Odborné články

Zkušenost s vozy na alternativní pohon

Předně je třeba říci, že tento článek vznikl na základě měsíční zkušenosti se zapůjčeným vozem Volkswagen ID.4 v zimním období s nájezdem více jak 5 000 km, a to ve srovnání s několikaletou zkušeností s Volvem V60 T5 poháněným benzínem a CNG s nájezdem několik stovek tisíc km. Některé závěry jsou osobní povahy a nezřídka citově zabarvené. Článek však také obsahuje mnoho faktů, které se obou druhů pohonů týkají a jsou pro ně typické. Za vznik tohoto článku a vytvoření nemalé zkušenosti s provozem elektrického vozu je třeba poděkovat společnosti EURO CAR Zlín, která automobil pro tento test zapůjčila. 

Bi-Fuel pohon: benzín + CNG

Osobní vůz Volvo V60 T5 s kombinovaným pohonem na benzín a CNG o výkonu 180 kW s automatickou převodovkou a pohonem předních kol. 

Jsem nadšený z tohoto auta. Jsem blázen do techniky a spalovací motor mě od malička fascinoval. Užívám si jeho zvuku motoru sílícího s rostoucími otáčkami a narůstajícím výkonem. Jízda na CNG a obzvláště na BioCNG ve mě zanechává pocit odpovědnosti vůči životnímu prostředí, který téměř zcela kompenzuje nedostatek v potřebě plnění CNG každých 300 až 350 km. V době energetické krize jsem byl obzvlášť vděčný za velkou benzínovou nádrž umožňující dojezd přes 800 km. Společně s CNG je tedy akční rádius vozu větší než 1000 km. Říkáte si, k čemu to v dnešní době s benzinkou na každém rohu je, ale věřte, že s ročním nájezdem 60 až 80 tisíc km je to výhra. Soucítím s autem při studených startech na krátké vzdálenosti a děkuji za nezávislé topení, které dostane motor rychle na provozní teplotu. 

Temné myšlenky konvenčního mobilisty  

Řidič přijíždějící na čerpací stanici letmým pohledem přelétne stojící auto na nabíječce a s podivením si řekne – „hle, je obsazeno“. Natankuje a při odjezdu kontroluje místo u nabíječky s hřejivým pocitem, že stále je obsazeno stejným autem. Zvedne koutek a pomyslí si něco o černohnědé stopě elektřiny:

Obr. 1: Těžba hnědého uhlí (zdroj: jplenio@Pixabay.com)
Obr. 2: Výroba elektřiny v uhelné elektrárně (zdroj: Benita5@Pixabay.com)
Obr. 3: Distribuce elektřiny (zdroj: music4life@Pixabay.com)

A samozřejmě všechny ty havárie a ztráty po cestě včetně nabíjení. Kdo se stydí za svůj výfuk, pořídí si elektromobil, co kouří na druhém konci drátů. 

Světlé chvilky konvenčního mobilisty 

Vědci celého světa se snaží snížit dopad dopravy na celkové emise. Motory mají čím dál nižší produkci emisí. Dochází až k takovým paradoxům, kdy vozy záchranných složek, speciální stroje a špičkovací agregáty, disponují úrovní emisí EURO 6, což jim při jejich činnosti způsobuje vysoké náklady navíc, výrazné zvýšení spotřeby, a ještě nespolehlivost provozu. 

Přesto tu máme již nyní několik skvělých alternativ v podobě biopaliv (ideálně pokročilých), syntetických pohonných hmot s minimální uhlíkovou stopou a také BioCNG a BioLNG. Jízda na biometan vyrobený v lokální bioplynové stanici může mít nižší emisní stopu než jízda elektromobilem při nabíjení elektřinou z obnovitelných zdrojů. Při provozu motoru na biometan je jeho emisní i imisní stopa opravdu zanedbatelná a při posouzení emisní stopy celého životního cyklu klasického automobilu s pohonem na biometan docházíme k závěru, že to není rozhodně špatná cesta a v případě pokročilého biometanu dokonce i nejlepší možná.      

Obr. 4: Tankování a jízda na BioCNG je povznášející (zdroj: CZ Biom)

Náklady a spotřeba 

Nejen ekologií živ je člověk, a tak je zde porovnání nákladů na provoz a ujeté km. CNG-hybrid zatím žádná automobilka nepředstavila, a tak uvedená čísla odpovídají “běžnému” autu na benzín s alternativním pohonem na CNG. Spotřeba benzínu se dlouhodobě pohybuje kolem 8 l/100 km. Při dlouhých cestách se dá dosáhnout 7,5 litru a při kratších a neekonomických cestách je to klidně o litr víc. Při jízdě na CNG se spotřeba pohybuje kolem 4,5 kg/100 km plus cca 1 litr benzínu. Při přepočtu na energii v palivu jde o zhruba 70 kWh/100 km v případě benzínu (8,89 kWh/l) a v případě jízdy na CNG jde o téměř shodnou hodnotu (13,7 kWh/kg CNG). Rozdíl mezi nízkou a vysokou spotřebou je tedy přibližně 10 kWh/100 km. Při přepočtu na palivový náklad na km jízdy jezdí tento vůz v závislosti na ceně paliva mezi 2–3 Kč/km. Velmi zajímavé je sledovat, jak při ustálené povolené rychlosti na dálnici průměrná spotřeba klesá. Auto je skvěle připravené na dálniční provoz a při 130 km/h motor točí těsně pod 2 000 ot/min a v podstatě není v tomto režimu slyšet. Konstrukčně je vůz připraven na rychlosti přesahující 200 km/h, a proto jízda na našich dálnicích je jen takové “šolíchání”. Člověk si může zatopit jak chce, a přitom to na spotřebu nemá vůbec žádný vliv. 

Kromě palivových jsou zde i provozní náklady. Ty by se daly porovnat jen při srovnatelném nájezdu obou aut. Je však na první pohled zřejmé, že návštěva běžného auta v servisu každých 30 000 km (v mém případě minimálně dvakrát do roka) vyžaduje ke každému km připočítat cca 0,5 Kč provozních nákladů. Elektromobil se má podívat na servisní prohlídku jednou za dva roky. Samozřejmě brzdy, převodovka, spalovací motor, výfuk a další části budou mít zřejmě nižší životnost, než je technicky možná životnost elektromobilu, a proto jestli běžný vůz najede s vypětím servisních sil např. 500 000 km a elektromobil dvojnásob, pak i amortizace pořizovací ceny do nákladů na jeden km tomu bude odpovídat. Nikdo se asi netěší na výměnu baterií za stovky tisíc Kč stejně jako na totální poruchu motoru zhruba v poloviční ceně.   

 

E-mobilita

Elektromobilita je v tomto případě prezentována plně elektrickým SUV od výrobce Volkswagen s označením ID.4 o výkonu 150 kW, baterií 77 kWh a pohonem zadní nápravy.

Parádní auto. Technicky na výši. Elektřina jako pohon mu neskutečně sekne. Auto je příjemně tiché v jakékoliv rychlosti. Skvěle reaguje, není třeba čekat na náběh výkonu nebo řazení rychlosti. Elektrický pohon je prostě pro auto tak samozřejmý, až to překvapí. Chválím jízdní asistenty. Nejde sice o úplně autonomní řízení, ale promyšlenost, s jakou auto používá proměnlivou sílu rekuperace bez toho, aby tuto funkci řidič musel jakkoliv ovlivňovat, je senzační. Velmi příjemné je téměř okamžité topení bez nutnosti čekat na ohřátí motoru. Prostě člověk sedne, cvakne do páčky vpřed anebo vzad, a už jede. Prostornost auta, jízdní vlastnosti včetně pokročilých asistentů automatizující jízdu úplně vybízí k dlouhým cestám, které však proti vůli řidiče brzy končí u nabíječky. Opovržlivě však mohu přehlížet ostatní řidiče tankující fosilní paliva a čerpací stanice využívat jen k občerstvení. 

Temné myšlenky e-mobilisty

Pří jízdě elektromobilem za kouřícím starým vrakem, který by měl být už dávno ve šrotu, musí člověk přemýšlet nad celým produktovým řetězcem fosilního paliva:

Obr. 5: Těžba ropy (zdroj: MICHOFF@Pixabay.com)
Obr. 6: Rafinace ropy na pohonné hmoty (zdroj: McRonny@Pixabay.com)
Obr. 7: Čerpací stanice PHM (zdroj: ElasticComputeFarm@Pixabay.com)

A samozřejmě doprava mezi jednotlivými body zpracování a občasné havárie v rámci celého řetězce.  

Tyto myšlenky dělají z řidiče elektromobilů nadpřirozené bytosti mající pocit, že jim patří budoucnost opěvovaných zachránců planety.   

Světlé chvilky e-mobilisty

Jenže jízda elektromobilem je něco naprosto osvobozujícího od všeho špinavého. Mohu nabíjet pomocí domácí fotovoltaické instalace anebo čerpat elektřinu ze sítě s certifikátem původu v obnovitelných zdrojích. Jízda na takovou elektřinu pak nezanechává imise a emisní stopa je taky velmi nízká. 

Ano, když zohledníme celý životní cyklus tak výroba a recyklace auta na elektřinu dnes zatím vytváří větší stopu než běžný vůz. To se však neustále mění a dopady se snižují s pokrokem v oblasti nových baterií. Jistě je nedaleko doba, kdy baterie budou bez vzácných kovů a velmi dobře recyklovatelné. 

Výrazně se zkracuje doba nabíjení, prodlužuje životnost a zvyšuje kapacita vztažená na hmotnost baterií. Navíc díky dnes již nádherné plošné účinnosti přeměny slunečního záření na elektřinu jde o vysoce efektivní proces, kdy plocha střechy budov je ve většině případů dostatečná na pokrytí běžné spotřeby objektu a nestabilita výroby se dá kompenzovat kombinací s jinými obnovitelnými zdroji a flexibilitou sítě.    

Obr. 8: Nabíjení elektromobilu u energeticky soběstačného domu (zdroj: pvgroup.pl) 

Náklady a spotřeba

Papírová spotřeba ID.4 je 17,7 kWh/100 km. To je tedy čtvrtina v porovnání s reálnou spotřebou konvenčního vozu. Jenže dlouhodobá spotřeba (cca 5 000 km) ukazuje 23,6 kWh/100 km. Může za to zimní provoz a nezřídka také jízda po dálnici. V jeden teplý den (17 °C) a při extra citlivé jízdě bylo dosaženo spotřeby 16,6 kW/100 km. 

Topení překvapivě netvořilo velký nárůst spotřeby tak, jako občasné spouštění vyhřívání sedadel, volantu či čelního skla. V takových případech se dokonce stalo, že navigace přepočítala trasu a zařadila nabíjecí mezipřistání, i když se původně mělo dojet do cíle bez nutnosti nabíjení. Vyhřívání je sice použito jen krátkou dobu, ale i tak dokáže promluvit do průměrné spotřeby nějakou kilowattou.

Naprosto největší smrťák je však pro elektromobil dálnice. Není problém dosáhnout průměrné spotřeby i přes 30 kWh/100 km, a to je již jen polovina oproti porovnávanému vozu. Čím to je? Zdůvodnění nabídne jednoduchá matematika a funkce průměru. U běžného auta vzniká průměrná spotřeba v pásmu někde mezi 0 a maximální spotřebou v řádech malých desítek litrů. Kdežto u elektroauta průměrná spotřeba vzniká v rozsahu záporných vyšších desítek kWh a kladných vyšších desítek kWh. Záporné hodnoty jsou tvořeny rekuperací při zpomalování/brzdění auta. Ty pak mají výraznou roli v průměrné spotřebě. Na dálnici je však tento efekt využíván jen v nepatrném množství a četnosti, proto se jízda na dálnici na průměrné spotřebě projeví velmi výrazně. Další vysvětlení nabízí fyzika, která říká, že energie hybnosti se zvyšuje polovinou kvadrátu rychlosti a odpor vzduchu je na tom ještě hůř. Takže elektroauta na dálnici prostě nikam nespěchají. Každý si velmi rychle spočítá, že ušetřený čas rychlou jízdou pak prostojí na nabíječce.   

No a kolik tedy stojí jeden kilometr? To nejvíce záleží na tom, kde se nabíjí. Podařilo se mi nabít několikrát úplně zdarma (samozřejmě zdarma pro mě a nikoliv, že je elektřina někde zdarma), což se nedá počítat do běžného provozu. Z veřejných nabíječek se mi podařilo nabíjet nejlevněji u Lidlu za 6,9 Kč/kWh včetně DPH. Na druhém konci pomyslného žebříčku bylo nabíjení u rychlonabíječky na D1 provozovatele IONITY, kde kWh stála 21 Kč. V tomto rozpětí cen a průměrné spotřeby se dá tedy s ID.4 ujet km za 1,2 Kč, ale i za 6,9 Kč. Takových velkých rozdílů u konvenčních aut není možné dosáhnout, leda že by si člověk zajel natankovat na blízký východ. 

 

Celkové hodnocení elektromobilu VW ID.4

Skvělé prostorné a pohodlné auto jako stvořené na dlouhé cesty, které ubíhají ani člověk neví jak, a to hlavně díky klidu v kabině a pomoci pracovitých pokročilých jízdních asistentů. Jenže ouha, ta cesta je velmi záhy přerušena pauzou na nabíjení. Při dálničním provozu a zachování nejlepšího režimu nabíjení mezi 20 a 80 % kapacity baterie je využitelný dojezd něco málo přes 200 km. Maximální rychlost nabíjení je příjemných 125 kW, což našlape chybějících 45-50 kWh do akumulátoru o kapacitě 77 kWh za příjemnou půl hodinu. Jenže za cenu, která rozhodně nenechá řidiče v klidu a okamžitě naskakují schizofrenní myšlenky – „skvělé auto, které obzvláště na dálnici jezdí od zásuvky k zásuvce“. Jako ideální se zdá model domácího nočního nabíjení a denní cesty do práce na vzdálenost klidně 60 až 80 km tam i zpět. Potřebuji však tak velké a skvělé auto na “skákání kolem komína”, tedy kolem zásuvky? Jestli si hodlám cestu náležitě užít tak ano, jestli hledím na korunu, tak si raději pořídím něco s menší spotřebou a menší mírou komfortu.

Hodnocení tedy není vůbec jednoduché. Tato ID.4 se vracela těžce. Člověk si rychle zvykne na vymoženosti, které nabízí, i když je vlastně doposud odmítal a připadaly mu až obtěžující. Auto disponuje pokročilou navigací, která při zadání cíle auto zpomalí při odbočování na plánované cestě. I bez zadání cíle můžete využít adaptabilní tempomat upravující rychlost automaticky v závislosti na právě povolené rychlosti, úrovni silnice, poloměru zatáčky a mnoha dalších faktorech. Nezřídka se stane, že několik desítek kilometrů řidič nemusí sešlápnout žádný pedál, a to i když projíždí obcí anebo jede po okreskách. Výborné to je v případě mlhy a špatné viditelnosti. Auto ví, jakou rychlostí může bezpečně projet zatáčkou, a tak se mu dá plně důvěřovat a věnovat jen tomu, zda se nevyskytne na cestě něco nečekaného. Může se ale také stát, že auto na silnici první třídy prudce brzdí z devadesátky a na přístrojovce svítí nápis “rozpoznána maximální rychlost 30 km/h”, v případě silnice č. 35 při výjezdu z Moravské Třebové. To se pak nestíhají řidiči jedoucí za autem s errorem divit.

V ČR jsou tyto nesrovnalosti jen občasné, mnohem horší situace je, když navštívíte s takto vybaveným autem sousední Polsko. To se pak cesta stává zcela chaotickou, protože auto zrychluje na devadesát a hned zpomaluje na šedesát a občas i na méně, a přitom nikde žádná značka o omezení rychlosti. Co úplně v automatizovaném provozu chybí je snížení rychlosti v okolí železničních přejezdů. To považuji za velký nedostatek a jistě bude programátory rychle napraven. 

Takže, vracela se ID.4 těžce, ale zase na druhou stranu, pocit po návratu do konvenčního auta byl také velmi příjemný, a to hlavně díky tomu, že odpadlo přemýšlení o nabíjení a tvoření časové rezervy na něj. Při nájezdu 60 až 80 tisíc km ročně a nezřídka denní vzdálenosti přesahující 300 km je elektromobil tak trochu za trest, a to obzvlášť, když u bydliště není možné nabíjet a nabíjení je závislé jen na veřejných dobíjecích stanicích. Pak vlastně na každou cestu je nutné počítat minimálně s půl hodinou navíc, někdy i hodinou a výjimečně i dvěma hodinami na nabíjení za den. 

Disponovat však vlastním zdrojem elektrické energie a ideálně v podobě bioplynové stanice, která umí nabíjet ve dne, v noci, za každého počasí, tak ve svém vozovém parku elektrický vůz určitě mám. Je mnoho cest, kdy nejedu zrovna přes celou republiku a okamžitá připravenost elektriky vyrazit na cesty je prostě skvělá. Navíc elektřina autům opravdu sedne, odbourává neduhy spalovacího motoru včetně převodovky a ponechává jen pocit z parádní jízdy. Takže přesto, že jsem “palivový motorář” musím přiznat, že elektrický pohon pasuje autu mnohem více než spalovací motor.            

Obr. 9: Elektřina autům opravdu sedne, odbourává neduhy spalovacího motoru včetně převodovky a ponechává jen pocit z parádní jízdy (zdroj: CZ Biom)
Obr. 10: Disponovat vlastním zdrojem elektrické energie, ideálně v podobě bioplynové stanice, která umí nabíjet ve dne, v noci, za každého počasí, tak ve svém vozovém parku elektrický vůz určitě mám (zdroj: CZ Biom)

Článek byl publikován v časopisu Biom 1/2023 Možnosti využití bioplynu a biometanu u nás i v Evropě.

Článek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem

Související články:

Ze slepičinců v Lotyšsku budou brzy vyrábět čistý biometan
Návštěva italské biometanové stanice Cooperativa Agricola Speranza
Jak to vypadá na jedné z největších čistíren odpadních vod na světě
Jak vznikl biometan v Litomyšli
Bioplyn a biometan v Evropě
Bioplynová stanice další generace

Zobrazit ostatní články v kategorii Biometan, Bioplyn, Kapalná biopaliva, Obnovitelné zdroje energie

Datum uveřejnění: 24.8.2023
Poslední změna: 19.11.2023
Počet shlédnutí: 1361

Citace tohoto článku:
MORAVEC, Adam: Zkušenost s vozy na alternativní pohon. Biom.cz [online]. 2023-08-24 [cit. 2024-07-19]. Dostupné z WWW: <https://biom.cz/czt/odborne-clanky/zkusenost-s-vozy-na-alternativni-pohon>. ISSN: 1801-2655.

Komentáře:
ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto