Elektromobil

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Jump to navigation Jump to search
Nabíjející se Tesla Model S a Smart ED.
Škoda Vision E (2017) je první elektromobil vyvinutý Škodou Auto a má být na prodej od roku 2020.
Renault Zoe s odjezdem 400 km na jedno nabití (41 kWh baterie)[1] byl nejprodávanější elektromobil v Evropě v roce 2017[2]

Elektromobil, elektroauto, elektrické vozidlo (EV), někdy též bateriové elektrické vozidlo (BEV) je automobil na elektrický pohon. Je poháněn elektromotorem a jako zdroj energie využívá obvykle baterie, kterou lze nabít v nabíjecí stanici nebo ze standardní elektrické zásuvky v budovách a parkovištích. Na kapacitě baterie elektromobilu závisí jeho dojezdová vzdálenost.

Díky dlouhodobě se snižující ceně a zvyšující se kapacitě lithium-iontových baterií, dle deníku The Economist nahradí elektromobily během 21. století spalovací motory.[3] Elektromobilita je spolu se obnovitelnou energií součástí dopravní infrastruktury jenž pomáhá zmírnit změny klimatu způsobené vlivem člověka.

Celková cena vlastnictví elektromobilu (zahrnující pořizovací cenu, údržbu a provoz - elektřina/palivo) je nižší než cena vlastnictví spalovacích automobilů od roku 2017 vzhledem k tomu, že cena elektřiny spotřebované jízdou elektromobilem je několikanásobně nižší než cena paliva pro spalovací auto a díky minimální údržbě kterou vyžaduje mechanicky jednodušší elektromotor.[4] Pořizovací cena se dále snižuje díky zlevňující se výrobě baterií.[5]

Světoví výrobci včetně Volkswagen Group (a Škoda Auto), Daimler AG (Mercedes-Benz), BMW, Nissan,[6] Toyota, Mazda[7] Hyundai, Kia,[8] Renault, Volvo Cars, Ford, General Motors a také čínští výrobci[9] zahájili svoje elektrifikační strategie a přechod vývoje a výroby ze spalovacích motorů na bateriové elektromobily.[6]

Historie[editovat | editovat zdroj]

Počátky elektromobility[editovat | editovat zdroj]

Elektromobil v Anglii v roce 1895
Elektromobil La Jamais Contente (1899), první silniční dopravní prostředek, který dosáhl rychlosti přes 100 kilometrů za hodinu

Za historicky první elektromobil je považován vůz sestavený holandským profesorem Sibrandusem Stratinghem a jeho asistentem Christopherem Beckerem roku 1835.[10] Tedy přibližně 50 let před prvním automobilem se spalovacím motorem. Belgičan Camille Jenatzy překonal s elektromobilem La Jamais Contente ve tvaru připomínajícím doutník 29. dubna 1899 jako první na světě rychlost 100 km/h. Na počátku 20. století jezdilo v USA více elektromobilů než automobilů se spalovacím motorem. Poskytovaly totiž komfort a snadné ovládání. Klasické automobily se musely startovat klikou, byly velmi hlučné a složité na údržbu. Vše změnil až vynález elektrického startéru a hlavně sériová výroba modelu „T“ Henryho Forda, který vytlačil elektromobily svou spolehlivostí, větším dojezdem a nízkou cenou. V roce 1902 zlepšil Thomas Edison baterii elektromobilů.

Mezi první elektromobily vyvinuté na území českých zemí patří elektromobil Františka Křižíka z roku 1895 poháněný stejnosměrným elektromotorem o výkonu 3,6 kW napájeným olověným akumulátorem se 42 články. Ve svém třetím modelu s názvem Landaulet Fr. Křižík použil dva elektromotory o výkonu 2,2 kW, které byly umístěny v zadních kolech.

Dvacáté století[editovat | editovat zdroj]

Další vzestup zájmu o elektromobily způsobily energetické krize v letech 1970 a 1980. V Československu byl elektromobil (s názvem Ema) vyvinut v roce 1971, tento projekt byl však na pokyn vládnoucí garnitury zastaven.[11] V 90. letech 20. století se v Evropě začaly sériově vyrábět elektromobily značek Citroën, Fiat, Peugeot, Renault a dalších. Z důvodu vysoké pořizovací ceny je provozovaly převážně velké státní podniky a instituce. Několik desítek těchto vozidel jezdí dnes v ČR a jsou převážně majetkem členů občanského sdružení Elektromobily.

Prvním novodobým prototypem byla tzv. Škoda Shortcut. Shortcut byl vyroben firmou EKOLO-Jaromír Vegr pro švýcarského zákazníka firmu SUNEL-Thomas Dinkel. Byl vyroben v jediném exempláři zkrácením karoserie Škoda Favorit vpředu i vzadu dle pokynů designera Václava Krále. Osazen byl sériový indukční motor převinutý na napětí 120 V a regulátor fy BRUSA (CH). Na vývoji elektromobilů se podílel i pobočný závod Škody Plzeň - Škoda Elcar v Ejpovicích na počátku 90. let 20. století. Zde bylo vyrobeno několik stovek vozidel Eltra na základě objednávky pana Bruno Frideze ze Švýcarska. Dalším vyvíjeným modelem byla Tatra Beta.

V roce 1990 pod mandátem nulových emisí státu KalifornieUSA představila řada světových výrobců vlastní moderní elektrizovanou řadu vozidel. Jedná se například o tyto modely: GM EV-1, Ford Ranger EV nebo Toyota RAV4 EV. Legendární EV1 byl na rozdíl od ostatních již od počátku koncipován jako elektromobil (ostatní byly přestavby běžných modelů). Legislativa zvýhodňující elektromobily byla záhy soudně napadena automobilkami a patřičné zákony byly zrušeny. Jelikož byla tato vozidla pronajímána, mohla být po skončení smluv stažena z provozu a následně byla z velké části zlikvidována. Několik málo kusů EV1 skončilo v muzejích, avšak nepojízdná, bez baterií, motoru i řídící elektroniky.[12]

Elektromobilová revoluce a růst[editovat | editovat zdroj]

Elektomobilovou revoluci iniciovala americká automobilka Tesla vedená jihoafrickým inženýrem Elonem Muskem.

Elektromobily byly v ústraní a až od roku 2008, od kdy jejich prodeje postupně rostou. V roce 2015 společnost BMW oznámila, že bude elektrifikovat všechny své vozy během dalších 10 let.[13]

Nissan Leaf patří mezi nejprodávanější elektromobily na světě

Elektomobilovou revoluci iniciovala v desátých letech 21. století americká automobilka Tesla vedená jihoafrickým inženýrem Elonem Muskem, který také způsobil převrat ve vesmírném průmyslu se svojí firmou SpaceX.[14]

V roce 2017 tvořily elektromobily 1% světového prodeje automobilů. Díky dlouhodobě se snižující ceně a zvyšující se kapacitě lithium-iontových baterií,[3] švýcarská banka UBS odhaduje, že v roce 2025 budou elektromobily tvořit 14% prodejů aut a dle deníku The Economist nahradí elektromobily během 21. století spalovací motory.[3] Řada zemí zavedla budoucí datum, od kterého bude zakázán prodej spalovacích automobilů.[3] U Spojeného království a Francie je to např. rok 2040,[15] v Německu vláda plánuje konec prodeje spalovacích motorů na rok 2030.[16] Mezi vůdčí země v elektromobilitě patří Norsko, kde více než polovina všech registrovaných aut v roce 2017 byla elektrifikovaná: čistě elektrické nebo hybridní.[15]

Největší výrobce automobilů na světě, Volkswagen Group, jehož sučástí je Škoda Auto, oznámil v roce 2017 postupný přechod ze spalovacích motorů na elektromobily a také, že všech 300 modelů všech dvanácti značek budou mít elektrickou verzi do roku 2030. Daimler AG, BMW, Nissan,[6] Toyota, Mazda,[7] Hyundai, Kia,[8] Renault, Volvo Cars, Ford, General Motors a čínští výrobci[9] zveřejnili do roku 2017 svoje vlastní elektrifikační strategie.[6]

Charakteristiky[editovat | editovat zdroj]

Cena[editovat | editovat zdroj]

Celková cena vlastnictví elektromobilu (zahrnující pořizovací cenu, údržbu a provoz - elektřina/palivo) je nižší než cena vlastnictví spalovacích automobilů od roku 2017 vzhledem k tomu, že cena elektřiny spotřebované jízdou elektromobilem je několikanásobně nižší než cena paliva pro spalovací auto a díky minimální údržbě kterou vyžaduje mechanicky jednodušší elektromotor.[4] Dle studie z roku 2017, hlavní důvod vyšší pořizovací ceny elektromobilů oproti spalovacím automobilům je cena baterie.[5] Cena lithium-iontových baterií se mezi lety 2010 a 2016 snížila o 73% z 1000 dolarů za kilowathodinu (kWh) kapacity na 273 dolarů za kWh, a dále se snižuje s odhadovanou cenou 74 dolarů za kWh kapacity na rok 2030. Kromě již nižší ceny celkového vlastnictví díky levnějšímu provozu také dosáhnou elektromobily tedy i nižší pořizovací ceny ve srovnání se spalovacími auty kolem roku 2025, dle studie společnosti Bloomberg.[5] Spalovací auta nebudou schopna konkurovat elektromobilům kolem roku 2025 skrze pořizovací cenu, cenu údržby i provozu.[17]

Skladování energie[editovat | editovat zdroj]

Lithium-iontový akumulátor[editovat | editovat zdroj]

Baterie elektromobilu Nissan Leaf

Moderní elektrická auta používají převážně lithium-iontové baterie ke skladování energie použité k pohonu svých elektromotorů, díky jejich vlastnostem jako cena, kapacita, rychlost nabíjení a energetická účinnost. Mimo to jsou vyvíjené i další formy skladování energie, které lze použít pro pohon elektrických aut.[3]

Palivové články[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Vodíkový automobil.

Palivové články skladující energii v podobě vodíku jsou vyvíjeny jako alternativa k bateriím, avšak kvůli jejich nižší energetické efektivnosti a náročnosti výstavby infrastruktury pro výrobu a čerpání vodíku (ve srovnání s všudypřítomností elektrické sítě) se nedostaly do popředí automobilového průmyslu. Pro vývoj pohonu s využitím vodíku také lobbovaly ropné společnosti, neboť vodík lze získávat přímo z fosilních paliv. Toyota je jeden z několika výrobců, který kromě bateriových elektromobilů vyrábí také elektromobily s vodíkovými palivovými články.[18]

Pevný akumulátor[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Lithium-polymerový akumulátor.

Mezi nové technologie, u kterých se očekává komerční využití v automobilovém průmyslu, patří pevný akumulátor (t.j. baterie s elektrolytem v pevném skupenství, anglicky solid-state battery). Aktivní výzkum pevných baterií probíhá u několika výrobců a jejich vlastnosti mají umožnit dále zvýšený dojezd elektromobilů a značně snížená doba nabíjení. Širší komerční využití lze očekávat nejdříve během dvacátých let 21. století.[19][20]

Emise[editovat | editovat zdroj]

Elektromobily neprodukují svým provozem výfukové plyny a i se započítáním výroby elektrické energie ze „špinavějších“ zdrojů (např. hnědé uhlí) je jejich bilance vlivu na životní prostředí být lepší, než u automobilů se spalovacími motory.[21] Firma ČEZ předpokládá, že v roce 2020 budou elektromobily dobíjené z běžné sítě nepřímo vypouštět do ovzduší o 73 % méně emisí CO2 (44 g/kWh) než běžný automobil B-segmentu (164 g/kWh).[22] V roce 2008 to bylo o 42 % méně (95 g/kWh). Jsou velmi tiché a mají nízké náklady na provoz. Energii pro baterie lze získat z obnovitelných zdrojů tedy s velmi nízkou uhlíkovou stopou.

Dojezd a dobíjení[editovat | editovat zdroj]

Nabíjení ve městě
Sportovní elektromobil od chorvatského výrobce Rimac Automobili s výkonem 1914 koní má dojezd až 650 km se 120 kWh baterií.[23]
Související informace naleznete také v článku Nabíjecí stanice.

Elektromobily lze nabíjet z jakýchkoliv zásuvek v budovách, garážích apod. nebo v nabíjecích stanicích, jejichž infrastruktura se rapidně rozšiřuje ve městech, v blízkosti silnic, v hromadných garážích apod.

13. května 2011 byla otevřena první dobíjecí stanice pro elektromobily v kraji Vysočina a zároveň v celé republice, nachází se na 96 km dálnice D1.[24] Volkswagen Group se spolu se automobilkami BMW, Daimler AG a Ford podílí na společném projektu pro výstavbu rychlonabíjecí vysokovýkonné sítě na důležitých evropských silnicích. V Česku má na základě této iniciativy do roku 2020 vzniknout 1200 nabíjecích stanic.[25]

Skupina ČEZ provozuje v Česku síť nabíjecích stanic. Počet těchto stanic byl zhruba 85 v listopadu 2017 a do roku 2020 by se měl rozšířit o dalších 63.[26]

Dobíjení akumulátorů lze provádět vysokým stejnosměrným napětím a vysokým proudem řádově v desítkách minut (výkon cca 100 kW). V květnu 2012 se šest světových automobilových koncernů dohodlo na jednotném rozhraní pro rychlodobíjení.[27]

Elektrobus[editovat | editovat zdroj]

Elektrobus Rampini-Siemens, vybavený možností nabíjení z trolejbusového trakčního vedení, při předvádění s cestujícími v Pardubicích

Jednou z variant elektromobilu je i elektrobus, elektrický autobus. První elektrobus na pravidelné lince jezdil v Santa Barbaře v Kalifornii, první evropský elektrobus na pravidelné lince jezdil ve Znojmě. Vyvinula jej společnost ČAS-service (též jeho provozovatel) s využitím karoserie trolejbusu Škoda 21Tr. Výrobce plánoval od roku 2004 výrobu i pro další dopravce, avšak vzhledem k dotační politice Ministerstva dopravy ČR, které dopravci v rámci programu obnovy vozidel přispívá 30 až 40 % na trolejbusy a nízkopodlažní autobusy, zatímco dotaci na elektrobusy údajně neumožňuje, nebyla výroba zahájena.[28] V roce 2008 již je v dotačním programu na vozidla MHD obsažena fixní dotace 1,2 milionu Kč na nízkopodlažní elektrobus délky do 11 metrů, s fixním navýšením 0,6 milionu za elektrický pohon.[29]

V roce 2010 vyrobila elektrobus i česká firma SOR Libchavy a označila jej jako SOR EBN 10,5. Tyto elektrobusy jezdí v provozu v Ostravě[30] a ve Vysokých Tatrách. Kromě SORu vyrábí elektrobusy v České republice firma EVC Group, která i dodává bateriové boxy do zmíněných elektrobusů SOR, dále pak přestavuje na elektrický pohon midibus slovenského výrobce Rošero.[31]

V Evropě jsou další výrobci, např. Solaris nebo italská společnost BredaMenarinibus.

Motorsport[editovat | editovat zdroj]

Druhá generace monopostu Formule E
Související informace naleznete také v článku Formule E.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. ALLAN, Lawrance. Refreshed 2017 Renault Zoe gets 250-mile range [online]. AutoExpress, 2016-09-29 [cit. 2016-10-01]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. Renault Zoe still dominates Europe electric-car sales; longer range boosts sales.
  3. a b c d e The death of the internal combustion engine. The Economist. 12. srpna 2017.
  4. a b Damian Carrington. Electric cars already cheaper to own and run than petrol or diesel – study. The Guardian. 1. prosince 2017.
  5. a b c Lithium-ion-battery-costs-and-market. Bloomberg. 5. červen, 2017.
  6. a b c d Christoph Rauwald. VW to Build Electric Versions of All 300 Models by 2030. Bloomberg. 12. září 2017.
  7. a b Toyota and Mazda Are Teaming Up to Make Electric Car Tech (anglicky). Fortune. 28. září, 2017
  8. a b Sohee Kim. Hyundai Bolsters Electric Car Lineup to Narrow Gap With Rivals (anglicky). Bloomberg. 13. prosince 2017.
  9. a b Factbox: Automakers get serious about electric cars (anglicky). Reuters. 18. listopadu 2017.
  10. Elektromobily.org. Elektromobily minulosti a budoucnosti [online]. Elektromobily.org [cit. 2015-12-29]. Dostupné online. 
  11. Pořad První byla Ema z cyklu České televize Zašlapané projekty, dostupné online (2009).
  12. Dokumentární film Kdo zabil elektromobil? / Who Killed the Electric Car? 2006
  13. VOŘÍŠEK, Martin. BMW chce během následujícího desetiletí elektrifikovat všechny své modely [online]. OEnergetice.cz, 2015-06-30 [cit. 2015-12-29]. Dostupné online. 
  14. BRIAN DEAGON. 9/18/2017. Tesla-Led Electric Car Revolution Sets Stage For Mass Disruption. investors.com.
  15. a b Camilla Knudsen, Alister Doyle. Norway powers ahead (electrically): over half new car sales now electric or hybrid. Reuters. 3. ledna 2018.
  16. Shehab Khan. Germany pushes to ban petrol-fuelled cars within next 20 years. independent.co.uk. 10. října 2016.
  17. Leslie Shaffer. Electric vehicles will soon be cheaper than regular cars because maintenance costs are lower, says Tony Seba. 14. června, 2016.
  18. Norihiko Shirouzu. Hydrogen fuel-cell car push 'dumb'? Toyota makes a case for the Mirai. Reuters. 6. října 2017.
  19. DOMENICK YONEY. Nissan Says Development Of Solid-State Batteries “Practically A Zero”. insideevs.com. 6. dubna 2018
  20. Will solid-state batteries power us all?. The Economist. 16. října 2017.
  21. http://pubs.aeaweb.org/doi/pdfplus/10.1257/aer.20150897 - Are There Environmental Benefits from Driving Electric Vehicles? The Importance of Local Factors
  22. Elektromobilita | Skupina ČEZ [online]. m.elektromobilita.cz [cit. 2015-12-29]. Dostupné online. 
  23. Snyder, John Beltz."Rimac C_Two is a next-gen EV hypercar from Croatia", Autoblog, March 6, 2018. 
  24. ČTK. Vysočina má první dobíjecí stanici pro elektromobily [online]. Třebíčský deník, 2011-05-18 [cit. 2015-12-29]. Dostupné online. 
  25. Představuje se Vision E, v roce 2020 z něj bude první škodovka na baterie [online]. iDNES.cz, 2017-04-18 [cit. 2017-12-01]. Dostupné online. 
  26. Elektromobilita ČEZ rozšíří síť rychlého dobíjení o 63 stanic z dalšího evropského grantu [online]. elektromobilita.cz [cit. 2017-12-01]. Dostupné online. 
  27. maž. Elektromobily budou mít jednotné rozhraní pro rychlonabíjení [online]. www.novinky.cz, 2012-05-09 [cit. 2015-12-29]. Dostupné online. 
  28. Jaromír Vegr: Elektromobily – historie a současnost, čtvrtletník Pro-Energy, č. 3/2008, str. 44—50; o elektrobusech na str. 50
  29. Program podpory obnovy vozidel městské hromadné dopravy a veřejné linkové autobusové dopravy, Ministerstvo dopravy ČR, Pravidla pro poskytování dotací ze státního rozpočtu v rámci Programu obnovy vozidel veřejné autobusové dopravy v roce 2008, str. 3
  30. SOR EBN10,5 [online]. Mhd-ostrava.cz [cit. 2010-10-06]. Dostupné online. 
  31. EVC MIDIBUS [online]. EVC Group [cit. 2013-06-13]. Dostupné online. 

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]