Elektromobil

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, garážích 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. Elektromobilita je spolu se obnovitelnou energií součástí dopravní infrastruktury jenž pomáhá zmírnit změny klimatu způsobené vlivem člověka. Světoví výrobci včetně evropských Volkswagen Group (a Škoda Auto), Daimler AG(Mercedes-Benz), BMW, Renault, Volvo Cars, americký Ford a General Motors, japonský Nissan, Toyota, Mazda, korejské Hyundai, Kia, a také čínští výrobci zahájili svoje elektrifikační strategie a přechod vývoje a výroby ze spalovacích motorů na bateriové elektromobily.

Inzerce

Za rok 2018 je tržní pořizovací cena elektromobilů mírně vyšší než srovnatelného spalovacího auta, avšak celková cena vlastnictví elektromobilu (zahrnující pořizovací cenu, údržbu a provoz – elektřina/palivo) je již nižší než cena vlastnictví spalovacích automobilů 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. Dle studie z roku 2018 vychází provoz elektromobilu zhruba na 0,36 Kč na 1 km, ve srovnání s dieselovým a benzínovým autem, jenž stojí 1,53 Kč, respektive 1,76 Kč na 1 km. Pořizovací cena se dále snižuje díky zlevňující se výrobě baterií, a dle projekcí cen baterií bude pořizovací cena elektromobilů nižší než cena spalovacích aut kolem roku 2024.

V roce 2017 tvořily elektromobily 1% světového prodeje automobilů. V roce 2018 zhruba 4.6%. Díky dlouhodobě se snižující ceně a zvyšující se kapacitě lithium-iontových baterií, 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. Škoda Auto předpokládá, že v roce 2025 budou elektromobily tvořit zhruba 25% prodejů automobilů na trhu.

Řada zemí zavedla budoucí datum, od kterého bude zakázán prodej spalovacích automobilů za účelem snížení znečištění výfukovými plyny a závislosti dopravní infrastruktury na fosilních palivech. U Spojeného království a Francie je to např. rok 2040, v Německu vláda plánuje konec prodeje spalovacích motorů na rok 2030. Mezi vůdčí země v elektromobilitě patří Norsko, kde více než polovina všech prodaných aut v roce 2017 byla elektrifikovaná: čistě elektrické nebo hybridní.

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, Toyota, Mazda, Hyundai, Kia, Renault, Volvo Cars, Ford, General Motors a čínští výrobci zveřejnili do roku 2017 svoje vlastní elektrifikační strategie.

Charakteristiky

Cena a provoz

Za rok 2018 je tržní pořizovací cena elektromobilů mírně vyšší než srovnatelného spalovacího auta, avšak celková cena vlastnictví elektromobilu (zahrnující pořizovací cenu, údržbu a provoz – elektřina/palivo) je nižší než cena vlastnictví spalovacích automobilů 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. Hlavní důvod vyšší pořizovací ceny elektromobilů oproti spalovacím automobilům je cena baterie. 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 nebo 2024 dle studie společnosti Bloomberg. Spalovací auta nebudou v tom případě schopna konkurovat elektromobilům skrze pořizovací cenu, cenu údržby i provozu.

Elektromobil spotřebuje na ujetí 100 km vzdálenosti zhruba 12 až 16 kWh elektřiny. Dle studie od Alza.cz z roku 2018 vychází tedy provoz elektromobilu zhruba na 0,36 Kč na 1 km, ve srovnání s dieselovým a benzínovým autem, jenž stojí 1,53 Kč, respektive 1,76 Kč na 1 km. Jiná studie z roku 2017 udává náklady na provoz elektromobilu na 0,35 až 0,4 Kč za 1 km. V ohledu na náklady na kilometr ujetý elektrickým autobusem je cena 2 koruny, u dieselového autobusu je to 9 korun.

Skladování energie

Lithium-iontový akumulátor

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.

Palivové články

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. Mezi několik výrobců, kteří kromě bateriových elektromobilů prodávají také elektromobily s vodíkovými palivovými články v roce 2018, patří Toyota Honda a Hyundai.

Pevný 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. Mezi automobilky, jenž investovaly do vývoje komerčních pevných baterií před rokem 2018, patří Volkswagen, BMW, Toyota a Hyundai.

Emise

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 lepší, než u automobilů se spalovacími motory. 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). V roce 2008 to bylo o 42 % méně (95 g/kWh).

Řada světových měst řeší čistotu ovzduší ve prospěch veřejného zdraví obyvatel postupnými zákazy vjezdu dieselových a benzínových aut, což se nevztahuje na elektromobily.

Dle studie z roku 2017, i v případě, že je elektroauto nabito elektřinou vytvořenou pouze spalováním fosilních paliv, tak je pro jeho jízdu potřeba značně menší množství fosilních paliv než u spalovacího motoru, neboť spalovací motor použije o třetinu více energie na jednotku ujeté vzdálenosti než výroba elektřiny z fosilních paliv a následné nabití a jízda elektromobilem. V případě nabíjení elektřinou z jaderných i obnovitelných zdrojů jsou emise skleníkových plynů a uhlíková stopa téměř nulové.

The Guardian uvádí, že v roce 2020 se očekává, že za ujetý kilometr přímo a nepřímo benzinové auto vytvoří 125 gramů CO₂, elektromobil nabitý elektřinou vyrobenou pouze spalováním ropy vytvoří 91 gramů CO₂, elektromobil nabitý z energetického mixu EU 57 gramů, z jaderných zdrojů vytvoří 2 gramy CO₂ a elektromobil nabitý z obnovitelných zdrojů nemá provozní emise. Evropská agentura pro životní prostředí roku 2016 vydala zprávu, podle které emise CO₂ z paliv na výrobu průměrného energetického mixu EU použitého při jízdě elektromobilem jsou nižší než emise CO₂ vytvořené v průměru provozem spalovacích automobilů na kilometr jízdy. Studie z roku 2018 uvádí, že typické elektrické auto dnes produkuje jen polovinu emisí skleníkových plynů průměrného evropského osobního automobilu po celou dobu jejich životnosti. Na trzích s elektřinou s velmi nízkými emisemi uhlíku, jako je Norsko nebo Francie, vyrábějí elektrická vozidla méně než třetinu emisí životního cyklu průměrného vozidla se spalovacím motorem.

Výroba baterie vytváří dle studie z roku 2017 zhruba 150 až 200 kg ekvivalentu CO₂ za kilowatthodinu kapacity, což pro elektromobil se 100 kWh baterií (odpovídající luxusnímu automobilu) znamená 15 až 20 tun ekvivalentu CO₂, Autoři reportu dále zdůrazňují, že technologie pro výrobu baterií se rapidně vyvíjí ve prospěch bezemisní výroby a mimo to lze při výrobě baterií použít obnovitelnou či jadernou elektřinu, jež značně snižuje emise při výrobě baterií. Výroba nového spalovacího auta má uhlíkovou stopu: zhruba 6 (u miniauta) až 35 tun CO₂ (u luxusního automobilu). Dle jiného reportu výroba průměrného elektromobilu vytvoří kolem 8.8 tuny CO₂, z čehož necelá polovina spadá na baterii; výroba průměrného spalovacího auta vytvoří kolem 5.6 tun CO₂.

Elektromobily mají v každém případě menší uhlíkovou stopu než jakýkoliv spalovací motor během svého životního cyklu. Čím čistší je výroba energie pro jejich provoz, tím se tento rozdíl zvětšuje.

Zdroje

K výrobě elektromobilů je zapotřebí různých kovů, jejichž těžba zatěžuje životní prostředí.

Dojezd a dobíjení

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. 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.

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.

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.

Elektrobus

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. 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.

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 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.

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