Počet automobilů neustále roste, proto jsou kvůli redukci ekologické zátěže jejich výrobci legislativně tlačeni na snížení emisí a hledání alternativních paliv a typů pohonu. I v České republice se začíná vytvářet příznivější prostředí pro vozidla šetrnější k přírodě.
Pojmem alternativní pohonné hmoty a technologie se označují veškerá paliva nahrazující dominantní benzín a naftu, respektive technologie nahrazující spalovací vznětové i zážehové motory. Základními nedostatky v českém prostředí pro téměř všechny alternativy ke konvenčním palivům jsou mnohem řidší síť čerpacích stanic a dále chybějící motivace k nákupu a provozu ekologických vozidel.
To by se ale mělo v následujících letech změnit. Evropská komise vydala v únoru návrh na snížení emisí oxidu uhličitého u nových automobilů na 130 gramů do roku 2012. Původní návrh komisaře Stavrose Dimase přitom žádal ještě o 10 gramů méně. Například mladoboleslavská automobilka Škoda Auto odhaduje kvůli takovým předpisům zdražení nového vozu používajícím konvenční palivo o 40 až 70 tisíc korun. Rozdíl v nákupní ceně běžného vozu a automobilu jezdícího na stlačený zemní plyn (CNG), který je v současnosti v průměru 60 až 80 tisíc korun, by tak byl výrazně nižší. Navíc se vláda v květnu 2005 zavázala dlouhodobě stabilizovat do roku 2020 nízkou spotřební daň na zemní plyn použitý v dopravě na minimální úrovni stanovené Evropskou unií, zatímco spotřební daně na rafinérské pohonné hmoty se podle návrhů EU budou v budoucnu zvyšovat.
Automobilky proto sází na alternativní technologie více než v minulosti. Simona Klavrzová, PR manažer z Citroënu Česká republika, k tomu říká: "Vzhledem k neustále se zvyšujícím cenám tradičních pohonných látek závislých na ztenčujících se světových zásobách ropy se zájem o alternativní zdroje paliv zvyšuje, a to nejen ve sféře velkoodběratelů, ale též soukromých uživatelů."
LPG neboli propan-butanPrvní motorová vozidla byla poháněna plynem, přesněji řečeno směsí svítiplynu a vzduchu. Během druhé světové války se užívalo jako pohonných hmot dřevoplynu. LPG (Liquefied Petroleum Gas) – směs zkapalněných rafinérských plynů, která je složena zejména z propanu a butanu a částečně také vyšších uhlovodíků – se stalo asi první masověji rozšířenou alternativou k benzínu a naftě a je využíváno po několik desetiletí. Na těžbu ropy je ale vázáno.
Běžně se propan-butan vyskytuje v plynném stavu, stlačením se změní na kapalinu zlomkového objemu, do plynné formy jej lze ale snadno vrátit. U čerpací stanice se tedy natankuje do tlakové nádrže v kapalném stavu, odkud je dopravován vysokotlakým potrubím do motorového prostoru. Zde jej regulátor tlaku, takzvaný výparník, mění opět do plynného skupenství. Plyn se vede ke směšovači, kde spolu se vzduchem vytvoří palivovou směs, jíž – u moderních automobilů – vstřikování dopraví k jednotlivým válcům do blízkosti benzínových vstřikovačů.
Hlavní výhodou LPG, pomineme-li ekologický aspekt, je zejména úspora za paliva. Ta je však vykoupena ve většině případů nutností přestavby benzínového vozidla, která s sebou někdy nese i komplikace – můžete například ztratit záruku na vůz, proto je dobré před zásahem vše konzultovat s výrobcem automobilu. Nutné je také instalovat další nádrž, které buď zmenší zavazadlový prostor, nebo nahradí rezervní kolo. V takovém případě je třeba mít vůz vybaven buď pneumatikami typu run-flat, nebo vozit opravnou sadu.
Některé automobilky samy produkují vozy na LPG, takových modelů je však zatím poskrovnu. Na našem trhu lze nalézt Subaru Forester, v sousedním Německu začal Opel nabízet přestavbu současných modelů Astra, Corsa, Meriva, Vectra a Zafira.
Náklady na přestavbu pro spalování LPG se pohybují v průměru od 10 do 40 tisíc korun podle automobilu a tím užitého typu LPG systému. Litr LPG pak stojí přibližně polovinu ceny litru naturalu 95, jeho spotřeba oproti benzínu je vyšší asi o 10 procent. Načerpat jej na českém území lze v dostatečně husté síti více něž pěti set stanic.
CNG neboli stlačený zemní plynKromě propan-butanu se z plynů jako pohonných hmot dnes používá také stlačený zemní plyn – CNG (Compressed Natural Gas). Je přírodní a skládá se z uhlovodíků s proměnnou příměsí neuhlovodíkových plynů. Hlavní složkou je metan CH4, který tvoří 96 – 98 procent směsi.
Z plynovodní sítě se kompresorem stlačuje zemní plyn na tlak 20 – 30 MPa a stlačený je uchováván v tlakových zásobnících. U CNG plnicích stanic se plní přes plnicí ventil do plynové tlakové nádoby ve vozidle. Ta je ocelová nebo kompozitní a plnění je ve skutečnosti přepouštění plynu z tlakových zásobníků do tlakové nádoby ve vozidle. Existují dva typy plnicích stanic – pro rychlé a pro pomalé plnění. Rychlé plnění zabere přibližně tři až pět minut, pomalé se provádí přímo pomocí malého kompresoru do nádrží ve vozidle bez tlakových zásobníků a trvá pět až osm hodin.
Při jízdě se CNG dostává do vysokotlakého regulátoru, kde se tlak plynu upraví na potřebný provozní tlak. Podle pokynů řídící jednotky průběžně upravuje krokový motorek množství plynu do směšovače majícího obdobnou funkci jako karburátor nebo vstřikování při použití benzínu. Ve směšovači se zemní plyn mísí se vzduchem a vytváří zápalnou směs. Aby systém mohl fungovat, řídící jednotka a emulátor přerušuje vstřikování benzínu a řídí dávkování plynu.
CNG má výhody nejen proti benzínu a naftě, ale i LPG. Oproti němu má lepší startovací vlastnosti při nízkých teplotách a jej spalující vozidla mohou parkovat v zajištěných podzemních garážích. LPG je vázáno na ubývající zásoby ropy, zatímco ložiska zemního plynu jsou dlouhodobější. Z hlediska bezpečnosti je CNG vzhledem ke způsobu uskladnění ve vozidle a svým vlastnostem nejbezpečnějším palivem pro pohon automobilů.
Nevýhodou přestavby na CNG místo LPG je zejména vyšší vstupní investice, která se v průměru pohybuje okolo 60 tisíc korun. Je také potřeba počítat s menším dojezdovou vzdáleností, která je například u přestavěné Škody Fabia zhruba 220 – 260 kilometrů. O něco lepší je to u vozidel připravených na CNG přímo automobilkou, Opel Zafira či Fiat Multipla mají dojezd až 550 kilometrů, což jim umožňují větší tlakové nádrže. Nabídka výrobců aut spalujících CNG však obdobně jako u LPG není příliš pestrá. Na našem trhu lze zakoupit osobní verze zmiňované zafiry a multiply, Fiat Panda, Citroën C3 a Berlingo a Renault Kangoo, užitkové Opel Combo, Citroën Berlingo, Fiat Doblo Cargo Van a Punto Van a Renault Kangoo Express.
Pro CNG je v České republice limitující hlavně malá síť plnicích stanic. Těch je prozatím čtrnáct, další se staví nebo plánují. Podle dohody plynárenských společností s vládou ČR by měla mít síť 100 plnicích stanic.
VodíkMasové využití vodíku je prozatím hudbou budoucnosti. I když již v letošním roce vyjedou sériová BMW řady 7, která budou schopna vodík spalovat, jde spíše o příslovečné vlaštovky. V současnosti se výzkum zabývá dvěma variantami, a sice spalováním vodíku v klasických motorech – touto cestou se vydalo právě BMW – a využitím vodíku v palivových článcích.
V prvním případě se zkapalněný nebo stlačený vodík spaluje jako běžné pohonné hmoty a vzniká voda a malé množství kysličníků dusíku. Dvanáctiválce, jimiž budou osazeny luxusní limuzíny mnichovské automobilky, budou umět spalovat jak benzín, tak zkapalněný vodík. Vozy vybavené kombinovaným motorem by měly ujet přibližně 200 kilometrů na vodík a dalších 500 na benzín. Na jedné straně se takovou variantou částečně vyrovnává handicap prozatím nedostatečné sítě stanic, v nichž lze vodík doplnit, na druhé straně je však nutné vybavit vůz dvěma nádržemi. Výroba vodíku je navíc drahá a ve směsi se vzduchem je silně výbušný.
V druhém případě jsou vozidla vybavena palivovými články s vodíkem, z něhož se přímo ve vozidle vyrábí elektřina. Ta vzniká exotermní elektrochemickou reakcí a využívá se pro elektromotor, který vůz pohání. Kromě elektřiny vzniká také voda nebo vodní pára a nejde vlastně o spalování, ale chemickou reakci. Americký koncern General Motors představil vloni na podzim Chevrolet Sequel poháněný vodíkovými palivovými články. Automobil, jenž může mít uložených osm kilogramů vodíku pod tlakem 700 bar, dokáže podle výrobce ujet až 480 km, ale vlivem ceny paliva a nedostatku prodejních míst se počítá se sériovou výrobou až kolem roku 2020.
Kvůli menším nákladům na spalovací motory v porovnání s palivovými články bude pravděpodobně zatím dominovat varianta spalování vodíku, dokud se nepodaří výrazně snížit náklady na palivové články. Přestože zatím není masově rozšířen, je vodík nejslibnějším palivem pro vozidla budoucnosti. Do roku 2010 by mělo být v Evropě alespoň 45 vodíkových čerpacích stanic.
BioetanolJestliže je vodík hudbou budoucnosti, pak bioetanol zní téměř soudobě. Jde o produkt alkoholové fermentace (kvašení) z biomasy. Kromě rostlin obsahujících škrob, jako jsou kukuřice, obilí a brambory, se nejčastěji používají cukrová třtina a cukrová řepa. Výsledný produkt může být užit jako součást benzínu, nebo přímo v čisté formě jako motorové palivo. Pomocí bioetanolu se zvyšuje oktanové číslo a snižuje se množství emisí CO2, čistý se zatím v praxi nepoužívá a spíše se v množstvích 5 až 10 procent přimíchává do konvenčních minerálních paliv. Na ženevský autosalon by měl ale švédský Saab přivézt motor Saab BioPower 100 na čistý bioetanol, agregát připravený k sériové výrobě.
Asi nejdále je s výzkumem využití bioetanolu automobilka Ford. Ta již nějaký čas nabízí modely spalující Bioetanol E85, tedy směs složenou z 85 procent bioetanolu a 15 procent benzínu. Více k tématu řekl v rozhovoru Martin Linhart, ředitel vnější komunikace z českého zastoupení Ford Motor Copany.
Jak se Vaše automobilka staví k vývoji alternativních typů pohonu?
Ford je dlouhodobě na špici vývoje ekologických pohonů a pracuje hned na několika zcela odlišných řešeních. Jako dlouhodobě nejperspektivnější se, jak známo, jeví systém palivových článků, u nichž z výfuku vychází jen voda, respektive vodní pára. Auta s palivovými články už několik let jezdí, ale systém je pro sériovou výrobu ještě pořád příliš rozměrný a zejména drahý. Za ideální řešení pro překlenovací období považujeme proto takzvaný Bioetanol E85, který lze po malých úpravách používat v běžných zážehových motorech a jenž je v provozu dramaticky ekologičtější než všechna dosud běžně používaná paliva.
Jaké modely v současnosti nabízíte s alternativním pohonem a jaký typ alternativního pohonu využívají?
Právě vozy poháněné bioetanolem, respektive směsí Bioetanolu E85 a benzínu v jakémkoli poměru, od 0 do 100 procent obou složek. To znamená, že řidič si u čerpací stanice vybavené speciálním stojanem natankuje E85 a pokud nádrž vyprázdní a příslušná "pumpa" není v dohledu, bez problémů dotankuje benzín. Motor, palivový systém a zejména řídící jednotka jsou na takový provoz připraveny a řidič se tak vůbec nemusí starat o to, na co vlastně právě jede. Proto se také u Fordu tato technologie jmenuje FFV, tedy Ford Flexi - Fuel Vehicle.
V současné době jsou jako FFV k dispozici modely Focus a C-MAX, v nejbližší době přibudou i další.
Jaký je mezi zákazníky zájem o tyto ekologické modely? Jaký je poměr prodaných vozů s konvenčním a alternativním typem pohonu/paliv v rámci modelové řady, kde jsou k dispozici obě varianty?
V České republice zatím není k dispozici ani infrastruktura, ani tu neexistuje daňové zvýhodnění pro výrobu a automobily používající E85. Uvedu ale příklad ze Švédska. Tam se dnes, třeba u modelu Focus, prodává celých 80 procent nových vozů jako FFV a jezdí jich tam už kolem dvaceti tisíc. Za celou značku pak dnes poměr vozů Ford spalujících bioetanol činí ve Švédsku asi 40 procent z celkového prodeje. A protože využití E85 přináší nejen ekologické, ale i makroekonomické výhody, přidávají se další země jako Německo, Velká Británie, Španělsko, Francie.
Lze najít i ekologicky smýšlející fleetové zákazníky? Očekáváte v budoucnu vyšší zájem o ekologické automobily?
Rozhodně ano, ale vzhledem k odpovědi na předchozí otázku je vše zatím jen ve stadiu úvah a přání. Jsem si jist, že pokud se naše vláda zachová tak jako vlády ve vyspělejších evropských zemích, kde funguje daňová úleva jak pro výrobce bioetanolu, tak i pro majitele vozů, které jej spalují, vypukne i v České republice boom zájmu o tento typ pohonu. A to nejen mezi soukromými, ale i mezi fleetovými zákazníky. Vybudování příslušné infrastruktury neznamená zásadní problém, protože náklady na zřízení jednoho stojanu na E85 u čerpací stanice jsou asi desetkrát nižší než náklady na zřízení stojanu s plynem.
Zvažujete nebo již pracujete i na dalších variantách alternativního pohonu/paliv?
My jako takzvaná Národní prodejní organizace určitě ne, ale vývojová pracoviště Ford Motor Company v Evropě i USA se několika variantám využití alternativních paliv věnují velmi aktivně.
Hybridní pohonObecně lze označit hybridním pohonem kombinaci několika zdrojů energie pro pohon jednoho dopravního prostředku, nejčastěji elektrické trakce jako u elektromobilu a spalovacího motoru. Hybridní vozidla zachovávají výhody konvečních spalovacích motorů a elektromobilů a zároveň potlačují jejich nevýhody. Mají dva motory – spalovací a elektromotor – a podle okolností volí nejvýhodnější režim.
Obvykle při jízdě na krátké vzdálenosti nebo při rovnoměrné jízdě pohání vůz elektromotor elektrickou energií z akumulátoru. Protože ale dochází k průběžnému dobíjení baterií v průběhu jízdy se spalovacím motorem, baterie mohou být menší a tudíž i levnější, než je tomu u klasických elektromobilů.
Hlavní plusy hybridního pohonu jsou nízká hlučnost elektropohonu, jeho nulové exhalace a účinnost elektromotoru až 90 procent. Spalovací motor u hybridu zajišťuje velký dojezd a možnost cestování vysokou rychlostí. Nevýhodami jsou vysoké pořizovací náklady, zvýšení hmotnosti vozidla a zmenšení úložných prostor. Rovněž nabídka takových vozů není dosud velká, v České republice jde pořídit Toyotu Prius a Hondu Civic Hybrid. Průběžně se ale po celém světě představují nové modely mnoha výrobců, například Kia Rio, Mazda Tribute Hybrid nebo luxusní limuzína Lexus LS 600h.
