Budoucnost elektromobility

iFLEET » Aktuální číslo » FLEET 3 / 2022 » Budoucnost elektromobility

Budoucnost elektromobility

čtvrtek, 10. listopadu 2022

Automobily, a nejen ty osobní, budou jednou pohánět výhradně elektromotory. Kdy k tomu dojde? Evropská unie i sami automobiloví výrobci sice deklarují nějaké letopočty, tu 2030, tu 2035, coby konec spalovacích motorů, ale nakolik se budou tyto plány krýt s realitou, to je věc druhá. Současná energetická krize bude mít vliv na krátkodobý a možná částečně i střednědobý výhled rozvoje tohoto druhu pohonu. Z dlouhodobého hlediska se ale nic nezmění…

Že je elektromotor díky svým charakteristikám nejvhodnějším agregátem pro pohon motorových vozidel, o tom nemůže být sporu. V porovnání s moderním spalovacím motorem je nejen výrazně konstrukčně jednodušší a lehčí, ale nabízí také téměř ideální charakteristiku. Jenže zatímco u spalovacího motoru platí, že snadno čerpáme a ukládáme energii pro pohon složitého motoru, u elektromobilu naopak obtížně čerpáme a ukládáme energii pro jednoduchý motor. Tento problém má řešení, ovšem pouze v intencích známých fyzikálních zákonů. Teoreticky není problém nabíjet baterie výkonem 400 kW, prakticky to má ale několik háčků. Od místní dostupnosti takových výkonů (navíc pro více nabíjecích bodů v rámci jedné stanice) až po jejich vliv na samotnou baterii. Vedle samotných zdrojů elektrické energie a s nimi souvisejícími emisemi, je právě ukládání energie tím největším problémem. Technickým i ekonomickým, protože baterie jsou nejen těžké, ale hlavně drahé, i když se cena moderních lithium-iontových článků v posledních deseti letech výrazně snížila. Podle agentury McKinsey klesla v letech 2010 a 2016 cena za jednu kilowatthodinu kapacity z 1000 USD na 227 USD a v současnosti se v průměru pohybuje již pod hranicí 200 USD. Další snižování už bude spíš jen pozvolné. Některé předpovědi ovšem počítají s poklesem až pod hranici 100 USD/kWh do roku 2030. Uvidíme… Cena baterie s kapacitou 60 kWh, což je dnes přijímáno jako minimum pro elektromobil určený pro běžný a nikoli jen městský a příměstský provoz, tedy činí minimálně 12 000 USD, tedy asi 300 000 Kč. Ale pozor, bavíme se o základní výrobní ceně jednotlivých akumulátorových článků, vystrojená baterie je dražší, o její ceně pro zákazníka v případě nutné výměny nemluvě.

Vejce nebo slepice?
Za hlavního „viníka“ dle mnohých až příliš ambiciózních plánů EU v oblasti elektromobility jsou mnohdy označováni právě bruselští úředníci. Jenže věc je složitější. Už před nějakými dvaceti lety se začaly automobilky na autosalonech předhánět ve studiích mimořádně ekologických automobilů. Jednalo se o technologické demonstrátory, nevhodné pro sériovou výrobu a běžný provoz, ale unijní environmentální šíbři samozřejmě tato auta a jejich úžasné parametry zaregistrovali. A tak se začalo šířit přesvědčení, že automobilky již takové technologie mají, ale nechtějí je uvolnit pro sériovou produkci. A když nechtějí, tak je donutíme... Tím byl odstartován trend výrazného zpřísňování emisních norem. Euro 4, které bylo uvedeno v roce 2005, snížilo limit všech sledovaných složek oproti Euru 3 z roku 2000 na polovinu, Euro 5 pak radikálně snížilo limit emitovaných pevných částic (na pětinu). Dnes musí nová auta plnit normu Euro 6, v současnosti ve fázi Euro 6d-TEMP-EVAP-ISC a probíhá zápas o finální podobu normy Euro 7 (podle původních plánů měla být finalizována v polovině října tohoto roku), která by mohla začít platit již v roce 2025. Počítá se u ní mimo jiné s tím, že limit NOx bude natolik přísný, že povede de facto sám o sobě ke konci spalovacích motorů. A to nemluvíme o limitu emisí oxidů dusíku, které nejsou součástí emisních norem, ale samostatným nařízením. V současnosti již platí limit průměrných emisí CO2 95 g/km a jeho neplnění vystavuje automobilky drakonickým pokutám. Některé automobilky mají limit o něco vyšší, jiné nižší (poměrně složitá problematika přesahující rámec tohoto článku), ale limit je to opravdu přísný. Automobilkám tak už před časem došlo, že než se v potu tváře snažit o plnění norem pro spalovací motory, bude pro ně jednodušší elektrifikovat. Plně, tedy výrobou elektromobilů, nebo alespoň částečně formou hybridních vozidel. Tento trend je dnes již nezvratný.

Odsouzeni k dobíjení
Ještě před nějakými devíti lety se zdálo, že by se mohl problém s rychlostí dobíjení baterií řešit výměnnými bateriemi. Příkladem takového přístupu byl americko-izraelský projekt Better Place, který zahájil provoz v roce 2012, ale nepřežil ani rok. Komplexita moderních baterií, jejich zástavby do struktury vozu a nemožnost unifikace napříč automobilkami (rozdílné palubní sítě, výkonová elektronika, rozměry, systémy chlazení…), to vše odsunulo tuto možnost alespoň prozatím do říše snů. Elektromobily budou v nejbližší budoucnosti závislé na dobíjení stejnosměrným (rychlé) nebo střídavým (pomalé) proudem.

Požadavky zákazníků jsou jasné: Dlouhý dojezd, ideálně alespoň 500 km, a rychlé nabíjení. Dlouhý dojezd ovšem vyžaduje velkou baterii (tedy drahou a těžkou), rychlé dobíjení pak umožnění vysokých dobíjecích výkonů, což s sebou nese velké nároky mimo jiné na chlazení baterie.

Jak je vidět na nejnovějším elektromobilu od automobilky Volvo, kterým je model samostatné značky Polestar s jednoduchým označením 3 (uvedení na trh za rok), není problém nabídnout ani baterii s kapacitou 111 kWh, která umožní dojezd až 610 km podle normy WLTP. Tím Polestar 3 překonává o 3 kWh dokonce i nejvyspělejší elektromobil současnosti, kterým je Mercedes-Benz EQS. Ten ovšem díky pokročilejšímu elektropohonu a lepší aerodynamice láká zákazníky na dojezd až 770 km. Bavíme se ovšem o autech velmi výkonných, prémiových a s cenami nad dvoumilionovou, v případě EQS dokonce třímilionovou hranicí.

Elektromobil s dojezdem alespoň 400 km a cenou pod milion korun zatím na trhu není. Škoda Enyaq začíná na částce 1 179 900 Kč za provedení iV60 Clever (132 kW/395 km), iV80 s baterií umožňující dojezd až 542 km už přijde na 1 304 900 Kč. Komu by stačil elektromobil s dojezdem 350 km, ten dnes pochodí u některých značek koncernu Stellantis, kde například Peugeot e-208 začíná na ceně 885 000 Kč. Ale je to auto segmentu B, tedy kategorie Fabie…

Dojedu?
Dojezd je zcela logicky pro většinu řidičů důležitým parametrem. Současný styl používání aut se spalovacím motorem je takový, že se energie čerpá, když je to zapotřebí (prázdná nádrž). Používání elektromobilu ovšem vyžaduje čerpání energie kdykoli je to možné. Jedná se o celkovou změnu filozofie používání auta i cestování. Jde o „přenastavení hlavy“, což je proces dlouhodobý.

Dobíjecí infrastruktura se rozvíjí poměrně rychle, ale je otázkou, zda udrží tempo s rostoucím počtem elektromobilů v provozu. Nenechte se mýlit, zájem o ně roste navzdory současné energetické krizi. Za prvních sedm měsíců letošního roku u nás vzrostl počet registrovaných elektromobilů o 26 procent, konkrétně o 2597 vozidel (podle statistik SDA). Pro současných více než 12 tisíc elektromobilů v provozu u nás je dnes k dispozici 944 veřejných dobíjecích stanic s 1841 dobíjecími body. Na každý tedy připadá zhruba sedm vozidel, což je luxus, který bude do budoucna neudržitelný. Současným trendem je budování vysokovýkonných dobíjecích stanic především podél hlavních dálničních tahů, kde se předpokládá nutnost dobíjení na dlouhých cestách. Takto postupuje například sdružení Ionity. Mimo dálnice se počítá i s méně výkonnými stanicemi, wallboxy případně obyčejnými třífázovými zásuvkami na různých veřejných místech. To vše by mělo obavy řidičů z nedostatečného dojezdu do značné míry omezit.