Brusel chce místo spalovacích motorů elektromobily. Lpění jen na jednom řešení je nesmysl, tvrdí čeští vědci

EK chce automobilkám zakázat, aby jejich nové výrobky produkovaly emise oxidu uhličitého. Unijní exekutiva také hodlá výrazně podpořit prodej elektromobilů, pro něž by měly členské státy budovat podstatně více dobíjecích stanic. Plán musí schválit členské státy a Evropský parlament.

Stanovení pevného data, kdy emisní limity CO2 z automobilů klesnou na nulu, tedy faktický zákaz prodeje nových aut se spalovacími motory, může nejen podle Sdružení automobilového průmyslu (AutoSAP) paradoxně znamenat zhoršení klimatu. Lidé si totiž podle něj ve větší míře před rokem 2035 koupí vozy s benzinovými a dieselovými motory a zároveň budou déle používat starší a méně ekologická vozidla.

Nedávno proto začala evropským prostorem kolovat výzva podepsaná více než 170 vědci na Evropskou komisi, aby místo elektromobilů raději podpořila vývoj alternativních paliv. Čeští signatáři Jan Macek a Oldřich Vítek z ČVUT své podpisy zdůvodňují v rozhovoru, který Novinkám poskytli.

prof. Macek: Iniciativa vznikla mezi německými profesory technických univerzit, a to jak od vozidlářů, tak od chemiků. Díky našim kontaktům v evropských projektech rámcového programu výzkumu (např. Horizon 2020) a evropských sdruženích European Automotive Research Partners Association EARPA, European Road Transport Advisory Committee ERTRAC a European Green Vehicle Initiative Association EGVIA (nyní sdružení To Zero – míněny emise, ne objem prodeje automobilů) nás oslovilo několik kolegů z Německa.

doc. Vítek: Pro podpis jsme se rozhodli proto, že souhlasíme s hlavní myšlenkou této iniciativy. Evropská komise se příliš zaměřila jen na elektromobilitu a všechna ostatní řešení odsunula stranou, což nepovažujeme za správné.

prof. Macek: Elektromobilita bateriovými vozidly nebo s použitím vodíku jakožto akumulátoru chemické energie a palivových článků má nespornou budoucnost v určitých segmentech dopravy. Nemluvím o samozřejmém použití závislé (trolejové) trakce.

prof. Macek: Baterie jsou a s ohledem na současný vývoj zřejmě zůstanou málo kapacitní, mají však v celém řetězci spotřeby energie o něco vyšší účinnost než palivové články či spalovací motory na syntetická paliva. To platí zejména tehdy, pokud v rozporu se skutečností předpokládáme, že výroba elektrické energie v obnovitelných zdrojích není zatížena ztrátami. Ve skutečnosti závisí na energetickém mixu každého státu – jednoznačně je výhodný velký podíl jaderné energie jako třeba ve Francii.

Při použití obnovitelných zdrojů energie je zapotřebí započítat emise zdrojů, udržujících stabilitu sítě.

doc. Vítek: EU se zřejmě bez zvážení těchto dodatečných podmínek politicky rozhodla k prosazování jediné „správné“ cesty, a to bezprecedentním tlakem na výrobce vozidel formou pokut za překročení emisí CO2 ve flotilovém průměru prodaných vozidel. Přitom se zcela fiktivně emise CO2 pro elektromobil nebo palivový článek počítají nulové.

Místo ideologie by však byla namístě technologická neutralita, tedy předepsání okrajových podmínek (např. emise skleníkových plynů – mimochodem zdravotně neškodné) a ponechání samotného řešení na výrobcích vozidel a energie.

prof. Macek: Navíc je zmíněné nařízení EU, pokutující výrobce, v přímém rozporu s dalšími nařízeními o zvýšení podílu obnovitelných zdrojů energie v dopravě jednotlivých členských států, které zpracovávají klimaticko-energetické plány. Problém všech evropských hodnocení je ignorování skutečných externalit bateriových vozidel, pro něž se musí hodnotit celý životní cyklus včetně energeticky značně náročné výroby baterií (nejméně 100 kWh elektřiny/kWh kapacity baterie).

Tím vznikají další emise skleníkových plynů – a vzhledem k praktickému monopolu Číny na jejich výrobu značně vysoké, neboť energie se získává z uhelných elektráren.

prof. Macek: Bezemisní doprava je nesmyslný pojem s ohledem na výše zmíněné procesy výroby. Jako nízkoemisní doprava se elektromobil dobře uplatní tam, kde není požadavek na dlouhý dojezd: městská doprava individuální, sdílená i hromadná. Baterie může být poměrně malá, takže jízdní odpory, závislé na váze vozidla, příliš nenarostou a přídavné emise na výrobu baterie jsou menší.

V osobních automobilech nařízení komise o emisích pro výrobce s předpokladem nulové emise skleníkových plynů vedlo naopak k výrobě velkých bateriových vozidel s dlouhým dojezdem (hmotnost baterie 500-750 kg), protože u nich se navýšená hmotnost do celkové váhy vozidla lépe „schová“ a bohatá klientela je bez problémů zaplatí.

prof. Macek: Výhodou bateriových vozidel je malý hluk a nulové toxické emise v místě použití, ač tato záležitost je dnes předehřevem motoru řešená i u moderních spalovacích motorů. Špatné zkušenosti z praxe sídlišť způsobují stará vozidla; máme průměrný věk osobních vozidel kolem 15 let. Z hlediska emise skleníkových plynů je na tom však elektromobil podobně jako vozidlo se spalovacím motorem při omezování jaderné energetiky, pokud vezmeme v úvahu všechny zmíněné okolnosti.

Co se týká provozních nákladů, tak elektromobil je dnes výhodný až do času nutnosti náhrady baterie pro její nedostatečnou kapacitu.

doc. Vítek: Zůstatková cena ojetého vozidla na protiúčet bude malá ve srovnání s dnešními zvyky na trhu ojetých vozidel, jelikož nákup ojetého vozidla bez znalosti o stavu baterie je velmi riskantní. Včasný prodej vozidla do méně vyvinutých oblastí, jako je ČR, je exportem obtížně recyklovatelného a nebezpečného odpadu. S očekávaným několikanásobným nárůstem ceny elektrické energie a nutností náhrady příjmu státu ze spotřební daně z fosilních paliv se i výhoda nižší ceny trakční energie ztratí.

prof. Macek: Nevýhodou pak je dále cena baterie, spotřeba exotických materiálů, jejichž cena raketově roste, a silná závislost na Číně. Automobilky vnitřně přerozdělují zisk, aby bylo bateriové auto alespoň trochu prodejné – optimalizují výši pokut za nesplnění flotilového průměru z prodaných vozidel, t.č. 95 g CO2/km s pokutou 95 € (přes 2400 Kč) za každý překročený gram a vozidlo. U malých aut vnitřní dotace odhadem dělá 50 procent ceny, u velkých cca 30 procent. Sériová výroba elektromobilů na úkor ziskových vozidel se spalovacím motorem tudíž cenu podstatně navýší, a to nepočítáme další nárůst ceny vzácných materiálů, protože nebude při velkém počtu bateriových a malém počtu spalovacích automobilů z čeho tuto navenek neviditelnou dotaci krýt. Jak tato vnitřní dotace, tak státní iniciativy – pokud existují – pokrývají především prodávaná vozidla, dnes výhradně pro bohaté na úkor všech.

Další problematické okolnosti jsou bezpečnost po nehodách, kupříkladu nutnost karantény baterie několik týdnů pro nebezpečí neuhasitelného zahoření, a montáž nekvalitních neoriginálních baterií. Pak je tu problém s recyklací baterií po jejich vyřazení z provozu.

Reálný dojezd není zdaleka na úrovni deklarovaných hodnot kolem 500 km a více, pokud se chce za jízdy topit nebo klimatizovat kabina a využívat vysokou dynamiku vozidla. Navíc je využití více než 70 procent kapacity baterie nedobré pro její životnost. Záruka bývá na 160 000 km nebo osm let a na pokles dojezdu ne více než o 30 procent.

Problémy jsou i za nízkých a vysokých teplot okolí – články baterie nemají přesáhnout 50 °C. Dobíjení na 100 procent kapacity trvá i na rychlonabíječce dlouho, rychle se dá nabít do 80 procent.

doc. Vítek: To vše se zkrátka podepisuje na velkém snížení životnosti drahé baterie.

doc. Vítek: Automobilová doprava je jen jedním ze zdrojů CO2. Řešením by měl být kompromis, a to více různých pohonů, stejně jako ve Spojených státech nebo v Japonsku. Nesmíme zapomenout, že nejde jen o výzkum, ale o investice do nových výroben, energetiky a rozvodné sítě pro distribuci. Úplná elektrifikace českých osobních automobilů by vyžadovala výstavbu 4-5 temelínských elektráren či velmi významné posílení distribuční sítě na vysoký přenášený výkon.

Všechny tyto elektromobily, sdílené na síti obousměrně (jako zásobníky) by při minimální rezervě energie pro případnou jízdu mohly pokrýt průměrný příkon ČR na 4-5 hodin. Ovšem s obnovitelnými zdroji energie v zimě potřebujeme i týden, někdy více.

prof. Macek: Je dobré vždy mixovat existující řešení s novými objevy – ty mohou, ale také nemusejí přijít. V současné době se po problémech s bateriemi s polymery prosazují pevné elektrolyty a keramické separátory, bránící vnitřnímu zkratu baterie, což vede k nárůstu váhy stále velmi hmotných baterií.

doc. Vítek: Jako alternativu máme hybridní vozidla s různým stupněm hybridizace a podstatně menší baterií, spalovací motory na bioplyn, syntetické plyny i syntetická kapalná paliva, pro něž jsou řešení – i když ne tak revoluční – vyzkoušená.

Vodík poskytuje málo omezený dojezd vozidel, rychlé tankování a možnost dlouhodobého skladování energie vyráběné bez ohledu na momentální poptávku obnovitelnými zdroji. Lze je využít méně účinně ve spalovacích motorech (cca 35-45procentní účinnost) a poněkud účinněji v nízkoteplotních palivových článcích (účinnost v dopravě 50-55 procent, při stacionárním použití více). Výroba ovšem přináší další ztráty kolem 20 procent, palivové články jsou zatím drahé a je též nutno budovat speciální infrastrukturu.

Obecně v technice platí, že neexistuje ideální řešení, které vyřeší všechny problémy, aniž by to zároveň nemělo nevýhody a negativní účinky. Proto se vždy hledá kompromis pro danou konkrétní situaci.

prof. Macek: Je vhodné využívat výhod různých technických řešení v situacích, které jsou k tomu vhodné. Navíc větší portfolio možných technických řešení minimalizuje riziko neúspěchu jedné konkrétní technologie, což se může snadno stát, pokud se v budoucnosti změní požadavky nebo se ukáže, že některé předpoklady o funkčnosti dosud nedostatečně vyzkoušených řešení nebyly správné. Tato strategie (nefixovat se jen na jedinou variantu) se v minulosti již mnohokrát osvědčila. A místo „revoluce“ se spíše nabízí evoluce – poctivá optimalizace se zahrnutím všech relevantních faktorů bez dogmatického zkreslování faktů.

To pak v praxi s ohledem na budoucí vývoj automobilů znamená nezbavovat se hned současných řešení, ale pokračovat v jejich optimalizacích a postupně aplikovat nová řešení (opět po jejich optimalizaci) tak, aby to globálně dávalo smysl. Zde je přitom nutné mít jasně stanovené cíle, tj. čeho mají nová řešení ve skutečnosti dosáhnout. Určitě to není dosažení fiktivních hodnot „na papíře“, které nemají s realitou mnoho společného.

Konkrétně to pak v nejbližší budoucnosti znamená používat elektromobily spíše pro krátké jízdy ve městech, na střední a delší vzdálenosti pak využívat hybridní vozidla s relativně malou baterií. Použití alternativních/syntetických paliv dává smysl, pokud to zlepší parametry spalovacích motorů a zároveň jejich výroba celkově nezvýší energetickou/emisní zátěž.

doc. Vítek: Na závěr bych ještě rád dodal, že s klimatickou změnou se musíme naučit žít, ne se ji snažit neúčinně a draze ovlivnit. Bez holistického přístupu k mobilitě to nepůjde – od vozidel přes fyzickou infrastrukturu k informační infrastruktuře. Finální rozhodování by mělo být založeno na faktech, nejen technických, ale i sociálně-ekonomických. Rozhodně by se společnost měla vyvarovat postoje, že „kdo není s námi, je proti nám“.