Elektromobily, spotřeba energie a ekologické aspekty

Spotřeba energie je klíčovým parametrem při výběru elektromobilu, protože přímo ovlivňuje provozní náklady a dojezd vozidla. Provozní náklady elektromobilu jsou přímo úměrné jeho spotřebě energie. Spotřeba energie má také ekologické aspekty. Elektromobily s nižší spotřebou energie mají menší ekologickou stopu, protože vyžadují méně elektrické energie pro stejnou vzdálenost. To může snížit celkové emise CO2, zejména pokud je elektřina vyráběna z obnovitelných zdrojů.

Vozidla s nižší spotřebou energie jsou ekonomičtější na provoz, protože vyžadují méně energie na ujetí stejné vzdálenosti. Spotřeba energie elektromobilu má významný vliv na jeho ekologický dopad. Vozidla s nižší spotřebou energie produkují méně emisí během provozu, což je výhodné pro životní prostředí.

Například elektromobil s průměrnou spotřebou 15 kWh/100 km bude při ceně elektřiny 5 Kč/kWh stát 75 Kč na 100 km jízdy. Naopak vozidlo se spotřebou 20 kWh/100 km bude stát 100 Kč na stejnou vzdálenost.

Výběr elektromobilu a jízdní zvyklosti

Při výběru elektromobilu je důležité zvážit své individuální potřeby a jízdní zvyklosti. Pokud plánujete časté dálkové jízdy, může být výhodou elektromobil s nízkou spotřebou energie. Pokud plánujete časté dálniční jízdy, může být důležité zvolit vozidlo s nižší spotřebou energie pro delší dojezd.

Některé značky a modely elektromobilů jsou známé svou nízkou spotřebou energie. Například Tesla Model 3 a Hyundai Kona Electric mají průměrnou spotřebu kolem 14-15 kWh/100 km, což je velmi ekonomické. Některé značky a modely elektromobilů jsou známé svou nízkou spotřebou energie. Například Tesla Model 3 a Hyundai Kona Electric mají průměrnou spotřebu energie kolem 15 kWh/100 km, což je velmi efektivní.

Čtěte také: Studie o elektromobilech a znečištění ovzduší

Na druhé straně, výkonnější a sportovnější elektromobily, jako je Porsche Taycan a Audi e-tron GT, mají vyšší spotřebu energie, často přes 20 kWh/100 km. Na druhé straně, menší a cenově dostupnější elektromobily, jako je například Nissan Leaf, Renault Zoe nebo Volkswagen e-Up!, mají menší výkon motoru v rozmezí 60-100 kW. Tyto modely jsou navrženy pro každodenní městský provoz a krátké jízdy, kde není potřeba vysoký výkon.

Ekologický dopad elektromobilů v porovnání se spalovacími motory

Studie porovnává kompletní ekologickou zátěž dostupného a oblíbeného modelu auta, vyráběného v Česku, s různými druhy pohonu, a to od prvotní těžby surovin až po celý životní cyklus. Jako model byl vybrán Hyundai Kona z roku 2019, vyráběný v českých Nošovicích a nabízený s celkem čtyřmi druhy pohonu; benzinovým, naftovým, hybridním a elektrickým. A jeho pomyslné životní podmínky byly stanoveny tak, aby se podobaly českým reáliím - předpokládaná životnost 15 let a předpokládaný roční nájezd 10 000 km.

Pracovalo se s faktem, že při výrobě elektromobilu vzniká pomyslný emisní dluh kvůli ekologicky náročné výrobě baterie. A studie sledovala, za jak dlouho se tento dluh vůči jiným pohonům vyrovná a jak daleko bod, kde se křivky jednotlivých pohonů protnou. A pozitivním zjištěním bylo, že k vyrovnání onoho dluhu dochází poměrně rychle. U elektromobilu s baterií 64 kWh po ujetí 32,2 tisíc kilometrů, s menší baterií 39 kWh dokonce již po 17,5 tisících kilometrech. Dokonce i při započítání mnohem méně ekologického polského energetického mixu, by se dluh vyrovnal do ujetí 50 tisíc kilometrů.

Díky své mnohem vyšší účinnosti elektromobily během provozu nepřímo vypouštějí mnohem méně CO2 ekvivalentu oproti všem verzím se spalovacím motorem, včetně hybridu. Konkrétně v tomto modelovém příkladu vypustila během 150 000 km benzinová verze celkem 38 tun ekvivalentu CO2, naftová 34 tun, hybridní 30 tun. Elektromobil s větší baterií 64 kWh vyprodukuje na stejnou vzdálenost 21 tun, výrazně lehčí verze s baterií 39 kWh pak 18 tun.

Zároveň je zjištěno, že životnost trakčních baterií několikanásobně překračuje průměrný nájezd aut. K výměnám dochází jen výjimečně, například kvůli výrobní vadě či nevhodnému zacházení.

Čtěte také: Cesta Švédska k uhlíkové neutralitě

Jedním z výsledků výzkumu je zjištění významného potenciálu ke snižování škodlivých emisí v zemích Visegrádské čtyřky (V4). Ty se od sebe svým energetickým mixem vzájemně výrazně liší, přičemž zdaleka nejlépe je na tom Slovensko s vysokým podílem vodní a jaderné energie, Maďarsko se mu pak přibližuje. S náskokem nejhůře je na tom Polsko s dosud značným podílem špinavých tepelných elektráren a Česko se blíží spíše Polsku, než zbývajícím dvěma zemím.

Oproti benzinovým autům tak může elektromobil snížit emise o 29-69 % (v Česku o 46 %), proti dieselům pak o 19-60 % (v Česku o 39 %). Tady je potřeba dodat, že zde se započítává výhradně nabíjení z veřejné sítě. Do budoucna se očekává v celé V4 zlepšování energetického mixu a každoroční pokles emisí o 2 %. To je průměrná hodnota, Česko a Polsko by měly snižovat výrazněji díky plánovanému přechodu na obnovitelné (OZE) a nízkoemisní zdroje energie. Jenže zde mohou zasáhnout mimořádné okolnosti, jako nyní ruská invaze na Ukrajinu. Ta dočasně emise z výroby elektřiny zvýšila.

Doprava se vyvíjí a s ní přicházejí elektrická auta. Mají na své straně většinu výhod a není třeba se jich obávat. Protože ropy a zemního plynu máme na Zemi omezené množství, dříve nebo později většina dopravy přejde na jiné palivo. Vhodnou alternativu představuje elektromobil na baterie.

Česká automobilová doprava zcela závisí na dovozu ropy, která pochází převážně z Ruska, ze zemí blízkého východu, ale i z USA. To znamená, že téměř všechna ropa, na kterou u nás jezdíme, pochází z ložisek vzdálenějších než 1 000 kilometrů. Aby se ropa dala použít, musí se vytěžit (vzniká znečištění), transportovat (vzniká znečištění), zpracovat (vzniká znečištění), nakonec si ji nenávratně spálíme (vzniká znečištění) přímo pod nosem. Celý proces musí probíhat neustále, jinak se nikam nejede.

Účinnost spalovacích motorů v současných autech se pohybuje okolo 20 % (zážehový motor) až 30 % (vznětový motor). Tato „hezká” čísla navíc vyjadřují účinnost v ideálních otáčkách, v běžném provozu je účinnost spalovacího motoru ještě nižší. To znamená, že jen zhruba pětina energie obsažené v palivu motor využije na pohon vozidla a většina energie přichází vniveč v podobě odpadního tepla. Jinak řečeno, spalovací motor je v první řadě topení s výkonem v řádu desítek až stovek kilowattů a až v druhé řadě pohon.

Čtěte také: Srovnání CNG a elektromobilů

Když auto se spalovacím motorem za jízdy spálí 5 litrů paliva, energie odpovídající čtyřem litrům se zmaří v motoru, chladiči a výfuku a jen jeden litr bude pohybovat autem. Tyto čtyři zbytečné litry se musí také vytěžit, transportovat a upravit, což stojí energii a vzniká při tom odpovídající znečištění. Spalovací motor také ke svému provozu potřebuje mnoho náhradních dílů a náplní. Shrnuto, současná automobilová doprava vyžaduje, abychom neustále přes půl světa dováželi palivo a peníze za něj poslali do regionů často s pochybnými režimy.

Dovezené palivo následně promrháme v neúčinných spalovacích motorech za vzniku přebytečného tepla, hluku, vibrací a škodlivých emisí, kterými ničíme zdraví sobě i ostatním. K provozu auta dále potřebujeme mnoho jednorázového spotřebního materiálu. Přitom tento stav může být dost křehký, nad těžbou a transportem paliva máme jako národní stát jen minimální kontrolu zahrnující produktovody na svém území.

Elektromobilita snižuje závislost na dovozu paliv. Zdroje energie pro pohon elektromobilů jsou tak na českém území dostupné a máme je fyzicky pod kontrolou včetně sítí. Nejen, že v ČR máme mnoho dostupných zdrojů elektřiny, ale navíc se tato energie v elektromobilu využívá mnohem lépe.

Navíc elektromobil při brzdění nemaří v brzdách obrovskou energii několikatunového auta jedoucího rychlostí desítek kilometrů v hodině, ale používá ji k nabíjení baterií. Akumulátor v elektromobilu může posloužit i k jinému účelu než k dopravě, ať už jako pojízdný zdroj elektřiny nebo jako aktivní součást elektrické sítě. Elektromobil je tichý.

Hlavní ekologickou předností elektromobilu je jeho provoz. Čím více kilometrů elektromobil najezdí, tím jeho ekologický přínos oproti spalovacím motorům roste. Elektromobil oproti spalovacímu motoru energií téměř neplýtvá. I když se elektromobil nabíjí přímo z uhelné elektrárny, je pořád účinnější než spalovací motor. Pokud se elektromobilem jezdí, celkové emise za život auta jsou zhruba třetinové oproti vozidlům se spalovacím motorem.

S elektroautem je potřeba ujet určitý počet kilometrů, aby se tato zátěž vyrovnala. Vyšší spotřeba pneumatik - elektromobily jsou o stovky kilogramů těžší než srovnatelná auta se spalovacím motorem. Zároveň mají lepší zrychlení a využívají rekuperaci energie (tzn. brzdí) při jízdě „bez plynu“.

Elektromobily a legislativa EU

Rada pro životní prostředí složená z ministrů životního prostředí EU po složitých jednáních v Lucemburku 28. června schválila pět důležitých návrhů balíku Fit for 55. To je program vedoucí ke snížení emisí skleníkových plynů do roku 2030 o 55 procent v porovnání se stavem v roce 1990 a zároveň akcentující spravedlivý a sociálně vyvážený přechod k moderní ekonomice bez fosilních paliv.

Počet registrovaných osobních aut u nás loni dosáhl 6,29 milionu vozů, a především kvůli nízké kupní síle se vozový park v Česku řadí k pěti nejstarším v Evropě.

Přibližně tři čtvrtiny elektromobilů prodaných v Česku se stávají součástí flotil firemních vozů a slouží především ke kratším a méně častým jízdám ve větších místech, kde je k dispozici více dobíjecích míst. Dojezdové vzdálenosti deklarované výrobci se totiž poměrně často rozcházejí s praxí, kdy hrají roli i povětrnostní podmínky a styl jízdy.

Infrastuktura pro elektromobily

Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví pracuje na přípravě právně závazné normy upravující pravidla požární bezpečnosti pro parkování aut na alternativní pohon. Zvláštní pozornost v projektech je nutno věnovat také zabezpečení stability rozvodné sítě a zajistit pro objekt požadovaný příkon, kdy u bytových domů např. ve večerních hodinách budou rezidenti nabíjet více elektromobilů.

U administrativních budov bude naopak zátěž vyšší během dne, protože během pracovní doby budou nabíjet ti, kdo přijeli elektromobilem do zaměstnání. U většího počtu dobíjecích bodů bude nutná společná regulace energetických toků, neboť pravděpodobně nebude možné, aby třeba deset a více nabíječek běželo současně. Samostatnou kapitolou, která dosud zůstává na okraji zájmu veřejnosti i odborníků, jsou právní vztahy ohledně dobíjecích stanic.

Ministerstvo dopravy předpokládá, že v následujících šesti letech by se síť dobíjecích stanic měla rozšířit až o 17 tisíc dobíjecích míst s různým výkonem. Část z nich by mělo tvořit přibližně 4 000 nízkovýkonných dobíječek instalovaných v lampách veřejného osvětlení v Praze.

V současné době se u rychlonabíjecích stanic v síti ČEZ při plném nabití pohybuje kolem 90 minut, při nabíjení do 80 procent baterie je to 30 minut. Z domácí nabíječky, tzv. wallboxu se elektromobil dobije během 3 až 5 hodin, z klasické zásuvky na 230 V trvá dobití 8 až 12 hodin, tedy prakticky celou noc.

Baterie elektromobilů a jejich životnost

Zatím přináší nemalá úskalí i samotné srdce elektromobilu, tedy baterie a zejména její životnost. Obvykle bývá integrální součástí vozu a případná výměna je možná jen u části segmentů baterie. Ta přitom zastarává rychleji než auto, jehož životnost je srovnatelná s běžným automobilem poháněným spalovacím motorem.

Jakmile se ale kapacita baterie dostane pod 70 procent „nabitelnosti“, jízdní vlastnosti vozu se zhorší natolik, že je pro běžný provoz prakticky nepoužitelný. Této hranice baterie dosahují po sedmi letech. Podle doporučení výrobců napomáhá udržení funkčnosti baterie po maximální možnou dobu, když se nenabíjí naplno. Optimální je udržovat hladinu nabití nejvýše do 80 procent a vyvarovat se vybití baterie pod 10 procent.

Velké automobilky se proto snaží zajistit si dodávky baterií s předstihem. Samotné odvětví ale může narazit na těžkosti v podobě nouze o suroviny, jako je lithium, nikl, mangan nebo kobalt. Ta by mohla baterie a s nimi i kompletní elektromobily zdražit a snížit poptávku po nich.

V současné době jsou ceny ropy vysoko, podobně jako ceny elektřiny i zemního plynu, ale vlastní provoz elektromobilu z porovnání stále vychází levněji. Spotřeba většiny menších vozů dosahuje v městském provozu průměrně 14-16 kWh/100 km. Mimo obce vzrůstá na hodnotu kolem 20 kWh/100 km a na dálnici může přesahovat i 25 kWh/100 km. Současné cena za kWh elektřiny včetně daně a distribuce se pohybuje v rozpětí přibližně 8,50 až 9 korun.

Elektromobilita a energetická krize

Jisté je, že masivní rozšíření elektromobility bude znamenat výrazný nárůst spotřeby elektřiny. S ohledem na současnou energetickou krizi přitom autority vyzývají naopak k úsporám a snižování spotřeby. Ceny elektřiny jsou totiž úzce navázány na ceny zemního plynu, které jsou i z důvodu ruské invaze na Ukrajinu a nejistoty budoucích dodávek extrémní.

Kvůli vysokým cenám zemního plynu na velkoobchodních trzích a nevyzpytatelnému chování Ruska se vracejí do hry původně utlumované uhelné elektrárny. Účinnost starších bloků se pohybuje kolem 30 procent, u moderních přesahuje 40 procent, ovšem se sedmdesátiprocentním navýšením produkce CO2 v porovnání s paroplynovým provozem. Jedna megawatthodina elektřiny vyrobená v uhelné elektrárně znamená asi jednu tunu emisí CO2, což zároveň obnáší jednu emisní povolenku.

Elektromobilita snižuje závislost na dovozu paliv. Zdroje energie pro pohon elektromobilů jsou tak na českém území dostupné a máme je fyzicky pod kontrolou včetně sítí.

Většina uhlíkové stopy je totiž v provozu, ne ve výrobě auta. Stejně tak bylo s nástupem úsporných svítidel ekologičtější vyměnit všechny žárovky ještě před skončením jejich životnosti. Majitelé elektromobilů si stále musí být stále vědomi dopadů aut (stojících i jedoucích) na životní prostředí. A stále je třeba podniknout kroky k minimalizaci jejich dopadu. Kupte si ojetý (elektro) vůz, pokud je to možné, jezděte úsporně, využívejte rekuperaci při brždění, udržujte auto v bezvadném technickém stavu.

Elektromobily a emise skleníkových plynů

Elektromobily jsou dle hodnocení životního cyklu lepší než diesely a benzinové vozy, a to i v sítích s vysokou uhlíkovou náročností, jako je Polsko, kde jsou přibližně o 30 % lepší než konvenční vozy. Platí to pro všechny segmenty osobních vozidel, od nejmenších po SUV. V nejlepším případě (elektromobil na čistou elektřinu s baterií vyrobenou z čisté elektřiny) jsou již nyní elektromobily přibližně pětkrát čistší než jejich konvenční ekvivalenty.

Zásadní je, že z dat vyplývá, že elektromobily - poháněné průměrnou elektřinou - splácí svůj „uhlíkový dluh“ z výroby baterie o něco déle než rok a za dobu své životnosti ušetří více než 30 tun CO2 ve srovnání s konvenčním ekvivalentem.

Tabulka: Srovnání emisí CO2 dle druhu pohonu (Hyundai Kona)

Odborníci z Centra vozidel udržitelné mobility na ČVUT v Praze, Jan Macek a Josef Morkus, však ve své podrobné studii přinášejí střízlivější pohled. Jejich analýza ukazuje, že přehnaná očekávání od plošného nasazení bateriových vozidel jsou postavena na zkreslených datech a ignorování klíčových faktorů.

Studie ČVUT: Emisní dluh a reálná spotřeba

Největším rozdílem mezi elektromobilem a vozem se spalovacím motorem je trakční baterie. Analýzy se často soustředí pouze na spotřebu elektřiny při výrobě baterií. Studie ČVUT však zdůrazňuje, že se zapomíná na ještě většího viníka: technologické teplo.

Dalším kritickým faktorem je geografie. Přibližně 80 % materiálů a bateriových článků se dnes vyrábí v Číně, jejíž energetický mix je stále z velké části závislý na uhlí. Emisní faktor čínské elektřiny je proto několikanásobně vyšší než evropský průměr. Co to znamená v praxi? Baterie s kapacitou 64 kWh, jakou má například testovaný model Hyundai Kona, si s sebou nese z továrny emisní dluh téměř 10 tun CO₂.

Druhým zásadním zkreslením je spoléhání na oficiální testovací cykly, jako je WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Cycle). Důvodem je nadhodnocená role rekuperace. V krátkých fázích testu, které simulují jízdu mimo město, se často brzdí a zpomaluje, což umožňuje elektromobilu efektivně dobíjet baterii.

Další rozdíl přichází v zimě. Zatímco spalovací motor topí odpadním teplem, elektromobil musí topit energií z baterie, což dramaticky zvyšuje spotřebu. Studie GreenNCAP a vlastní měření autorů ukazují, že reálná průměrná spotřeba elektromobilů je o 30 až 50 % vyšší než deklarované hodnoty z WLTC. Například u testovaného vozu Hyundai Kona byla reálná spotřeba vyšší dokonce o 48 %.

Kombinace vysokého emisního dluhu z výroby baterie a vyšší reálné spotřeby energie zásadně posouvá tzv. Autoři studie přepočítali srovnání pro různé verze vozu Hyundai Kona s použitím realistických dat. Při provozu v zemi se „špinavou“ elektřinou, jako je Polsko (kde je emisní faktor více než dvojnásobný oproti průměru EU), je situace ještě horší. Po 150 000 km mají oba testované elektromobily emise o 30 %, resp. o 45 % vyšší než dieselová verze.

Studie jednoznačně ukazuje, že neexistuje jedna univerzální odpověď. Častým argumentem je, že baterie přežije životnost vozidla. Autoři studie však upozorňují na klíčový, avšak často opomíjený faktor: časovou degradaci.

Pro mnoho domácností je elektromobil druhým autem v rodině s menším ročním nájezdem (např. 10 000 km). V takovém případě je velmi pravděpodobné, že baterie dosáhne konce své životnosti (typicky 8-10 let) dříve, než stihne najet dostatek kilometrů k tomu, aby splatila svůj emisní dluh. Menší baterie: Trend výroby elektromobilů s obřími bateriemi a dojezdem přes 500 km je z ekologického hlediska kontraproduktivní. Emisní dluh je příliš velký.

Čistá elektřina: Skutečný přínos elektromobilů se odemkne až s přechodem na stabilní, nízkouhlíkové zdroje elektřiny. Technologická neutralita: Nátlak na jedinou „správnou“ cestu je podle autorů chybný. Studie z ČVUT je důležitým hlasem v emotivní debatě. Připomíná, že bezemisní mobilita neexistuje a že každá technologie má svou environmentální cenu.

Výhody a nevýhody elektromobilů

Elektromobily jsou na českých silnicích vidět čím dál častěji, i když jejich tržní podíl je oproti autům na spalovací motor stále ještě menší než v západních zemích EU. Hlavním důvodem, proč se na trhu objevily a nabízejí je prakticky všechny velké automobilky, je ekologičtější provoz (nulové emise). Elektromobil také nepotřebuje tak často servis jako běžné auto se spalovacím motorem a nabíjení je v některých případech levnější než tankování pohonných hmot.

Jsou tu i další benefity, jako je například parkování zdarma i ve velkých městech a jízda po dálnici bez dálniční známky. Čistě elektrické auto dokáže na jedno nabití ujet i 600 km (např. Elektrická auta mají ale i svá proti. Tím nejzásadnějším je stále vysoká pořizovací cena. I když se některé automobilky snaží představit vozy pod půl milionu korun, většinou stojí přes milion. Elektromobil musíte mít kde dobíjet.

V případě, že vás čeká delší cesta, je třeba ji trochu promyslet a vytipovat si zastávku na dobití elektromobilu. Většina aut dobije baterii u rychlonabíjecích stanic (o výkonu 50 kW) do 30 minut alespoň na 80 %. Existují již ale nabíjecí stanice o výkonu až 360 kW, které dobíjí opravdu rychle. Najdete je například na parkovišti OC Olympia v Mladé Boleslavi, kde je řidičům včetně této ultrarychlé stanice k dispozici celkem 7 dobíjecích stojanů ČEZ. Současně umí dobíjet dvě auta, každé výkonem 180 kW.

tags: #elektromobily #spotreba #ekologické #energie

Oblíbené příspěvky:

• Jak učit děti o ochraně přírody
• Cestovní doporučení Severní Makedonie
• Cena za uložení suti
• Příběh Karkulky pod lupou
• Emise cenných papírů