Srovnání technologií
Spalovací motor
Již v 70. letech 19. století vznikl stroj, který dokázal přeměnit tepelnou energii na energii mechanickou. Přelomový vynález spalovacího motoru jakožto účinnějšího nástupce parního stroje se stal významným mezníkem ve vývoji vědy a techniky a o něco později i dopravy. Otázka, kterou bylo nutné vyřešit, bylo vhodné palivo. Jelikož se neosvědčil střelný prach, ze kterého bylo možné uvolnit energii pouze explozí, došlo na svítiplyn, vodík a později na kapalná paliva. Ta se jevila co do výše koncentrace energie jako nejlepší. Jejich vysoká účinnost byla ovšem vykoupena tvorbou škodlivin unikajících do ovzduší. S kvantitativním nárůstem dopravy jsme se ocitli ve fázi, kdy bylo nezbytné začít hledat nové možnosti, které životní prostředí natolik nezatíží.
V současné době jsou v dopravě za nejpokročilejší alternativy ke spalovacím motorům považovány elektromobily a automobily na CNG (stlačený zemní plyn). Obě tyto technologie spolu nesoupeří, ale spíše se doplňují. Zatímco jsou elektromobily ideální alternativou zejména pro městský a příměstský provoz, CNG je optimální především při delších trasách.
Ve střednědobém horizontu se předpokládá, že podíl automobilů poháněných CNG ve srovnání s elektromobily poroste, a to zejména díky nižším pořizovacím nákladům a nízké spotřební dani v porovnání s benzínem a naftou. Z dlouhodobého hlediska se ovšem s masovým využitím CNG, jakožto ideální alternativy pro spalovací motory v osobní dopravě nepočítá, a to zejména ze dvou důvodů:
1. emise CO2 jsou v porovnání se spalovacím motorem nižší o pouhých 20 %
2. surovinová závislost
V dlouhodobém horizontu lze očekávat výraznější nárůst v oblasti elektromobility, a to zejména proto, že oproti klasickým spalovacím motorům vykazují:
1. 20 % spotřebu
2. výrazně nižší emise
3. nízkou hlučnost
4. nízké náklady na údržbu
Emise CO2 u elektromobilů jsou odvislé od způsobu výroby elektřiny, v ČR jsou až o 60 % nižší, než u klasických spalovacích motorů. Určitou nevýhodou je v současné době do značné míry limitující dojezdová vzdálenost, nižší výkon, nedostatečná síť dobíjecích a plnicích stanic a vyšší vstupní investice.
LPG
LPG (Liquefied Petroleum Gas) je zkapalněný ropný plyn, tvořený směsí propanu a butanu a zanedbatelným množstvím síry. Neobsahuje olovo ani benzenové uhlovodíky. Vzniká jako vedlejší produkt při těžbě ropy a zemního plynu. Jako alternativní palivo pro pístové spalovací motory se používá již několik desetiletí. Oproti motorům na klasická paliva vykazuje nižší emise výfukových škodlivin a CO.
LPG je směsí propanu a butanu, která není jedovatá, ale je nedýchatelná (má lehce narkotizační účinky a neobsahuje kyslík). Protože je LPG zároveň těžší než vzduch a usazuje se při zemi, mají vozidla poháněná LPG zakázaný vjezd do podzemních garáží.
Spotřeba LPG je u motorových vozidel oproti benzinu zhruba o 20 vyšší, ale jelikož je cena 1 litru LPG oproti stejnému množství benzinu zhruba poloviční, je provoz vozidla na LPG nejen ekologický, ale i ekonomický.
Mapu čerpacích stanic LPG naleznete na adrese http://www.seznamlpg.cz/,
seznam čerpacích stanic LPG v ČR na http://www.lpg.cz/cerpaci_st/cerpacky.php.
CNG a LNG
CNG (Compressed Natural Gas ) – stlačený a LNG (Liquified Natural Gas) – zkapalněný zemní plyn, se skládají z 85 % metanu, 10 % dusíku a oxidu uhličitého a 5 % vyšších uhlovodíků. Díky tomuto složení je zemní plyn ekologičtější než klasická paliva. Produkce CO2 je ve srovnání s benzinovým motorem o 20 % nižší. Rovněž ceny tohoto paliva jsou (i díky daňovému zvýhodnění) příznivější (až o 40 %).
Na rozdíl od LPG a klasických paliv je CNG lehčí než vzduch a je oproti nim i bezpečnější. Jeho zápalná teplota je ve srovnání s benzinem dvojnásobná. Zásoby zemního plynu jsou ve srovnání se zásobami ropy větší, proto je CNG i z tohoto důvodu perspektivnější.
Mezi nevýhody vozidel poháněných na LPG patří vyšší náklady na případnou přestavbu, nižší dojezdová vzdálenost, menší zavazadlový prostor ve vozidle (nutnost umístění tlakových nádrží) a nedostatečná síť čerpacích stanic.
Biopaliva a alkoholy
V případě biopaliv se jedná o paliva vyráběná z biomasy, zejm. o metanol, etanol a bionaftu.
Etanol (etylalkohol) se získává z rostlin, které obsahují škrob a cukry. Patří mezi ně řepa, cukrová třtina, obiloviny, brambory, ale i ovoce apod. Z 1 kg cukru lze organickou fermentací a následnou destilací získat až 0,65 l čistého etanolu. Etanol má antidetonační vlastnosti. Přidávají se do něj aditiva, neboť na sebe váže vodu a může tak způsobit korozi motoru.
Alkoholová paliva, která vznikají v zemědělské výrobě, mají jednodušší strukturu než klasická paliva, lépe hoří a při jejich spalování vzniká málo škodlivin.
Bionaftu lze vyrobit z jakéhokoliv rostlinného oleje (řepkový, lněný, slunečnicový, sójový apod.) procesem zvaným transesterifikace. Používá se jako ekologické palivo pro vznětové motory. Bionafta tzv. první generace (metylester řepkového oleje) se používá např. v Rakousku, v ČR se používá bionafta 2. generace, tzv. směsná nafta, což je směs 31 % metylesteru řepkového oleje a 69 % motorové nafty.
Vodík
Vodík bývá označován jako palivo budoucnosti. Zásoby vodíku na Zemi jsou téměř nevyčerpatelné a vodíkové motory pracují v podstatě bez emisí. Vodík lze v průmyslovém měřítku získat petrochemickými procesy (např. zplynování uhlí), elektrolýzou vody, jako vedlejší produkt v rafineriích, koksárnách apod. Za perspektivní způsoby získávání vodíku se považuje:
• elektrolýza vody
• termické štěpení vody
• zplynování biomasy.
Energii z vodíku lze uvolnit buď ve spalovacím motoru, nebo v palivovém článku přímou přeměnou v elektrický proud.
Směs vodíku se vzduchem je výbušná, proto bude jeho využití vyžadovat přísná bezpečnostní opatření.
Elektrický pohon
Věděli jste, že historicky první elektromobil pochází z roku 1835 a předběhl, nebo chcete-li předjel, automobil s klasickým spalovacím motorem zhruba o 50 let? Na počátku 20. století dokonce jezdilo v USA více elektromobilů než automobilů se spalovacím motorem. Tuto příznivou konstalaci na amerických silnicích změnil až vynález elektrického startéru a to, že odpadlo obtížné startování automobilů pomocí kliky.
U nás je považován za průkopníka elektromobility František Křižík a jeho elektromobil z roku 1895. Významným mezníkem pro ČR byl i rok 1971, kdy byl vyvinut elektromobil Ema. Jeho vývoj byl ovšem na základě rozhodnutí tehdejší vlády zastaven. Celosvětová energetická a surovinová krize v 70 letech 20. století však příznivě ovlivnila potřebu zabývat se alternativními zdroji energie a v 90. letech 20. století směřovala k sériové výrobě elektromobilů.
Elektrický pohon má řadu výhod i nevýhod.
Výhody:
• snadné spouštění
• nulové emise
• nízká hladina hluku
• nižší náklady na provoz
Nevýhody:
• menší jízdní výkon
• omezený dojezd
• vyšší pořizovací cena
• těžký a rozměrný zásobník energie
• málo rozvinutá síť dobíjecích stanic
• delší doba potřebná pro dobití akumulátoru
A věděli jste, že na Korsice byla v květnu 2016 uvedena do provozu první solární dobíjecí stanice pro elektromobily? Nese název Parasol Driveco a díky 150 m2 fotovoltaických panelů a lithium-iontových baterií umožňuje nejen výrobu, ale i ukládání solární energie, kterou lze kdykoliv využít. Elektřina je v síti více stanic sdílená prostřednictvím „smart grid“ – systému pro řízení energie. U každé z nich můžete současně nabíjet až 7 dopravních prostředků, a to nepřetržitě. Doba nabíjení je závislá na režimu, který si vybereta, ať už je rychlý či standardní.
ZDROJ:
Více informací naleznete v příslušné kapitole.
Hybridní pohon
Pokud je vozidlo poháněno více než jedním zdrojem, hovoříme o hybridním pohonu. Kombinovány jsou takové pohony, jejichž výhody se vzájemně doplňují a nevýhody eliminují. Za nejvhodnější je v současné době považována kombinace elektromotorů se spalovacími motory, kdy je nižší dojezd a výkon elektromotoru, vhodného díky nulovým emisím a nízké hlučnosti pro městský a příměstský provoz, doplněn spalovacím motorem, určeným pro delší vzdálenosti.
http://www.hybrid.cz/tagy/elektromobily
