Elektromobily

Ač se to zdá být nemožné, je tomu již 185 let, kdy byl sestrojen první elektromobil. Navzdory tomu, že elektromobily v mnoha parametrech překonávají automobily se spalovacími motory, nedošlo k jejich masivní výrobě, jako v případě automobilů. Z dnešního pohledu rostoucích cen ropy a klesajících zásob nerostného bohatství, především ropy a zemního plynu, je pravděpodobné, že bude docházet k hledání alternativ za spalovací motory, daleko více, než kdykoliv předtím. Jako jedna z možných alternativ se nabízí právě elektromobily. V čem lze spatřovat jejich výhody oproti z dnešního pohledu "nepostradatelným" automobilům?

Historie elektromobilu

Za historicky první elektromobil je považován vůz sestavený holandským profesorem Sibrandusem Stratinghem a jeho asistentem Christopherem Beckerem z roku 1835. První elektromobil vznikl přibližně o 50. let dříve, než první automobil se spalovacím motorem sestavený Karlem Benzem v roce 1886. 29. Dubna 1899 Camille Jenatzy překonává jako první na světě 100 km/h hranici se svým elektromobilem Jamais Contente ve tvaru připomínajícím doutník. V Československu se do historie elektromobilů zapsal Ing. František Křižík již v roce 1895 svým prvním elektromobilem poháněným elektromotorem o výkonu 3,7 kW který byl napájen olověným akumulátorem s 42 články. Za nejpovedenější motorové vozidlo z Křižíkovy dílny je považován až jeho třetí vůz Landaulet se dvěma elektromotory pohánějícími každý jedno zadní kolo. Na vývoji elektromobilu se podílel i pobočný závod Škody Plzeň Škoda Elcar v Ejpovicích na počátku 90. let 20. století. Prvním vyrobením prototypem byla Škoda Shortcut. Na počátku 20. století jezdilo v USA dokonce více elektromobilů než automobilů až do té doby, než Fordovo "T" model svou nízkou cenou a spolehlivostí vytlačil elektromobily do ústraní.

Jak elektromobil funguje a jaké jsou jeho výhody oproti běžným automobilům

Elektromobil je vozidlo poháněné elektrickou energií ze solárních panelů či baterie. Neobsahuje spalovací motor, výfukový systém, olej, zapalovací svíčky, rozvody, spojku, převodovku, atp.

Výhody elektromobilu

Účinnost převedení energie na pohyb

U běžných spalovacích motorů je účinnost včetně ztrát způsobených převody 20 - 30 % energetického potenciálu paliva. Účinnost elektromotoru je 90%. U elektromobilu navíc odpadá nutnost převodového mechanismu.

Emise

Automobily se spalovacími motory vypouštějí do ovzduší v průměru 161 g/km CO₂. Podle požadavků EU se od roku 2012 objem vypouštěných emisí CO₂ musí snížit na 130 g/km u nových automobilů. Emisní zátěž elektromobilů rozlišujeme na přímou (tzv. místní emise) a nepřímou emisní zátěž. U přímé emisní zátěže dosahují elektromobily nulových výsledků. "Nepřímá emisní zátěž je odrazem celého cyklu, tedy od extrakce surovin až po energetickou-distribuční soustavu. Složka nepřímých emisí tak může být výrazně odlišná region od regionu, při porovnání mezi zeměmi, nebo také z hlediska individuálního řešení jako jsou distribuované zdroje energie, viz. obnovitelné zdroje (OZE) FV/PV, biomasa, větrná energie". V ČR dosahují emisní hodnoty elektromobilů 50 - 100 g/km v závislosti na způsobu získané elektrické energie. Nepřímé emise se navíc po dobu životnosti elektromobilu snižují.

Emise CO₂ vznikající od výroby až po provoz vozidla (v g)

Druh paliva	g CO2
Elektřina	9 526
Ethanol E85	11 895
Biodiesel 5%	12 800
Plyn CNG	13 400
Diesel	15 200
Benzin	16 400

Absence hluku, vibrací a prachu

Elektromotory narozdíl od spalovacích motorů nejsou hlučné, nezpůsobují vibrace.

Rekuperace energie

Rekuperace energie znamená, že elektromobil zpětně dobíjí (regeneruje) akumulátor (v praktickém provozu přibližně o 25%). Rekuperace je dosahováno například jízdou z kopce, při brždění nebo v městském provozu. 

Zjednodušení vozidla

Elektromotory obsahují mnohem méně součástek oproti spalovacím motorům a jsou jednodušší pro ovládání (odpadá nutnost řazení).

Výhodnější povinné ručení

Pro elektromobily je stanoveno nejmenší možné povinné ručení, obvykle pro vozidla s objemem menším než 1000 cm³. Jedná se o částku 499,- Kč/ročně.

Nevýhody elektromobilu

Krátký akční rádius

Mezi nejčastěji zmiňované nevýhody elektromobilů patří kratší akční rádius (dojezdová vzdálenost). Dojezdová vzdálenost je závislá na typu baterie a jejích parametrech. Je třeba poznamenat, že díky technologickému pokroku, se průměrná dojezdová vzdálenost na jedno nabití baterií zvyšuje. Důkazem je toho společnost Sanyo s přestavěným elektromobil Daihatsu Mira, které ujelo na jedno nabití 555,6 km z Tokia do Osaky (více informací naleznete zde).

Vysoká pořizovací cena

Vysoká pořizovací cena nových elektromobilů se pohybuje v řádech milionů Kč. Současným trendem je koupě ojetého, případně nového automobilu se spalovacím motorem a jeho následná přestavba na elektromobil. Tento způsob je levnější variantou, jak elektromobil pořídit. Přestavbou se zabývá v ČR již několik firem, jejich seznam naleznete zde.

Nedostatek dobíjecích míst

Jako další nevýhodu elektromobilů lze uvést nedostatek dobíjecích míst a délka nabíjení. V prvním případě, lze poznamenat, že již dnes existuje v ČR více než 130 dobíjecích stanic a další budou přibývat. Společnost ČEZ se v rámci projektu Futuremotion - energie zítřka chystá podílet na rozvoji elektromobility ve střední a východní Evropě a to především elektrifikací automobilové dopravy.

Akumulátory

Existuje několik druhů akumulátorů v závislosti na použité technologii. Měrná kapacita baterií se uvádí v energii na kilogram (kW/kg). Původní trakční akumulátory zapojené v sérii měly nízkou životnost. Novější Lithium-polymerové akumulátory již dosahují daleko větší životnosti. Dojezdová vzdálenost elektromobilu závisí na kapacitě baterie.

Typy akumulátorů

Trakční olověná baterie 40 kW/kg

Lithiové akumulátory    kolem 300 kW/kg

Lithium-fosfátové         více než 300 kW/kg

Baterie Zinek-vzduch   370 kW/kg

Hliníkové baterie         200 kW/kg

Kde si svůj elektromobil můžete nabít?

V současné době je v České republice více než 130 dobrovolných nabíjecích stanic, které navíc budou doplněny profesionálními stanicemi ČEZ. Počty nabíjecích stanic v zahraničí: Německo 600, Rakousko 1630, Finsko 5000, UK 300.

Peugeot Partner Electric

Pro konkrétní případovou studii elektromobilu byl vybrán Peugeot Partner Electric, který byl přestavěný z automobilu značky Peugeot Partner (1400 cm^₃, 55 kW). Oba vozy budou následně vzájemně porovnány.

Baterie

V elektromobilu byl použit akumulátor nejmodernější technologie - železo-fosfátový lithium-iontový akumulátor (LiFePO4). Životnost baterie je uváděna výrobcem na 3000 dobíjecích cyklů. Při každodenní jízdě 130 km je životnost baterie odhadována na 10 let. Díky této moderní baterii je elektromobil schopen ujet až 170 km na jedno nabití. Dobíjení probíhá z 240V zásuvky (klasická zásuvka) a trvá od 3,5 - 10 hod. v závislosti na vybitém akumulátoru. Samozřejmostí elektromobilu je rekuperační systém.

Spotřeba energie

Na 100 ujetých km elektromobil spotřebuje 17 kWh elektrické energie. Pokud bychom chtěli vyjádřit spotřebu energie na 100 km v korunách při aktuální ceně 1 kWh ve vysokém tarifu pro domácnost, její aktuální cena činí 1,78 Kč vč. DPH. Po vynásobení dostaneme cenu 30,26 Kč za ujetých 100 km s elektromobilem.

Při stanovení ceny 100 km cesty spalovacího motoru, který má kombinovanou spotřebu 9,6 l/100km tuto spotřebu vynásobíme aktuální cenou benzínu Natural 95, která činí 32,29 Kč dostaneme výslednou hodnotu 310,- Kč za 100 km ujetých se spalovacím motorem.

Emise

U spalovacího motoru udává výrobce objem vypouštěných emisí 175 g/km. Pokud bychom předpokládali, že automobil najede za rok přibližně 20 tisíc km, snadno vyjádříme, že elektromobil ušetří 3,5 tun oxidu uhličitého vypuštěného do atmosféry.

Cena

Cena nového automobilu Peugeot Partner činila 450 000,- Kč. Ojetý vůz byl se 17 000 najetými km přestavěn na elektromobil, jehož kompletní přestavba včetně pořízení ojetého vozu dosáhla 580 000,- Kč. Největší podíl na této ceně měla baterie elektromobilu, která stála přibližně 435 000,- Kč, což představuje 75 % z celkové ceny přestavby.

Závěrečné poznatky

Přestože ceny elektromobilů dosahují stále větších hodnot oproti klasickým automobilům, je nutné poznamenat, že jejich náklady na provoz jsou značné. V případě testovaného Peugeotu Partner Electric bylo zjištěno, že úspora provozních nákladů tohoto elektromobilu je až 10 krát!!! nižší oproti automobilu s benzínovým motorem. Dalším zjištěným poznatkem byla úspora emisí CO₂, která oproti původnímu automobilu ušetří zhruba 3,5 tuny oxidu uhličitého, který se díky tomu nedostane do ovzduší. Komparací obou typů vozidel jsem jednoznačně dospěl k názoru, že elektromobily mají velký potenciál a je pravděpodobně, že je již za několik let budeme běžně vídat v provozu.

Použité elektronické zdroje a literatura

• www.elektromobily.org/wiki/Www.elektromobily.org
• www.futuremotion.cz/cs/strategicke-smery/elektromobilita.html
• http://www.nazeleno.cz/aktualne/tz-ekolo-cz-priveze-vase-elektricke-kolo-elektromobilem.aspx
• www.axweb.estranky.cz/clanky/zajimavosti-okolo-citroenu-ax/citroen-ax-electrique
• THE URBAN ELECTRIC VEHICLE, OECD Documents, OECD Paris 1992, ISBN 92-64-13752-1
• www.elektromobily.org/wiki/Nej%C4%8Dast%C4%9Bj%C5%A1%C3%AD_ot%C3%A1zky_k_elektromobil%C5%AFm
• www.elektromobily.org/wiki/%C4%8Cl%C3%A1nky_a_prezentace_elektromobil%C5%AF
• www.elektromobily.org/w/images/6/6e/Elektromobily_minulosti_a_budoucnosti_v04_CZ.ppt
• www.elektromobily.org/w/images/6/66/AltPohVDopr.ppt