Domů
Akumulace energie
Baterie versus jiné zdroje energie nejen pro pohon vozidel (2. část)

Baterie versus jiné zdroje energie nejen pro pohon vozidel (2. část)

V první části článku věnovaném různým zdrojům či způsobům akumulace, především elektrické energie byly představeny vesměs konvenční varianty. Druhá část je věnována spíše nekonvenčním možnostem, s výjimkou baterií, které lze díky velkému rozmachu v posledním desetiletí považovat v dnešní době v oblasti pohonu vozidel již za konvenční technologie.

Dřevo

Toto palivo je zmíněno hlavně pro účely srovnání. Jeho využití ve vozidlech bylo omezeno na poválečnou dobu, kdy některé automobily jezdily na dřevoplyn. Dnes se standardně využívá převážně jako pevné palivo do domácích topenišť a kotlů. Jeho výhřevnost není nijak závratná a značně závisí na vlhkosti dřeva. Pohybuje se okolo 4-4,5 kWh/kg při vlhkosti 15-20% (tvrdé dřevo).

Baterie

Z této kategorie je třeba zmínit hlavně baterie Li-Ion vzhledem k tomu, že jsou dnes nejpoužívanějším druhem. U baterií s titanovou anodou se energetická hustota pohybuje okolo 0,08 kWh/kg, u baterií s LFP (LiFePO4) katodou je to průměrně okolo 0,12 kWh/kg a pro NCA (katoda na bázi LiNiCoAlO2) se bavíme o hodnotách okolo 0,33 kWh/kg (0,7 kWh/l).

Jejich hlavní výhodou je, že na rozdíl od jiných zdrojů energie dodávají rovnou elektrickou energii. Účinnost nabíjení a vybíjení je vysoká, pohybuje se okolo 95%. To je jeden z důvodů, proč jsou elektromobily již schopné v řadě aplikací konkurovat vozidlům se spalovacím motorem.

Setrvačníky

Uložení energie do kinetické energie setrvačníků není nijak nová myšlenka. Pokusy byly i s autobusy, které jimi byly poháněné. Koncept se však neujal  kvůli špatné manévrovatelnosti vozidla a dnes setrvačníky nacházejí využití hlavně jako stacionární uložiště energie.

V Praze funguje jedna nabíječka pro elektromobily, která při poptávce maximálního nabíjecího výkonu začne setrvačníky zpomalovat a jejich energii předávat nabíjenému vozu. Její maximální výkon je 70 kW. V každém případě zde nelze zanedbat fyzikální zákony, i při použití těch nejlepších materiálů a magnetických ložisek se jejich energetická hustota pohybuje okolo 0,12 kWh/kg, respektive 0,21 kWh/l.

Stlačený vzduch

Ukládání energie do stlačeného vzduchu je zajímavá varianta, avšak ani tady se žádné revoluce nejspíš nedočkáme. Energetická hustota je relativně nízká a pohybuje se okolo 0,034 kWh/kg a 0,017 kWh/l. Samozřejmě záleží na použitém kompresoru, provozním tlaku a dalších parametrech.

Komerčně dostupný automobil na stlačený vzduch zatím neexistuje, i přes to, že se o jeho vývoj snažila automobilka TATA a Peugeot/Citroen. Problémem je, že stlačením se vzduch ohřeje a při skladování o toto teplo následně přijde. Stlačený vzduch tak má při běžné okolní teplotě v sobě uloženo méně energie než ve stavu hned po stlačení. To má za následek relativně nízkou celkovou účinnost systémů na stlačený vzduch.

Superkondenzátory

Superkondenzátory, známe také jako superkapacitory, představují další uložiště elektrické energie. Jejich měrný výkon je velmi vysoký, například 10 kW/kg. Energetická hustota je však pouze 0,005 kWh/kg, respektive 0,07 kWh/l. Toto je předurčuje k aplikacím, kde je potřeba krátkodobě odebrat, nebo dodat vysoký elektrický výkon. Někdy jsou řazeny k Li-Ion bateriím právě pro zvýšení možnosti dodání okamžitého výkonu. Mazda je v některých svých vozech používala v systému rekuperace kinetické energie, která se pak využila v systémech start-stop a doplňovala klasickou autobaterii.

Závěr

Dnešní svět je neuvěřitelně závislý na mnoha různých formách a podob energie. To jaká forma energie nakonec zvítězí v konkrétním odvětví lidské činnosti, rozhodnou sami spotřebitelé a podmínky, které mohou být ekonomické, ekologické, společenské a další.  Při porovnávání baterií s benzínem, vodíkem a jinými zdroji energie je nutné se zaměřit na celý cyklus - od těžby (například ropy) přes výrobu (elektrické energie), rafinaci (benzínu, nafty, LPG), uskladnění, dopravu a distribuci, spotřebu až po odpadní produkty a jejich recyklaci. Použitá data pro tento článek byla čerpána z tohoto zdroje.

Mohlo by vás zajímat:

Komentáře(13)
Josef
10. červen 2021, 21:14

Autor se bohužel nezabývá v praxi důležitým faktorem a to je délka nabíjení x tankování. Z tohoto pohledu vyhrává superkondenzátor a nejhorší jsou bateriové systémy. Další věcí je úsměvný závěr že o tom co bude rozhodují spotřebitelé ano to platilo dříve ve svobodné společnosti v environmentalismu v kterém žijeme bezezbytku platí, že je to, co přikáže legislativa evropské unie. Pokud to takhle půjde dál pak za pár let budou kvóty na suché záchody...

Tom
11. červen 2021, 08:24

Takže takové zavedení katalyzátoru byla výjimka?

Filip
12. červen 2021, 15:27

Katalyzátor, DPF, EGR, násilně neměnily celé odvětví. Neměly vliv na infrastrukturu. Byl to prvek navíc, který za určitých okolností výrazně pomohl snížit emise spalovacích motorů. Proto nebylo nutné vymýšlet různé formy podpory že zdrojů nás všech. Baterie a související tlaky na výstavbu nové infrastruktury, jsou o několik tříd jiná liga. Bohužel bez pozitivního vlivu na globální klima. V podstatě za těchto okolností je nejekologictejsi severokorejsky přístup :) (troška ironie)

Tom
12. červen 2021, 19:31

Nátlak je třeba, jinak se nic nezmění. Automobilky zaspaly a měly tušit změnu. Do vývoje investují až se zpoždením. Bez nátlaku veřejnosti, potažmo politiků nic neměnily. Některé dokonce pokusné EV záměrně zešrotovaly a to i přes zájem.

Energetik 007
11. červen 2021, 04:44

Autor neví že dřevo při svém růstu jímá CO2 - uhlík tvoří jádro dřeva a uvolňuje kyslík. Říká se tomu fotosyntéza a funguje to miliardy let.

Autora omlouvá že kromě něj to neví celá špička politiky EU.

petr
11. červen 2021, 07:28

Ano, ano fotosyntéza a neb učivo snad žáků V. ročníků...

Ale základní problém fotosyntézy je v tom, že se na ní nedají čerpat dotace... a proto není IN....

Jinak článek v celku poučný pro laiky, děkujeme

Jiří Kelnar
11. červen 2021, 09:35

Já nevím, ale u nás na Moravě se za dotace rozorávají lány a sází se nové stromy, aby se napravily ty komunistický prohřešky. A myslím si, že bez dotací se to nedělá.

Energetik 007
12. červen 2021, 04:49

A vedle je lán řepky aby bývalému komunistovi přivedl do kapsy miliardy, a o kus dál vykácený kůrovcový les (Agrofertem) a nikdo ho neobnovuje.

Petr Benda
12. červen 2021, 05:31

Strom, keř či rostlina při svém růstu jímá CO2 a při fotosyntéze uvolňuje kyslík. Ale dřevo už rozhodně ne.

Lubos Vozar
11. červen 2021, 09:10

Clanky su celkom informativne, ale zaroven velmi povrchne. Energeticka hustota, ci hmotnostna alebo objemova, nemav realnom businesse zas az tak rozhodujuce miesto. Preto by som napriklad nezatracoval stlaceny vzduch, ten sice nema velku energeticku hustotu, ale technologia je jednoducha, skalovatelna a ma predpoklad dost zlacniet. Pekny koncept ma Kanadsky Hydrostor.

Tak isto mi v clanku chybaju Flow baterie (hlavne Redox), ukladanie do roztavenych soli, ci gravitacne Baterie(Gravitricity), Ammonia (Modra ci Zelena), ktora sa rysuje ako velmi slubny energeticky nosic a taktiez bezuhlikate palivo (Barrents Blue Project)a taktiez ine Liquid organic hydrogen carriers (LOHC)a Synteticke Paliva (Haber-Bosh ci Fischer–Tropsch processy).

Svet naozaj nestoji na mieste, V Europe sledujeme naozaj obrovske mnozstvo Projektov na uloziste energie.

Jedno je iste, ci s tym ja alebo vy suhlasite, Vodik bude hrat vyznamnu ulohu v energetike buducnosti.

Petr Benda
12. červen 2021, 05:34

V zásadě s celým Vaším komentářem se dá souhlasit, ale pro pohon vozidel, o kterém článek je, bych si teda například druhý odstavec představit opravdu nedokázal.

Filip
12. červen 2021, 15:31

Já si myslím, že nejschudnejsi cestou jsou syntetická paliva, ať už z dopadu na životní prostředí, využívání stávající infrastruktury, skladování, používání....

energetik
12. červen 2021, 16:13

A co peroxid vodíku? Ten lze celkem lehce vyrobit z vody a přebytečné energie. Lze ho nalít do nádrže stejně jako benzín a motory na něj také existují např. Me 163 (Comet) a tuším i palivové články by to zvládli, takže je tam hodně možností jak ho použít. A odpadem je zase voda.

Komentáře pouze pro přihlášené uživatele

Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.

V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.

Přihlásit se