Opravdu nás spasí e-paliva?

Příjemná překvapení občas přináší už doba předvánoční. Evropská komise začíná pomalu přehodnocovat svůj postoj k zákazu spalovacích motorů. Píše europoslanec Zdechovský.

V článku se to hemží slovy jako diktát, zákaz spalovacích aut, člena Komise autor nazývá „ultrazeleným fanatikem“, nicméně jak v tomto článku, tak jeho dalších vyjádření o elektromobilitě chybí jakékoliv zasazení problematiky do kontextu. Pojďme si tedy stručně přiblížit, proč se toto téma vůbec řeší a jestli případná úprava směrnic pro automobilový sektor tak zásadní.

V prvé řadě si je potřeba uvědomit, že jak Evropa, tak ČR nemá zásoby ropy. Ropu tak musí dovážet, a to často z regionů, kam bychom peníze posílat raději nechtěli. ČR ropy dováží ročně okolo 7 mil. tun, což odpovídá asi 70 TWh energie a skoro 100 miliardám korun. Čistě pro srovnání. Do zprovoznění ropovodu TAL přes Alpy jsme za tři roky trvání války na Ukrajině poslali pouze Rusku za ropu asi 150 mld. Kč, což představuje asi desetinásobek naší pomoci napadené zemi.

Vraťme se ale k dopravě. Celková spotřeba elektřiny v roce 2024 činila asi 60TWh. Spotřeba ropných paliv v dopravě tak přesahuje konečnou spotřeby elektřiny, a jde o obrovské číslo – odpovídající výrobě 9 nových bloků JE Dukovany. Bohužel účinnost spalovacích motorů dosahuje pouze okolo 30%, takže dvě třetiny z tohoto množství promění vozidla ve ztrátové teplo. Jinak řečeno, výrobu 6ti bloků nových Dukovan proměníme ročně v teplo.

Dalším důležitým aspektem jsou lokální exhalace. Spalování kapalných paliv v dopravních prostředcích uvolňuje do ovzduší celou řadu znečišťujících látek, jako jsou pevné částice (PM2.5, PM10), oxidy dusíku (NOx), oxid uhelnatý (CO), těkavé organické sloučeniny (VOCs), ozon (O3) a další. Negativní dopady na zdraví jsou pak zejména dýchací problémy, kardiovaskulární onemocnění, rakovina, předčasná úmrtí, neurodegenerativní onemocnění (Alzheimerova, Parkinsonova choroba) a dopady na vývoj u dětí.

Měření těchto externalit je složité, ale ekonomové a vědci se snaží kvantifikovat jejich náklady (např. náklady na léčbu nemocí, ztracená produktivita, snížená kvalita života). Tyto „skryté“ náklady jsou obrovské a často převyšují přímé náklady na provoz dopravy.

No a v neposlední řadě jsou to tolik diskutované emise oxidu uhličitého. Ten je sice pro zdraví člověka neškodný, ale prokazatelně zesiluje skleníkový efekt a tím posiluje změny klimatu.

Toto jsou tři hlavní důvody, proč se toto téma vůbec otevírá. Je nutné zdůraznit, že se jedná o globální témata, která se řeší více méně po celém světě. Motivace tedy není žádný „zelený fanatismus“, ale pragmatická snaha vlád o energetickou nezávislost a čistotu ovzduší v kombinaci s cílem snižování emisí CO2.

Státy volí různá řešení

Státy řeší tuto problematiku různě, nicméně zpravidla kombinují následující řešení:

• Podpora udržitelné dopravy: Investice do veřejné dopravy (vlaky, tramvaje, autobusy), podpora cyklistiky a pěší dopravy.
• Přísnější emisní normy: Zavedení a postupné zpřísňování emisních norem s cílem snížit lokální exhalace.
• Elektromobilita a čistší technologie: Přechod na vozidla s nízkou spotřebou a emisemi.

Podporu systémů veřejné dopravy bych zde dále nerozepisoval. Lokální exhalace řeší nastavení norem EURO. Z pohledu diskuze o alternativních palivech bych se zastavil u bodu 3. Toto téma řeší tzv. flotilové emise, které definují, kolik emisí CO2 může flotila výrobce v průměru vypustit. Výrobci automobilů mají v tomto případě celou škálu možností, jakým způsobem nízkých flotilových emisí dosáhnout. Mohou optimalizovat vozidla z pohledu velikosti, hmotnosti a aerodynamiky tak, aby dosahovala co nejnižších jízdních odporů a tím snižovala spotřebu. To se následně projeví v nízkých emisích. Mohou použít úsporné motory s vyšší účinnosti. Pro využití kinetické energie při brzdění se efektivně využívají hybridní pohony s elektromotorem a malou baterií.

Nejefektivnějším řešením ale zůstává využití aut do zásuvky, tedy plug-in hybridních, případně bateriových vozidel, které mají násobně nižší spotřebu energie. Pro účely výpočtu flotilových emisí se pro jednoduchost započítávají s nulovou emisní stopou. Výrobce tak může část vozidel vyrobit jako elektrickou a snižovat tím emisní stopu celé flotily. Tento postup je technologicky neutrální a dává výrobcům volnou ruku v konkrétním technickém řešení. Například japonské automobilky hojně využívají efektivních hybridních vozidel a dosahují tak nízké hodnoty flotilových emisí i s nízkým podílem elektromobilů. Další možností je snižování uhlíkové stopy samotného paliva, což Tomáš Zdechovský zmiňuje jako úžasný technologický pokrok a cestu k udržení technologického náskoku. Pojďme si tedy přiblížit, jaké možnosti máme v této oblasti.

Biopaliva

Biopaliva se u nás vyrábějí primárně z řepky olejné a tvoří zhruba 5 % spotřeby v dopravě. Z energetického pohledu se ale jedná o velice neefektivní proces. Řepku je třeba vypěstovat, ošetřovat, následně upravit semena a vyrobit z nich olej, ten přeměnit na biopalivo. I když budeme ignorovat ztráty při výrobě i produkci, olej a následné biopalivo bude obsahovat asi 10kWh energie na jeden litr. Tento litr paliva ještě musíme spálit v motoru, který není příliš efektivní – a výsledkem je to, že jeden hektar řepky olejné za rok vyrobí asi 5 MWh energie, kterou pak použijeme na otáčení kol našich aut.

Zatímco kdybychom na to samé hektarové pole dali FVE panely, získáme ročně (v podmínkách ČR) asi 520 MWh energie v podobě elektřiny. Tedy 100× více.

Tímto bych rozhodně nenavrhoval osázet úrodnou půdu panely, pouze to ukazuje, jak je pěstování energetické řepky zoufale neefektivní způsob přeměny energie slunečního záření na energii pohonu. Navíc jde o velice kontroverzní způsob získávání paliva, kdy se na jedné straně pálí část potravin a v jiných zemích lidé nemají co jíst.

E-paliva

V souvislosti s úpravou pravidel pro vozidla se opět zvedlo téma tzv. e-paliv. Ta se vyrábí následovně. Na začátku se z přebytkové elektrické energie vyrobí vodík, se kterého se následnou syntézou vyrobí surový olej a další rafinací se pak vyrábí konkrétní produkt pro pohon vozidel. Výsledkem je hotové e-palivo, které má chemické vlastnosti shodné s fosilními palivy a lze jej použít v existujících motorech a infrastruktuře.

Z energetického hlediska to vypadá následovně. Litr nafty obsahuje asi 10kWh energie. Na jeho výrobu je potřeba při započtení všech účinností asi 20kWh primární elektřiny.

Při spotřebě okolo 6l/100km potřebuje vozidlo na tuto vzdálenost asi 120kWh energie. Ekvivalentní elektromobil ale spotřebuje na ujetí stejné dráhy jenom 15-20kWh. Elektromobil je v tomto případě 6-8× úspornější, než spalovací auto jedoucí na e-palivo.

Ještě zásadnější je rozdíl v ekonomice provozu. Osobně již delší dobu využívám v domácnosti nákup elektřiny přes spotové ceny, kdy využívám stacionární baterii fotovoltaické elektrárny k nabíjení v dobách nízkých cen. Využívám tedy levnějších přebytků v síti stejným principem, jak se plánuje u výroby vodíku. Zejména v letním období se sice objevují období nulových, čí záporných cen, ale ty se za celý rok průměrují s běžnou cenou elektřiny. V celoročním průměru se lze teoreticky dostat s cenou za kWh silové složky někam mezi 1,5-2 Kč. To ale znamená 30-40Kč pouze za vstupní surovinu. K tomu je potřeba připočítat náklady na distribuci elektřiny a výkonné připojení do sítě, poměrně složité výrobní zařízení samotné, logistiku paliva, marže prodejců a DPH. Finální cena pro spotřebitele tak bude násobně vyšší, než v případě fosilních paliv. Pokud vezmeme nejúspornější motory na trhu se spotřebou okolo 4l/100km a cenou paliva na 80Kč/l, dostáváme se ke 4Kč/km jízdy. Osobně jezdím s elektromobilem na „palivu“ okolo 50 halířů na km, což je 8× méně. I kdybych byl odkázán pouze na veřejné nabíječky, vyšel by kilometr jízdy asi na 1,4Kč, což je pořád 3× méně, než v případě e-paliva. Vedle ceny samotné navíc vozidla na e-palivo nijak neřeší lokální exhalace.

Samozřejmě se v budoucnu s rostoucím podílem OZE na výrobě elektřiny a s tím souvisejících přebytků podaří cenu o něco snížit, ale vzhledem k násobně vyšší celkové energetické náročnosti provozu je nepravděpodobné, že by spalovací auta na e-paliva mohla jakkoliv konkurovat elektromobilům, jejichž pořizovací cena se postupně srovnává s cenou spalovacích variant. Zároveň se vzhledem k rychlému vývoji na poli baterií dá očekávat další zvyšování dojezdu vozidel a rychlosti nabíjení.

Zažíváme prostě dobu, kdy se technologie vyvíjí v poli baterií a elektromotorů podobně rychle, jako jsme zažili před 20-30 lety s počítači. Pokud nejste úplně nejmladší generace, pamatujete si ještě diskety na uchování dat, které měly kapacitu 1,44 Mb. To by dnes nestačilo ani na jedinou fotografii, kterou jste si vyfotili svým mobilem a přidali ji na úložiště mezi tisíce jiných svých obrázků z dovolené.

Technologie elektrického pohonu a uchování energie je konkurenceschopná a nabízí komfort i výkon.

Konkurenceschopnost

V článku zaznívá taky tento výrok o konkurenceschopnosti automobilového průmyslu.

„Mluvil také o potřebě neohrozit naši konkurenceschopnost, a zároveň pomoci evropskému průmyslu udržet technologický náskok. Taková slova působí skutečně přelomově. Zdá se, že nad zelenou ideologií začíná postupně získávat navrch zdravý rozum.“

S e-palivy se určitě počítá v aplikacích, kde to z technických důvodů jinak nejde - dálková letadla, velké zemědělské stroje, vozidla zásahových sborů apod. Z pohledu technologické neutrality se změnou pravidel problém není. Nicméně z hrubých odhadů cen biopaliv a vysoké energetické náročnosti jejich výroby jednoznačně vyplývá, že provoz běžného auta na alternativní palivo je a bude nákladný a tudíž nekonkurenceschopný. Toto opravdu není žádná „zelená ideologie“, ale prostá znalost fyzikálních zákonů.

V historii lze dokonce nalézt jednu pěknou analogii. Koncem druhé světové války se ve Švýcarsku v důsledku nedostatku uhlí pokusně přestavěly dvě parní lokomotivy na elektrické, kdy se pára v kotli vytvářela pomocí elektrických topných těles.

Jakkoliv šlo o zajímavý pokus, který mohl v tehdejší době dávat určitou logiku, neměl kvůli násobně vyšší energetické náročnosti oproti klasickým elektrickým lokomotivám sebemenší šanci na úspěch. Pokud někdo tvrdí, že nasazení e-paliv představuje oproti elektromobilům nějakou zásadní konkurenční výhodu, svědčí to spíše o nepochopení elementárních základů techniky vozidel. Staví se tak do pozice člověka, který by chtěl „ochránit“ výrobu parních lokomotiv před elektrickými instalací těchto „ponorných vařičů“.

Jak již bylo řečeno výše, je samozřejmě naprosto v pořádku, že se pravidla nastavují technologicky neutrálně, ale sázka na e-paliva bude dle mého názoru minimálně u osobních automobilů pouze kosmetickou změnou a rozhodně nelze takový typ pohonu vozidel považovat za nějakou zásadní konkurenční výhodu.