lithium iontových akumulátorů uložený pod původní podlahou, respektive po stranách podélníků rámu. Kapacitu lze volit v rozsahu 36, 40, 50 a 51 kWh. Hnací agregát je společný - asynchronní o největším výkonu 90 kW. Plně nabitý ujede 90 až 180 km v závislosti na velikosti zatížení, technice jízdy řidiče, profilu trasy, klimatických podmínkách atd. Dobití akumulátorů z 0 na 100 % kapacity při využití standardní sítě (230 V/50 Hz) trvá 8 hodin, ale při využití samočinné digitálně řízené soustavy pro rychlé nabíjení (může být instalována ve vozidle) již jen 240 minut.

Ford ve spolupráci s jinými partnery nabízí také elektrickou verzi řady Transit Connect.

AŽ PŘÍLIŠ TICHÝ

Elektromobil Mercedes-Benz Vito E-Cell pro distribuční provoz bez plynných i hlukových emisí využívá lithium iontové akumulátory s životností až 1000 cyklů (přibližně tři roky provozu). Uloženy jsou na pomocném rámu vestavěném do samonosné karoserie s dlouhým rozvorem 3200 mm. Jedná se o šestnáct modulů, respektive 192 článků (každý z nich je samostatně monitorován řídicí jednotkou sítě). Nominální napětí činí 360 voltů, kapacita 36 kWh, z nichž 32 kWh je k dispozici pro pohon vozidla.

Dobíjení vyžaduje napětí 380/400 voltů s převodem přes palubní konvertor, které je schopno dosáhnout 100% nabití za 360 minut. Použít lze sice také běžnou síť o napětí 230 voltů, ale potom spotřebuje dvojnásobek času. Hnací jednotku tvoří synchronní elektromotor s permanentními magnety, jehož největší výkon činí 70 kW, trvalý 60 kW. Je instalován bez převodovky s jediným sestupným převodem. Poskytuje největší rychlost 80 km/h (omezovač) a dojezd 130 km. Užitečná hmotnost činí 900 kg, je rovnocenná typu se spalovacím motorem. Stejně jako celková hmotnost 3050 kg. Pozitivním efektem je naprostá bezhlučnost, ale právě to paradoxně komplikuje jízdu v pěších zónách. Chodci vozidlo prakticky nevnímají.

PLYN MÁ RACIONÁLNÍ OPORU

Stejně jako elektrický pohon, je využití plynných paliv staré jako automobil sám. Masově se jako nouzové řešení rozšířilo zejména za druhé světové války, kdy civilní doprava dostávala jen minimální příděly nafty či benzinu. Vyřešil to dřevoplyn.

Reálné široké uplatnění s relativně dostupnou distribuční sítí mají nyní jen dvě plynná paliva - stlačený zemní plyn (Compressed Natural Gas - CNG) a kapalný ropný plyn (Liquefied Petroleum Gas - LPG). První z nich tvoří z 98 % metan CH4 s příznivým poměrem uhlíku a vodíku, nejedovatý přírodní produkt se snadnou nenákladnou těžbou a zpracováním, bezpečným provozem (nehrozí výbuch), výtečnými ekologickými vlastnostmi a bohatými zásobami rozloženými prakticky po celém světě. Používá se stlačený, nikoli až do kapalného skupenství.

Druhý (propan butan) je vedlejším produktem zpracování ropy zkapalněním za hlubokého chlazení stlačením 270 : 1. Je nejedovatý, nedýchatelný s mírně narkotickými účinky, rozpouští laky, oleje, tuky a přírodní kaučuk (pro těsnění jsou nutné speciální syntetické materiály). Nevýhodou je zákaz vjezdu vozidel spalujících LPG do podzemních garáží z bezpečnostních důvodů.

Nevýhodou CNG, zejména v Česku (!), je velmi omezená síť čerpacích stanic, zatímco dosažitelnost LPG je podstatně snazší. V Evropě jezdí více než čtyři miliony vozidel spalujících LPG, v Česku přibližně 130 tisíc a asi 6000 lehkých užitkových.

Automobilky nabízejí vozidla s motory spalujícími plynná paliva "napříč celým typovým spektrem" včetně užitkových. Dokonce včetně těžkých tahačů.

Protože v některých zemích (například v Itálii) mají vozidla spalující plynná paliva třetinový i větší podíl na prodeji v důležitých segmentech, především lehkých užitkových, nabízejí téměř všechny velké automobilky tyto typy sériově a od základu postavené pro efektivní a bezpečné využití plynných paliv.

CHVÁLYHODNÁ DVOJÍ TVÁŘ

Příkladem budiž progresivní a populární VW Caddy, který je k dispozici jak pro LPG (s typovým označením BiFuel), tak pro CNG (EcoFuel). V obou případech s prakticky identickými provozními parametry, nezmenšeným nákladovým prostorem, ale podstatně levnějším provozem a zásadně sníženými emisemi. V tomto smyslu může VW Caddy sloužit jako chvályhodný příklad optimální nabídky s širokou působností.

Současně tím zvyšuje atraktivitu na rozdílných trzích, protože zatímco například v Německu a Francii dominuje využívání CNG, v Itálii má zase velkou převahu LPG. Nijak proto nepřekvapí, že Iveco i Fiat sériově stavějí a úspěšně prodávají "plynové dodávky" tankující propan butan.

Pro užitková vozidla, která jsou provozně vytěžována mnohonásobně více, než soukromá osobní, se nevyplatí plynofikace prostřednictvím přestavby. I sebevíce profesionální (natož svépomocné, která je mimochodem zakázána). Pořízení typu s "plynovým" motorem již z výroby přináší velmi podstatně vyšší úroveň spolehlivosti, firemní záruku i kvalifikovaný servis a vyváženost klíčových parametrů - spotřeby paliva, životnosti, servisních nákladů, dostupnosti náhradních dílů a dalších hodnot.

HYBRIDNÍ OTAZNÍKY

Na okraji alternativních pohonů užitkových vozidel (od malých po těžké typy a autobusy) zatím stojí hybridní ústrojí, která však prakticky všichni výrobci mají buď v nabídce, nebo alespoň "v rezervě", tedy úplně připravena k uvedení do výroby. Zatím je překážkou efektivita jejich provozu, byť menší spotřeba paliva je nesporná. Stejně tak ale vyšší pořizovací cena. Proto podobně jako u čistě elektrických pohonů je jejich širší uplatnění otázkou času, nebo dotací.

AUTOR: Ondřej Horský