Švédsko a elektromobilita: Cesta k uhlíkové neutralitě a výzvy s tím spojené

Švédsko má ambiciózní cíl - do roku 2045 přestat vypouštět uhlík do atmosféry. Dokonce i švédské ozbrojené síly mají přejít na plně obnovitelné zdroje energie. Již v roce 2006 usilovala tehdejší ministryně životního prostředí Mona Sahlin o dosažení uhlíkové neutrality v roce 2020. V roce 2015 Kristina Persson, tehdejší švédská ministryně pro rozvoj a severskou spolupráci, odložila dosažení uhlíkové neutrality na rok 2030.

Díky jaderným reaktorům a hydroelektrárnám Švédsko k výrobě elektřiny téměř nepotřebuje fosilní paliva. Ve Švédsku stále pracuje šest jaderných reaktorů, i když dva byly vyřazeny z provozu během posledních 14 měsíců. Švédsko ale stále potřebuje fosilní paliva pro silniční, námořní, železniční a leteckou dopravu.

Přínosy a výzvy elektromobility

Opuštění fosilních paliv v oblasti výroby energie, tepla a dopravy výrazně zvýší celkovou bezpečnost země. Například decentralizovaná „chytrá síť“ (smart grid) s velkým množstvím uložišť a zdrojů elektrické energie bude velmi odolná proti nepřátelským kinetickým útokům. Na provozní úrovni elektrická či hybridní vojenská vozidla nabízejí řadu výhod.

Problémem je masivní průmyslová výroba baterií. V současné době se celosvětově ročně vyrábí 100 GWh „baterek“, do čtyř let se má produkce zečtyřnásobit. Pro bezuhlíkovou civilizaci je ale nutné ročně vyrábět minimálně desítky terawatthodin baterií, tedy o dva řády více než nyní.

Například v Evropě bylo v roce 2018 zaregistrováno 292 milionů osobních automobilů. Stejný počet elektromobilů potřebuje 292 000 000 x 100 kWh baterií, tedy 29,2 TWh. Svět přitom potřebuje aspoň 100 podobných továren, jako je ta ve Spojených státech, která je schopna od příštího roku vyrábět ročně 100 GWh baterií.

Čtěte také: Recyklační revoluce ve Švédsku

V případě vojenské techniky je věc ještě obtížnější. Komerčně dostupné bateriové technologie nejsou schopny obrněnou techniku pohánět. Potřeba je minimálně čtyřnásobné zvýšení kapacity na jednotku objemu. Navíc vývoj a zavedení čistě elektrických nebo hybridních bojových vozidel potrvá minimálně deset let. Dalších 20 let potrvá výměna celé flotily obrněných vozidlech. To vše při nákladech desítek nebo stovek miliard dolarů jen pro švédskou armádu.

Pro představu, obrněná divize americké armády potřebuje ke svému pohybu denně 1,9 milionu litrů paliva, což znamená 6 650 000 kWh mechanické energie.

Biopaliva a jejich problémy

Podle zákona z roku 2017 je nutné ve Švédsku do nafty a benzínu přimíchávat biosložku. To platí bez výjimky i pro švédské ozbrojené síly, protože zákon ozbrojené síly nijak nezohledňuje. Nedomyšlený zákon nyní doléhá zejména na švédské letectvo, které spotřebovává 70 % objemu paliva celých ozbrojených sil. Biopaliva jsou totiž problém - špatně se skladují, zejména při nízkých severských teplotách a trpí bakteriálním růstem. Proto biopaliva vydrží použitelná pouze několik měsíců.

„Ozbrojené síly se obávají, že dodavatelé pohonných hmot na trhu mohou úplně přestat dodávat fosilní paliva ozbrojeným silám, protože nebudou chtít riskovat nesplnění redukční povinnosti [danou zákonem] a riskovat hrozbu pokuty,“ stojí ve zprávě švédských ozbrojených sil. Řešením je změna zákona nebo udělení výjimky švédské armádě, což ve stávající švédské politické konstelaci není vůbec jisté. Oficiálně ale švédské ozbrojené síly podporují plán na dosažení uhlíkové neutrality.

Elektromobilita v praxi: Případ IKEA

IKEA ukazuje, že elektromobilita se vyplácí. Nábytkářský kolos IKEA již pár let využívá pro rozvážku zboží flotilu elektrických dodávek. Investice se nepřenesla na zákazníka, částku financuje pouze společnost. Úspory jsou obrovské a promítají se především na ušetřených financích za palivo.

Čtěte také: Švédská severní příroda: Důvody k návštěvě

Kanadská divize investovala do vozů a nabíjecí infrastruktury 3,75 miliardy dolarů. Přes jednu miliardu získala společnost v rámci Národního programu pro podporu bezemisní infrastruktury. Stanice slouží nejen vlastním vozům, ale i dalším dodavatelům a partnerům. Elektrické vozy v srpnu poprvé rozvezly více zboží než jejich dieselové protějšky. Cílem společnosti je v roce 2028 doručovat elektrododávkami více než 90 procent. Zákazník za elektrickou dopravu neplatí žádný příplatek. Kromě vlastní flotily mohou nabíječky u obchodů využívat i jejich návštěvníci. Energii si společnost vyrábí pomocí fotovoltaických systému na střechách skladů a obchodů, v Albertě pomáhají i dvě větrné farmy.

Emise a životní cyklus vozidel

Green NCAP (New Car Assessment Program) je oficiální evropská nevládní organizace, zabývající se hodnocením ekologičnosti vozidel. V letech 2019 až 2021 Green NCAP otestovala 61 v té době vyráběných vozidel všech velikostí a typů s různými pohony - konvenčních vozů se spalovacími motory na benzin a naftu, bateriových elektromobilů i vozidel s hybridním pohonem.

V dubnu a květnu 2022 Green NCAP zveřejnila výsledky hodnocení životního cyklu vozidel LCA se zaměřením na různé typy pohonných jednotek, spotřebu primární energie, hmotnost vozidel, podmínky používání vozidel a vliv energetického mixu. Obecně jsou posuzovány emise CO2-eq, což znamená, že jsou započítány emise CO2 včetně emisí dalších skleníkových plynů (metanu apod.) s příslušnými součiniteli navýšení účinku proti oxidu uhličitému.

Z hlediska celkových emisí CO2-eq, po ujetí 240 000 km za 16 let provozu vychází nejlépe elektromobil, s poměrně malým odstupem následován plug-in hybridem, CNG a dieselovým pohonem. Nejhůře vychází benzinový pohon.

U elektrického pohonu není uvažována výměna baterie, což je při tomto nájezdu a stáří vozidla problémové, obvyklá záruka na baterii je totiž 8 let nebo 160 000 km. V případě, že by došlo k výměně baterie, byly by emise elektromobilu zcela srovnatelné s plug-in hybridem, CNG i dieselem!

Čtěte také: Krásy Švédska

Pro elektrický pohon je použit průměrný evropský emisní faktor 340 g CO2 na vyrobenou kWh, což představuje s ohledem na ztráty v elektrárnách a síti asi 0,415 CO2-eq / kWh a to pro provoz i pro výrobu baterie, Předpokládáme tedy výrobu baterie v Evropě, při výrobě baterie v Číně (kde je cca 700 CO2-eq / kWh) to nebude zdaleka odpovídat skutečnosti.

Když elektromobil vyjíždí z výrobní linky, má za sebou přibližně dvojnásobné množství CO2 a je tedy v prvních letech provozu emisně horší než podobné auto se spalovacím motorem. Jak ukazuje graf pro vozidlo třídy Golf a emisní mix Německa, zpracovaný metodikou Joanneum Research a autorizovaný autoklubem ADAC, má elektromobil horší emise CO2-eq než auto s benzinovým motorem do ujetí cca 130 000 km (cca 8 až 13 let provozu). V porovnání s dieselem je elektromobil horší do cca 200 000 km a k vyrovnání s CNG dochází ještě později.

Emise z výroby samotného elektromobilu bez baterie jsou větší než z výroby vozidel se spalovacím motorem. Příčinu lze dle NCAP hledat jednak v robustnější stavbě elektromobilu kvůli těžkým bateriím a jejich ochraně před poškozením při nehodě, podstatně větší kabeláži a většímu počtu elektrických přístrojů obsahujících prvky vzácných zemin.

Spotřeba primární energie představuje součet veškeré energie, kterou je pro výrobu a provoz vozidla potřeba vytěžit z přírody, ať již z uhlí, ropy, zemního plynu, vodní energie, solární energie, větru, odpadů nebo jaderné energie.

Velké a těžké vozidlo s elektrickým pohonem potřebuje ve svém životním cyklu mnohem více energie než lehčí malé elektrické vozidlo s menší baterií a že elektrické vozidlo obecně může mít podobnou nebo i vyšší spotřebu primární energie než srovnatelné vozidlo s konvenčním pohonem.

Škoda Octavia Combi 2,0 TDI s Dieselovým pohonem má prakticky stejnou spotřebu primární energie jako malý elektrický Fiat 500 v průměrném evropském mixu elektřiny. Obecně vozidla se spalovacími motory spotřebují méně primární energie než velké vozidlo s elektrickým přesto, že účinnost elektrického pohonu je lepší než účinnost spalovacího motoru. Příčina je ve vysoké spotřebě energie na výrobu velké baterie.

Analýza LCA ukazuje, že u elektrických vozidel mají vliv na nárůst emisí těžší šasi, těžká baterie i větší množství elektrických součástí jako jsou kabely a napájecí obvody. Rekuperace snižuje tento nárůst emisí jen o malou hodnotu.

V jednotlivých zemích se mohou emise elektromobilů výrazně lišit v závislosti na tom, z čeho se elektřina vyrábí. Ve Švédsku jaderná energie a vodní zdroje pokrývají více než 75% zdrojů elektřiny a jejich vysoký podíl zajišťuje elektromobilu nejnižší emise v Evropské unii.

Příklad Německa ukazuje, že i přes masivní investice do OZE německé emise CO2-eq v poslední době rostou zejména v energetice, což je dáno jednak uzavíráním jaderných elektráren a jednak emisemi ze záložních zdrojů OZE. V žádném případě nelze OZE považovat za bezemisní.

Green NCAP důsledně rozlišuje skutečné naměřené výsledky spotřeby paliva nebo elektřiny za nejlepších, průměrných a nejhorších podmínek používání vozidla, od energeticky úsporného ekologického způsobu jízdy až po náročný způsob jízdy s vysokým výkonem a za chladného počasí.

Vlastnosti elektromotoru dovolují relativně vysokou akceleraci elektromobilu, což může být příjemné z hlediska řidiče a je pozitivní z pohledu bezpečnosti, např. při předjíždění. Na druhou stranu akcelerace je výrazný spotřebitel energie, zejména je-li využita při vyšších rychlostech, a tedy zvyšuje emise CO2-eq. Rovněž při rychlé jízdě výrazně roste spotřeba elektromobilu jednak vlivem odporu vzduchu, ale také rostoucích ztrát při odběru vysokého výkonu z baterie. Spotřeba a tím i emise rovněž rostou za nízkých teplot.

Výsledky rešerše ukázaly, že potenciální ekologický benefit nižších emisí skleníkových plynů bateriových elektromobilů závisí primárně na emisním faktoru energetického mixu. V zemích jako je Polsko, kde se na většině vyrobené elektrické energie podílí spalování černého a hnědého uhlí, bude ekologická náročnost celého životního cyklu bateriových automobilů vyšší než spalovacích automobilů. Naopak v zemích s příznivým energetickým mixem, jako je Švédsko, je potenciál snížení emisí z dopravy nahrazením stávající automobilové flotily elektromobily výrazný.

Elektrifikovaná dálnice ve Švédsku

Ve Švédsku byl zahájen zkušební provoz dvoukilometrového úseku elektrifikované dálnice pro nákladní vozidla. K testovacím jízdám jsou používány tahače Scania G 360 s devítilitrovým motorem na biopalivo o výkonu 265 kW (360 k) a elektromotorem o výkonu 130 kW (177 k) a točivém momentu 1050 N.m.

Elektrická nákladní vozidla spotřebují o polovinu méně energie než běžné spalovací motory a do budoucna by měly výrazně přispět ke snížení znečištění ovzduší. Celý koncept je založen na kombinaci elektrifikované komunikace a hybridního pohonu kamionu. Nad pravým pruhem testovací dálnice je nainstalováno elektrické vedení, ke kterému je kamion během jízdy připojen pantografem. Díky tomu odpadá tradiční problém elektromobilů, malá výdrž akumulátorů.

Místo toho, aby si kamiony vozily energii s sebou, si ji jednoduše za jízdy odeberou přímo ze sítě. Na rozdíl od například trolejbusů se ale vozidlo může od vedení kdykoliv odpojit či připojit. Mimo elektrifikované cesty totiž kamion může být poháněn buď spalovací motorem, nebo elektromotorem na akumulátor.

Projektu, který je první svého druhu na světě, předcházely dva roky testování; slavnostní zahájení zkušebního provozu dálnice proběhlo 22. června 2016. Dvoukilometrový testovací úsek dálnice E16 se nachází u města Gävle, necelých 200 km severně od Stockholmu.

Technologie, která umožňuje plynulé připojování a odpojování k elektrickému vedení se nazývá vodivý elektrický přenos a byla vyvinutá vědci společnosti Siemens. Detekují-li senzory umístěné na kamionu vedení, pantografový sběrač proudu se připojí na vedení a od tohoto okamžiku jede kamion pouze na elektřinu. Pantograf je vybaven speciálním monitorovacím systémem, který ho neustále drží ve stabilní poloze vůči drátům vedení. Vozidla mohou jezdit na elektřinu rychlostí až 90 km/h, při jejím překročení dochází k automatickému odpojení a přepnutí na napájení z dieselového motoru a generátoru.

Jedním ze švédských národních cílů je zavést do roku 2030 vozový park, který bude zcela nezávislý na fosilních palivech. Přechod celé společnosti by se pak měl uskutečnit do roku 2050.

Další elektrifikovaná dálnice, která má přispět k zefektivnění přepravy nákladu mezi Los Angeles a přístavem Long Beach, by se měla otevřít příští rok v Kalifornii.

tags: #švédsko #elektromobily #ekologie

Oblíbené příspěvky:

• Ekologická kosmetika
• Česká klimatická politika
• Odpadkové koše z přírodního ratanu
• Článek o rekordech neživé přírody
• Recenze doručovacích možností Belec