Alternativní paliva v nákladní dopravě

Pozornost výrobců nákladních automobilů se proto stále více zaměřuje i tímto směrem a po úspěšném etablování alternativních paliv v dodávkových vozech řady značek se "alternativní vlna" začíná přelévat i do vyšších hmotnostních kategorií.

Jaké jsou ale současné reálné možnosti nejpoužívanějších alternativních paliv v těžké nákladní dopravě? Existuje skutečná alternativa k naftě? Nebo jde zatím jen o zbožné přání evropských vůdců podporované šikovným marketingem výrobců vozidel?

Podívejme se podrobněji na potenciál jednotlivých alternativ i současnou nabídku těžkých nákladních vozidel s "alternativním" pohonem na českém trhu.

ZEMNÍ PLYN A BIOMETAN

Zemní plyn se využívá jako palivo pro pohon motorových vozidel ve dvou formách - stlačené (CNG) nebo zkapalněné (LNG). Jeho hlavní složkou je metan (zpravidla přes 90 %) a etan (1 až 6 %). Díky svému složení má v porovnání s jinými uhlovodíkovými palivy při spalování nejmenší podíl CO2 na jednotku uvolněné energie. Proto je zemní plyn považován za ekologičtější palivo než benzin, nafta nebo třeba LPG.

Po zvládnutí technologie těžby tzv. břidlicového plynu, zatím převážně v USA, se světové zásoby zemního plynu výrazně zvětšily, další perspektivu nabízejí hydráty metanu na dně oceánů, v nichž je vázán mnohonásobek objemu dnes známých "konvenčních" zásob plynu. Pokud tedy nebude objeven výhodnější zdroj energie, je pravděpodobné, že spalování zemního plynu bude lidstvo provázet ještě po mnoho desítek let.

Bioplyn vzniká během mikrobiální přeměny organických látek bez přístupu vzduchu, jeho nejdůležitějšími složkami jsou metan, oxid uhličitý a vodní pára. Po oddělení dalších složek je možné tzv. biometan využívat stejně jako zemní plyn.

Obě formy využití metanu v dopravě mají svá pozitiva a negativa a každá se hodí pro jiné použití. CNG se díky velikosti a hmotnosti nádrží hodí spíše pro kratší trasy, LNG je naopak vhodnější pro využití v dálkové dopravě.

Zatímco stlačování plynu je relativně energeticky nenáročné, pro zkapalňování se spotřebuje zhruba pětina energie obsažené v palivu. Do energetické bilance je rovněž nutné započítat vyšší hmotnost vozidel především na CNG. Tím se rozdíl v emisích CO2 mezi plynem a naftou opět trochu stírá.

ETANOL

Etanol jako druhý nejnižší alkohol nejčastěji vzniká kvašením jednoduchých cukrů. Lze jej spalovat v upraveném zážehovém spalovacím motoru, ať už čistý, nebo ve směsi s benzinem (E85). Jeho výroba z potravinářských plodin vzbuzuje nejen pochybnosti odborníků o pozitivní CO2 bilanci tohoto procesu (což se týká i výroby bionafty), ale i odpor obyvatel velké části světa trpící nedostatkem potravin.

Tzv. biopaliva druhé generace, vyráběná z biologického odpadu a nepotravinářské biomasy, se dosud v praxi nerozšířila, především kvůli dosud ne zcela zvládnuté technologii jejich výroby. Hlavní překážkou masového využití tohoto paliva v dopravě je tak především jeho problematická produkce.

VODÍK

Vodík v nejbližší době zřejmě nebude představovat reálnou alternativu, jako palivo ale může být využitelný v budoucnosti, ať už ve spalovacím motoru, nebo v palivových článcích přeměňujících energii obsaženou v palivu na energii elektrickou. Nestane se tak ale zřejmě dříve než po roce 2020, spíše však ještě o dost později.

Důvodem je především fakt, že dosud neexistuje efektivní, bezpečný a energeticky nenáročný způsob uchování a přepravy dostatečného množství vodíku ve vozidle. Nádrž na plynný vodík, jež by obsahovala stejnou energii jako benzinová, by i při velkém stlačení vodíku zaujímala mnohonásobně větší objem. V současnosti je proto jediným smysluplným řešením, jak vodík ve vozidlech přepravovat, jeho zkapalňování, což lze pouze při velmi nízkých teplotách a uchovávání v kryogenních nádržích. Tím se však značně prodražuje jeho použití, neboť energie potřebná ke zkapalnění vodíku dosahuje asi 40 % energie obsažené v palivu.

Dalším problémem je energeticky nenáročná výroba vodíku z obnovitelných zdrojů. V úvahu přichází např. elektrolýza či termický rozklad vody, chemický rozklad metanolu pomocí vodní páry a katalyzátorů nebo zplyňování biomasy pyrolýzou. V současnosti však žádná ze známých technologií není široce využitelná, i když v poslední době se objevily zprávy o pokroku amerických vědců ve výzkumu jaderné fúze či nápady na ukládání energie z fotovoltaických a větrných elektráren právě do vodíku, resp. využívání přebytků elektrické energie pro výrobu vodíku. To vše je ale stále hudba více či méně vzdálené budoucnosti.

BIONAFTA

Bionafta je palivo pro vznětové motory na bázi metylesterů nenasycených mastných kyselin rostlinného původu (FAME - fatty acid methyl ester). Vyrábí se z rostlinných olejů, v Česku nejčastěji z řepkového oleje. Energie obsažená v litru paliva je o několik procent nižší než u motorové nafty, takže vozidla spalující bionaftu mají mírně vyšší spotřebu paliva.

Estery způsobují korozi a bobtnání pryže, vozidla proto musejí být pro provoz na bionaftu speciálně upravena a použití bionafty v konkrétním modelu musí být výrobcem vozidla schváleno.

NABÍDKA VÝROBCŮ ZATÍM ODPOVÍDÁ NÍZKÉ POPTÁVCE

Motory spalující metan v současné době již většina výrobců nabízí či jejich uvedení na trh připravuje. Největší využití je prozatím v komunální a rozvážkové dopravě, případně v osobní městské hromadné dopravě, kde lze využít stávající CNG infrastrukturu či relativně málo nákladné vlastní plnicí stanice CNG.

Přestože řada výrobců má k dispozici modely nákladních vozů na alternativní paliva, poptávka po nich je v Česku zatím malá. Podle statistik registru vozidel jezdí v Česku na zemní plyn necelá tisícovka nákladních vozidel, z toho drtivá většina bude v kategorii N1 (to ale z dostupných statistik jednoznačně nevyplývá). Podle vyjádření některých výrobců zemní plyn v těžších kategoriích nákladních aut zatím nezískal důvěru zákazníků.

Zajímavou možnost pro nákladní vozy představuje spalování zemního plynu v kombinaci s naftou. Namísto vzduchu se do vznětového motoru nasává směs vzduchu s plynem a malou dávkou nafty se zapálí. Úprava motoru je relativně nenáročná, spočívá především v doplnění vefukovacího zařízení plynu a přeprogramování řízení motoru, případně doplnění přídavnou řídicí jednotkou. Výhodou je možnost provozu jak jen na naftu, tak na kombinaci nafty a plynu.

SCANIA

Scania podporuje v současnosti z alternativních paliv především bionaftu, etanol a metan. Tato paliva podle zástupců společnosti splňují důležité požadavky jako udržitelnost, komerční dostupnost a možnost velkoobjemové výroby. Další alternativní paliva, např. vodík, v současnosti nepředstavují pro nákladní dopravu smysluplnou alternativu.

Scania v současnosti nabízí jedenáct dieselových motorů, dva motory na plyn a pět motorů na čistou bionaftu. Všechny splňují aktuální emisní normu Euro VI. Modulární řešení designu vozidla umožňuje zákazníkům motory kombinovat s různými typy kabin tahačů a distribučních vozidel, devítilitrové motory jsou vhodné i do autobusů. Záleží tak pouze na požadavcích a preferencích zákazníků.

"CNG u tuzemských zákazníků zatím nezískalo důvěru, ale bionaftu si již oblíbili i velcí dopravci. Tedy převážně velcí, protože menší dopravci se stále obávají změn a neradi experimentují. Jedním z našich velkých klientů je společnost DAK Hořovice, která momentálně přebírá 25 tahačů s motory na bionaftu, dalších 25 objedná v nejbližší době," říká Ondřej Koubek z oddělení marketingu a komunikace společnost Scania.

MAN

Společnost MAN v současné době nabízí motory s pohonem na CNG u autobusů kategorie M3. Bionaftu lze používat v motorech a vozidlech MAN s emisním standardem Euro III, IV a V jak ve směsi s naftou, tak v čisté formě 100% FAME. Pro motory Euro VI to bude možné pravděpodobně od roku 2015.

"CNG se používá experimentálně u některých vozidel, která jsou v provozu v SRN. Po vyhodnocení tohoto projektu bude možné vozidla s pohonem na CNG v kategorii 12 a 18 tun od roku 2015 nabídnout i v ČR. O pohonu na LNG zatím neuvažujeme," říká Petr Hanžl z oddělení technického marketingu MAN.

Ve stadiu zkoušek jsou i různé rekuperační systémy na pneumaticko-hydraulické bázi (REXROTH) či elektrické rekuperaci. Tato vozidla v ČR zatím nabízena nejsou.

RENAULT

"V nabídce máme vozidla na bionaftu pro modelové řady D a C, kde mohou být variantně dodána vozidla s výbavou pro spalování bionafty. Jsou vybavena motory DTI5 s výkonem 240 koní a DTI8 s výkonem 320 koní. Jsou určena především pro distribuční společnosti, které používají vozidla pro městskou a příměstskou rozvážku. CNG máme v nabídce pro evropský trh pro řadu D, nicméně tato vozidla nejsou variantně dodávána. Na český trh zatím takové provedení nebylo dodáno," sdělila Tereza Porubová, marketingová a PR manažerka Renault Trucks.

VOLVO TRUCKS

Volvo Trucks se zabývá vývojem nákladních vozidel s pohonem na CNG/LNG a hybridním pohonem kombinujícím spalovací motor a elektromotor. V loňském roce, kdy byla v platnosti emisní norma Euro V, uvedlo na trh v západní Evropě desítky modelů typu FM s pohonem na LNG a typu FE s hybridním pohonem.

Na uvedení těchto pohonů na trh také v provedení Euro VI firma nyní usilovně pracuje. Typ FE s pohonem na CNG by měl být k dispozici přibližně na začátku roku 2015. FE je model určený zejména pro městskou nebo regionální distribuci s celkovou hmotností 18 až 26 tun.

"Na rok 2016 počítáme s uvedením typu FM s pohonem na LNG. Tahač návěsů bude vybaven motorem D13 s výkony 420 a 460 koní. Možnou překážkou v uvedení na trh může být však nedostatečná infrastruktura čerpacích stanic na LNG," sdělila Klára Rylichová, manažerka marketingové komunikace a PR společnosti Volvo Trucks.

MERCEDES BENZ

Mercedes Benz nabízí plynové motory pro vozidla rozvážková a komunální vozidla Econic již od roku 2002. V současné době se připravuje nový Econic na plyn splňující nejnovější emisní normu EuroVI. V drtivé většině jsou to provedení na svoz odpadu, zametací nástavby nebo podvozky pro natahovací kontejnery. Do hmotnostní kategorie nad 3,5 t spadá také model Sprinter 516 NGT s pohonem na zemní plyn.

IVECO

Také Iveco nabízí v současné době model Eurocargo se šestilitrovým zážehovým motorem o výkonu 200 koní spalujícím zemní plyn. Dvanáctitunové vozidlo je vybaveno šesti tlakovými nádržemi na plyn.