(Elektro) mobilní budoucnost

Budoucnost automobilové dopravy bude patřit elektromobilům. Zjišťovali jsme, jak vypadají elektromobily dnes.
VRATISLAV KLEGA

I nnejvětší milovník vůně benzinu mění své zvyky, když vidí ceny paliva, které nezřídka překračují hranici 40 Kč za litr. Jezdit úsporněji? Koupit auto s nižší spotřebou? Poohlédnout se po zcela jiném palivu? Nebo jsou ceny fosilních paliv uměle vyšroubované a jsou jen dojnou krávou špatně hospodařících států?

Levný benzin

Při pohledu na majetky arabských šejků je zřejmé, že se díky ropě mají skutečně dobře. Označení černé zlato je však značně zavádějící. K 5. květnu stál barel ropy 109 USD. Barel je 159 litrů, jednoduše lze tedy vypočítat, že litr ropy vyjde cca na 68 centů, tedy asi 11,15 Kč. Než se však z ropy stane benzin, musí ropa projít rafinací. Zjednodušeně lze říci, že náklady na rafinaci se pohybují kolem 2 Kč na litr benzinu. Tím se dostáváme k čisté ceně benzinu, která tvoří cca 38 % ceny toho, kolik zaplatíme u pumpy. Pokud budeme brát koncovou cenu benzinu 36 Kč, pak 35 % tvoří spotřební daň, 17 % DPH a 10 % marže distributorů a náklady na přepravu. Cena benzinu by tedy mohla být i přes vysokou cenu ropy cca 17 Kč. Zbývajících 19 Kč dostane stát. Bohatnou tedy na ropě více šejkové, nebo ministři financí?

Jde o nezávislost

Mnozí varují, že ropa brzy dojde. Jaká je skutečnost? Podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) je ropy dostatek na příštích cca 200 let. Na světě bylo dosud vytěženo 1,1 bilionu barelů ropy, celkové zásoby na Zemi se odhadují na 6,5 bilionu barelů. To jistě není mnoho. Uvažuje se však také o získávání kapalných uhlovodíků z uhlí a zemního plynu. V takovém přepočtu jsou pak zásoby až 9 bilionů barelů. Ropy je tedy dostatek, problémem je dostupnost. Velké zásoby jsou v arabských zemích a světové velmoci se bojí tak velké závislosti na státech s nestabilní politickou situací.

Příležitost pro elektrárny

Ze všech zdrojů energie, které mohou nahradit benzin a naftu, má elektřina největší šanci na úspěch. Jak nám ale potvrdil Tomáš Chmelík ze společnosti ČEZ, je naprosto nepředstavitelné, že by všechny automobily začaly jezdit na elektřinu. Na to není ani dostatek elektrické energie, ani na to není připravena přenosová soustava. A bude ještě hůř. Sousední Německo zachvátila panika po katastrofě v jaderné elektrárně Fukušima. V provozu zůstává jen sedmnáct jaderných reaktorů, devatenáct bylo odstaveno a do roku 2022 se počítá s úplným opuštěním jaderné energie. Přitom ještě v loňském roce jaderné elektrárny v Německu vyrobily přes 27 % elektrické energie.
Mají-li elektrárenské společnosti využít možný rozvoj elektromobilů, musí zareagovat jako první. Nikdo si nebude kupovat elektromobil, pokud ho nemá kde dobít. Pražská energetika tak již má několik dobíjecích stanic po Praze, E.ON má dobíjecí stanici v Brně, ČEZ plánuje ještě letos vybudovat padesát dobíjecích stanic (jedna z prvních je u obchodního domu Tesco v Jaroměři), do roku 2013 jich chce mít kolem dvou set. Náklady na výstavbu dobíjecí stanice přitom nejsou nízké. Rychlodobíjecí stanice stojí až kolem 1 milionu korun. Parametry jsou však extrémní. Při napětí 400 V teče do baterií proud 125 A. To je 50 kW!
I standardní dobíjení je značnou zátěží. Používá se běžných 230 V a proud 16 A, tedy cca 3,7 kW. Na takový odběr nejsou domácí vedení většinou stavěna. Starší vedení vydrží takový odběr několik minut, pro plné dobití elektromobilu je ale třeba šest hodin. V USA, kde je trh s elektromobily více rozvinutý, se několik vedení přetížilo a domy vyhořely. Od té doby je zde zakázáno dobíjet elektromobily doma.

Dobíjím málo

Podle Tomáše Chmelíka bude dobíjení elektromobilů probíhat pomocí inteligentní přenosové sítě. Je špička, a vy přesto potřebujete rychle dobít svůj elektromobil? Samozřejmě je to možné, ale počítejte s tím, že za elektřinu zaplatíte nadstandardní cenu. Přijedete do práce, připojíte auto na nabíječku a jen nastavíte, že v 16.00 chcete mít auto nabité. Dostanete cenové zvýhodnění – nabíjení bude probíhat jen tehdy, bude-li v síti dostatečné množství "volné elektřiny". Jedete na několik dní pryč, auto je v zásuvce a dovolíte svému dodavateli energie, aby auto nejen nabíjel, ale v případě potřeby si z něj také čerpal energii. Pak můžete počítat s pořádným cenovým zvýhodněním za elektřinu. Toto všechno je v možnostech chytré sítě. Jakmile bude jezdit větší množství automobilů, budou také vznikat tarify pro jejich dobíjení, tak jako to funguje u mobilních operátorů.

Infrastruktura bude

Rozvoji elektromobilů tedy infrastruktura nebrání. Již brzy bude dostatečné množství dobíjecích stanic na důležitých místech po celé republice. Problémy s nedostatkem elektrické energie nenastanou dříve než za deset let, do té doby by mohlo existovat dostatečné množství elektráren využívajících obnovitelné zdroje. Elektromobily budou schopné vyvažovat přebytky a nedostatky elektrické energie, kterými obnovitelné zdroje energie trpí.

Elektromobily: Zápach nechuti

Sedím v postarší fabii. Je zařazený třetí rychlostní stupeň a auto stojí. Přidávám plyn a auto se rozjíždí. Je naprosté ticho, jen odvalující pneumatiky tlumeně hučí. Zvuková kulisa je srovnatelná s tím, jako když auto spustíte bez motoru z kopce. Papírový údaj o elektromotoru s výkonem 30 kW vypadá jako zatraceně nízká hodnota. Jenže spalovací motor svého maximálního výkonu dosahuje až při velmi vysokých otáčkách. Důležitou roli hraje krouticí moment. 110 Nm je velmi slušná hodnota a běžně ji mají motory s objemem válců kolem 1 400 ccm. Navíc je tato hodnota k dispozici ve všech otáčkách.
60 km/h je na tachometru prakticky okamžitě, do města tedy ideální. Sundávám nohu z plynu a auto začíná docela razantně zpomalovat. Důvod? Rekuperuje. Kinetická energie se okamžitě začne přeměňovat na elektrickou a ukládá se do baterií. Jízda z kopce, dojezdy na křižovatky, zkrátka jakékoliv zpomalování je využito. To prodlužuje dojezd a šetří brzdy automobilu. Nakonec auto zastaví. Žádné mačkání spojky, auto se zařazenou rychlostí prostě stojí, nehrozí žádné "chcípnutí" motoru.
Proč automobilky již dávno nevyrábí takové automobily? Nejspíš je k tomu nic netlačí. Svůj vliv má jistě i mocná naftařská lobby. To otevírá prostor pro malé firmy.

Takový automobil bych si přál

Dojmy z jízdy jsou opravdu výborné. Jako městské vozidlo se elektromobil jeví jako ideální řešení. Neprodukuje žádné spaliny, při stání v kolonách nespotřebovává energii, je tiché a dobíjecí stanice budou k dispozici právě ve městech. Problém? Samozřejmě cena.
ČEZ spolupracuje se společností Peugeot a automobily budou nejspíš jen pronajímat. Citroën C-Zero je miniauto, na kterém pracuje více automobilek (včetně zmíněného Peugeotu), prodejní cena činí 888 tisíc Kč. A to je opravdu hodně za miniauto, nehledě na horší dostupnost automobilu.
Škoda Fabia, kterou jsme zkoušeli, je na tom podobně. Základní model s bateriemi, které vystačí na 80–100 km, vyjde na 768 tis. Kč. Fabia s bateriemi o dojezdu až 200 km pak přijde na milion korun.

Superb v ceně mercedesu

Hulínská společnost EVC Group nepřestavuje jen fabie, v portfoliu má více vozů značky Škoda. Kdo by čekal nějaké složité vývojové centrum, ten by byl překvapen. Firma je v jedné velké garáži, kde probíhají přestavby. Společnost kupuje kompletní auta – vyjde ji to levněji, než kdyby kupovala modely bez motorů.
V garáži pak dochází k přestavbě. Pryč jde celý motor a také palivová nádrž. Místo ní se vkládají baterie, aby nezabíraly žádné místo v kufru. Také motorový prostor se využívá naplno. Kromě elektromotoru sem musí přijít také topení. Převodovka zůstává. Celou dobu je možné jezdit jen na jeden rychlostní stupeň, její odstranění by přineslo komplikace. Navíc pokud se chystáte jet po dálnici, je možné zvolit vyšší rychlostní stupeň. Tím snížíte otáčky motoru a potlačíte gyroskopický efekt elektromotoru. V kabině je pak navíc displej, který ukazuje kapacitu baterií a také to, jak ekonomicky jedete, případně zda rekuperujete.
Vrcholem společnosti EVC Group je přestavba Škody Superb. Ta může být osazena elektromotorem o výkonu až 70 kW a bateriemi, které zaručí dojezd až 300 km. To jsou už velmi slušné parametry. Krouticí moment motoru má hodnotu 190 Nm. Benzinový motor v superbu se srovnatelnými parametry má 92 kW. Cena takového elektromobilu je však skoro 2,5 milionu Kč.

Kolik stojí provoz

Výhodou elektromobilů by měl být velmi levný provoz. A jak se ukazuje, opravdu tomu tak je. Citroën udává spotřebu 13,5 kWh/100 km, automobily společnosti EVC Group mají udávanou spotřebu od 14 do 17 kWh/100 km. Běžná cena elektřiny se pohybuje kolem 5 Kč za kWh, v nízkém tarifu je však možné se dostat i pod 2 Kč za kWh. S levnou elektřinou pak 1 km vyjde na 28 haléřů. Pro představu: kilometr s úsporným naftovým vozidlem, které má spotřebu 6 litrů na 100 km, vyjde s dnešními cenami na cca 2,10 Kč.
I servis v krátkodobém měřítku vyjde levněji. U automobilu se spalovacím motorem musíte pravidelně měnit olej, filtry, svíčky – to u elektromobilu odpadá. Jsou zde ale zase náklady na akumulátory. Jaká je vlastně jejich životnost? To záleží na tom, jak se o ně staráte. Baterie na bázi lithia nemají rády hluboké vybíjení. Pokud jejich kapacitu budete stále udržovat nad 50 %, bez nabíjení tedy neujedete více než cca 50 km, měly by vydržet 6 000 dobíjecích cyklů, tedy asi 300 000 km. Ty s větší kapacitou pak mohou dosáhnout až životnosti 500 000 km.
Provoz tedy jednoznačně úspornější je, než se však investice vrátí, museli byste najezdit minimálně 250 tis. km. Je ale třeba si uvědomit, že více než polovinu ceny z provozu automobilu polyká bezedná státní kasa.

Baterie: Brzda rozvoje

Jistě vás napadne, co je na elektromobilech tak drahého. Elektromotor o výkonu cca 30 kW lze pořídit přibližně za 30 000 Kč. Dobíjecí stanice také není zadarmo, většinu ceny ale tvoří baterie. Proč jsou tak drahé? Na jejich výrobu se používá lithium. Tato surovina je drahá sama o sobě, navíc je poměrně vzácná – světové zásoby se odhadují na 10 milionů tun. V elektromobilu je několik desítek článků baterií, každý přitom potřebuje vlastní dobíjecí elektroniku. Ta musí několikrát za sekundu sledovat proces dobíjení – především pak teplotu. Baterie na bázi lithia (především Li-Pol) totiž při nabíjení poměrně rády vybuchují. Automobily z EVC Group používají baterie LiFeYPO4. LiFe baterie jsou oblíbené především u fanoušků modelářství, dodané yttrium pak prodlužuje životnost baterie. Těmto článkům nevadí dobíjecí proudy až do hodnoty 40 A.
Jak jsme zmínili v předchozím odstavci, životnost baterií se počítá na statisíce kilometrů. Limitující je však také jejich věk. Po sedmi letech provozu mohou mít už jen 70 % původní kapacity. Co s takovou baterií? Belgická společnost Umicore má továrnu na zpracování lithiumiontových baterií. Dokáže z nich vyrobit kobalt nebo nikl – tyto kovy mají další průmyslové využití. Kromě toho vznikají při recyklaci oxidy lithia a vápníku, které je možné využít při výrobě speciálních druhů betonů. Přesto se nedomníváme, že baterie budou dlouhodobým řešením u elektromobilů. Cena baterií na bázi lithia nebude klesat.
Během několika let budou baterie nahrazeny superkondenzátory (někdy nazývanými jako ultrakondenzátory). Jde o elektrotechnické součástky, které budou na elektrodách používat nanomateriály (nanotrubky). Díky tomu se může povrch elektrody (a tím i kapacita kondenzátoru) zvětšit až 300×. Co to znamená? Zatímco měrný výkon moderních baterií je 1 kW/kg, u superkondenzátoru je to 10 kW/kg. Velká kapacita může být v malé (lehké) součástce. Další výhodou je rychlost nabíjení. V kondenzátorech neprobíhá žádná chemická reakce, jen se váže náboj, takže nabití kondenzátoru je hotové za několik sekund. Navíc jen velmi pomalu stárnou, nebude problém dosáhnout milionu dobíjecích cyklů. Technologie je však zatím v plenkách a dosud neexistuje superkondenzátor, který by měl kapacitu srovnatelnou s bateriemi. Vývoj je prakticky na začátku. Od superkondenzátorů si slibujeme opravdu hodně.

Budoucnost je blízko

Nechceme být autory nějakých konspiračních teorií, ale myslíme si, že pokud by automobilky skutečně chtěly vyrábět a prodávat elektromobily za dostupnou cenu a s potřebným výkonem, tak už by se tak stalo. Nepraktické a předražené modely, které automobiloví výrobci nabízejí, vypadají, jako by měly zákazníka spíše odradit. Je opravdu zájem zákazníků o elektromobily tak malý, nebo nejsou k dispozici moderní technologie, nebo brání rozvoji elektromobilů naftařská lobby?
VRATISLAV.KLEGA@CHIP.CZ


KOLIK STOJÍ BENZIN:
Průměrná cena 1 litru naturalu činí 36 Kč. Samotná cena benzinu přitom tvoří necelou polovinu této částky. I s cenou přepravy a marží prodejce nepřekročí cenu 17,50 Kč. Větší část z částky zaplacené u benzinky odvádíme státu. Spotřební daň ve výši 12,84 Kč za litr je pevná, DPH 20 % je tím vyšší, čím dražší jsou náklady na benzin. Při ceně 36 Kč zaplatíme na litru 6 Kč DPH.
CENU ELEKTŘINY neurčují elektrárenské společnosti. Jedná se o komoditu obchodovanou na burze, podobně jako se prodává káva, ropa nebo vepřové maso. Cena v grafu je uvedena za MWh. Ke 4. květnu letošního roku byla cena 1 364 Kč, a to už výrazně podražila poté, co Německo zavřelo některé jaderné reaktory. Nejdražší byla elektrická energie v roce 2008, kdy její cena na středoevropské burze překročila 2 100 Kč za MWh. Přesto cena pro koncové odběratele buď stagnuje, nebo se zvyšuje.
Zajímavé bylo i lobbování proti solárním elektrárnám během loňského roku. Dodnes na serveru iDnes.cz visí zmanipulovaný článek s názvem Česko prožívá solární šílenství. Elektřina zdraží o 22 procent. Podle nejnovějších dat Energetického regulačního úřadu se solární elektrárny podílejí v ČR na výrobě elektrické energie 1,26 %. Kdo stál za (úspěšnou) kauzou zdiskreditování obnovitelných zdrojů, to už se nejspíš nedozvíme.

Co tvoří cenu benzínu
Distribuční marže 3,48 Kč 10 %
Samotná cena benzínu 13,68 Kč 38 %
DPH 6 Kč 17 %
Spotřební daň 12,8 Kč 35 %


Foto: Citroën C-Zero: Francouzský prcek má dojezd až 150 km, ze zásuvky 400 V při 125 A se na plnou kapacitu dobije za 30 minut.
Foto: Stav: Displej ve fabii ukazuje stav akumulátorů a zatížení (případně rekuperaci) motoru. Data je možné přenášet i do smartphonu se systémem Android.
Foto: Přestavěná škodovka: Místo spalovacího motoru přijde do motorového prostoru elektromotor a část baterií. Přidat se musí topení.
Foto: Dobíjecí místo: Po ČR vyrostou stovky dobíjecích stanic pro elektromobily.