Elektromobilita s nulovými emisemi.
Fikce nebo realita?

MM: V minulém vydání MM Průmyslového spektra se Martin Jahn, člen představenstva společnosti Škoda Auto, k vývoji elektromobility mimo jiné vyjádřil takto: „Přechod Evropy k uhlíkové neutralitě je obrovskou příležitostí. V boji proti změně klimatu musí být Evropa světovým leaderem. Návrh EU má možnost změnit směřování Evropy od tradičních technologií k udržitelným technologiím a učinit z Evropy model transformace k čisté nule uhlíkové stopy. Návrh nových cílů pro vozový park v oblasti emisí CO₂ s bilancí -55 % v roce 2030, ve srovnání s rokem 1990, představuje snížení, jaké jsme očekávali. Nové cíle jsou dosažitelné.“ Jaký je váš názor, jsou návrhy nových cílů EU pro vozový park v oblasti emisí CO₂ reálné a dosažitelné?

J. Macek: Problematiku emisí v automobilovém průmyslu je nutné chápat v souvislostech. Emise vozidel jsou především záležitostí hnací jednotky vozidla se spalovacím motorem, který zpracovává fosilní palivo s obsahem uhlíku pro vyvinutí práce na spojce. Toto platilo a nyní platí i pro hybridy, které mají, laicky řečeno, pouze otvor do palivové nádrže. To znamená, že nemají možnost připojení kabelem k síti, ale jejich elektromotor spolupracuje s baterií, která je poměrně malá a je napájená buď spalovacím motorem, nebo energií z kol při brzdění. Množství skleníkových plynů uvolňovaných při výrobě fosilního paliva je poměrně nízké – méně než 15 % z objemu emisí, které vznikají při spalování paliva.

Jakmile zapojíme elektrický pohon na baterie, které se nabíjejí ze sítě, musíme počítat, s jakým množstvím emisí skleníkových plynů elektrickou energii vyrobíme a do baterie uložíme. Je tedy nutné respektovat i ztráty při nabíjení baterie. Při malých nabíjecích výkonech jsou nízké, ale při rychlonabíjení jsou značné, mohou dokonce přesáhnout 30 % z uložené energie. Dále je nutné vzít v úvahu emisní náročnost při výrobě elektrické baterie, vztaženou na dráhu ujetou během životnosti baterie.

Kritéria Evropské komise pro posuzování emisí skleníkových plynů u výrobců vozidel předpokládají, že elektrickou energii do elektromobilů jsme schopni dodat bez jakýchkoliv emisí skleníkových plynů, a to neodpovídá skutečnosti. Jinak jsou dané cíle splnitelné, avšak nikdo neumí předpovědět skutečné náklady ani reakci celého trhu s vozidly, včetně ojetých.

MM: Evropa předložila své návrhy řešení snížení emisí v oblasti automobilového průmyslu. Jaká je situace u našich neevropských sousedů? Zvolili obdobnou strategii?

J. Macek: Spojené státy postoupily trochu dále než Evropská komise. Komplexně uvažují, s jakými emisemi elektrickou energii vyrábějí a s jakými emisemi se vyrábí vlastní elektrické vozidlo. Důsledně se zaměřují na baterii, jejíž výroba je energeticky velmi náročná. Přemýšlejí také nad množstvím emisí, které budou vznikat při její recyklaci. Při výrobě elektromobilů berou v úvahu celý životní cyklus. Kolegové z Ameriky mi s úsměvem říkají, že si počkají, jak to u nás, v Evropě, dopadne.

Přesto jsou některé americké automobilky, které se řídily oficiálně vyhlášenou strategií prezidenta Bidena k podpoře výroby elektromobilů, ve velkých problémech. Například Chevrolet, který vyráběl Bolta, momentálně stahuje z trhu více než 140 000 již prodaných elektromobilů. Jsou nebezpečné z hlediska požáru, některým jejich majitelům vyhořely garáže, a dokonce i celé domy. Do podobné situace se před několika měsíci dostal Hyundai, který stahoval 80 000 elektromobilů a prováděl u nich výměnu baterií. Model Kona v elektrickém provedení, který byl zasažen nejvíce, se v Jižní Koreji na domácím trhu již nenabízí. To jsou sice počáteční a zřejmě řešitelné problémy, ale svědčí o technicky nevyzrálém řešení současných baterií.

Rovněž i Japonsko přistupuje ke změnám systému mobility velmi pragmaticky. Nezavřelo si žádnou z možných cest. Netvrdí, že okamžitým cílem pro nejbližších 15 let jsou nulové emise skleníkových plynů. Pokud mám uvést příklad konkrétních automobilek – v současné době rozšiřuje Toyota hybridní a vodíková vozidla, Mazda jde cestou snižování emisí u klasických spalovacích motorů a Nissan ve spolupráci s Renaultem jde cestou bateriových vozidel. Japonci se rozhodli nechat elektromobilitě volnější vývoj než EU možná i proto, že mají vlastní energetické zdroje dost omezené. Energii produkují z velkého množství jaderných i klasických tepelných elektráren a aktivně spolupracují se zeměmi Arabského poloostrova, kde jsou schopni financovat výstavbu fotovoltaických elektráren, vyrábět vodík, vázat jej do amoniaku a v této formě energii dovážet do Japonska.

Vyjmenoval jsem zlomek dětských nemocí, kterými elektromobilita prochází. Zatím ukazují, že technologie není zralá. Spousta věcí je ve hře a spousta věcí se hazardně do budoucna slibuje, ale na trhu ani v základním výzkumu zatím není.

MM: V Evropě jsou na prosperitě automobilového průmyslu závislá četná odvětví a mnoho dodavatelských řetězců. Domníváte se, že elektromobilita přivede do automobilového průmyslu, a dalších odvětví, krizi, nebo bude příležitostí pro růst?

J. Macek: Domnívám se, že dodavatelé vybavení interiérů, pneumatik, odpružení a osvětlení nebudou mít problém. Výroba poněkud odlišných chladicích systémů, pro hnací jednotku a topení, klimatizace a větrání prostoru pro posádku bude pro mnohé příležitostí. V tomto segmentu vidím příležitost k růstu, zejména u chlazení elektromobilů a vytápění pomocí tepelných čerpadel. Baterie se chladit musí. Na velikost chladičů je elektromobil stejně náročný jako spalovací motor, s ohledem na daleko menší teplotní spád mezi baterií a okolním vzduchem oproti spalovacímu motoru. Komplikací může být topení. Pokud se elektromobil bude vytápět elektricky odporově, má velkou ztrátu dojezdu. Jeden můj kolega s nadsázkou a humorem říká „kdo má na elektromobil, ten si kožich taky koupí“. Hrdému majiteli elektromobilu to asi vtipné nepřijde, ale problém začíná již u banálního mlžení okna a zrcátka, pokračuje vyhříváním volantu a sedadel, týká se i problémů dlouhodobého topení v dopravní zácpě. Řešením je obousměrné tepelné čerpadlo, v létě použitelné v běžné klimatizaci.

Při omezení výroby spalovacích motorů se do nelehké situace mohou dostat výrobci vstřikovacích zařízení, která jsou přitom jednoúčelová a technologicky náročná. Rovněž i dodavatelé zapalovacích svíček budou mít o čem přemýšlet. Na druhé straně se otevírá trh pro speciální elektrické motory.

Co však vnímám jako opravdu velký problém, jsou surovinové zdroje na výrobu elektromobilů, zejména baterií a elektromotorů. Jasným favoritem je Čína se svojí velmi promyšlenou obchodní strategií, při které využívá vlastní a v cizině již zakoupené surovinové zdroje. Jedná se například o nákup nalezišť kobaltu v Africe. Stejné zájmy uplatňuje na těžbu hliníku v Guineji. Upřímně řečeno i v obyčejném železe je Čína nyní významným hráčem na trhu, a to kvůli láci pracovní síly i mírným environmentálním požadavkům. V Číně je přitom hlavním energetickým zdrojem uhlí. Podle svých plánů by měli do roku 2030 otevřít dalších 250 GW v uhelných elektrárnách, to znamená 125 Temelínů v uhelných zdrojích. Čínský postoj k ekologii je více méně vlažný. Takže podtrženo, sečteno – pro malého nebo středního výrobce baterií ve státech EU není velká šance. Pokud se Česká republika v některých atributech montovnou doposud nestala, může se jí stát, jelikož 90 % elektrobaterií budeme odebírat z Číny. Samozřejmě, jsou zde velké plány na gigafactories po celé Evropě, ale obchodní model si zatím nedovedu představit bez vysokých dovozních cel, která způsobí obchodní války. Surovinový trh pro výrobu elektromobilů má Čína kompletně obsazený.

MM: Bude přechod na plně elektrická či hybridní vozidla jednoznačným přechodem na vozidla s nízkými nebo nulovými emisemi? Vidíte některé zásadní skutečnosti, které tomuto přechodu brání nebo v budoucnu mohou zabránit?

J. Macek: Obecně vidím podstatný problém ve výrobě elektřiny, včetně vynaložené elektrické energie při výrobě elektromobility. Za současného stavu u nás nebo v Německu budeme hledat řešení dalších 10 let. Německo v příštím roce plánuje kompletně zavřít osm jaderných elektráren. Co bude v Německu dál, nikdo neví. Letos Němci zvýšili těžbu uhlí o 17 %, takže žádné uzavírání uhelných zdrojů. Energii si plánují koupit, a to zejména v době nedostatku výroby z obnovitelných zdrojů, tedy hlavně v zimě. Stabilitu své sítě už nejsou schopni zajistit ani ze zemního plynu, který je stále dražší a mimochodem rovněž produkuje uhlíkové emise. Spojené království hodlá také otevřít nový hlubinný důl na uhlí pro energetické účely.

Trochu jiná situace je ve Francii, která disponuje množstvím jaderných elektráren. Ale i ty mají momentálně jeden problém. Evropskou komisí nejsou zařazené do kategorie obnovitelných zdrojů a nepovažují se, neoprávněně, za bezuhlíkové. Otázkou je, kde by si zelená Evropa mohla dočasně chybějící energii zajistit a za jakou cenu, pokud se odkloní od výstavby nových jaderných elektráren.

Zajímavým příkladem je Norsko s obrovským potenciálem elektráren vodních. Svůj HDP si však zajišťuje prodejem fosilních zdrojů (ropy a zemního plynu) a z něho dotuje elektromobilitu. Naráží však na nepohodlí malého dojezdu elektromobilů, zejména v zimě. Z rozhovorů se severskými kolegy vím, že Norové si pořizují dotovaný elektromobil jako druhé auto a používají ho k místní dopravě. Takto využité vozidlo však najede málo kilometrů. Pokud v době životnosti tento automobil nenajede tolik, aby měl menší emise, než by mělo auto na fosilní paliva, tak se vlastně z environmentálního hlediska nevyplatí.

Domnívám se, že přechod k elektromobilitě bude trvat dlouhou dobu. Dovedu si představit uhlíkově neutrální elektromobil jedině s jadernou energií. V žádném případě není možné předpokládat, že energetickou spotřebu navýšenou o výrobu elektromobilů utáhne velký počet fotovoltaických, větrných nebo mořských elektráren. Určitým řešením mohou být, ale jsou limitované klimatickými podmínkami. Vždy k nim musí fungovat záložní zdroj, jako například jaderná elektrárna.

MM: Můžete prosím pro naše čtenáře uvést srovnání množství uhlíkové stopy / emisí u vozu střední třídy se vznětovým či zážehovým motorem a u vozu s elektromotorem?

J. Macek: Pokud jde o provozní emise skleníkových plynů, lze u vozidla střední třídy počítat u benzinového motoru asi 170 g CO₂.km^-1, u vznětového asi 145 g CO₂.km^-1, u plných hybridů asi 110 g CO₂.km^-1. Nyní je požadovaný limit počítaný z prodávaných vozidel 95 g CO₂.km^-1, v něm jsou zahrnuty předpokládané nulové emise oxidu uhličitého u elektrických vozidel. Ty však závisejí na emisním faktoru elektrické energie, který u nás a v Německu dosahuje nyní asi 500 g CO₂.km^-1, pokud se bere v úvahu elektřina dodaná na vstup nabíječky (zde je důležité podotknout, že evropská data nesmyslně vztahují emisní faktor na hrubou výrobu elektřiny v elektrárně, kde je nutno vyrobit s ohledem na ztráty asi o 25 až 30 % elektřiny více, takže vykazovaný emisní faktor vypadá příznivěji). Pak se při spotřebě kolem 22 kWh na 100 km emituje ve skutečnosti 110 g CO₂.km^-1, tedy hodnota příznivější než u pohonu spalovacím motorem, ale ne podstatně jiná. Při výrobě elektřiny s menším emisním faktorem je situace lepší, ale pokud jde o samotné obnovitelné zdroje, vítr a slunce, je zapotřebí započítat i emisní faktor dovozu energie, nyní v Německu často z uhelného Polska.

MM: Na důležitosti snižování emisí CO₂ se určitě shodne většina z nás. Není nástup elektromobility se svými pro i proti přece jen dobrým krokem, který může ke snižování emisí přispět? Většina nových trendů a vynálezů se potýkala s nedůvěrou odborné i laické veřejnosti a po překonání „dětských nemocí“ pak perfektně fungovala a sloužila lidstvu. Dáváte elektromobilitě šanci?

J. Macek: Nejsem nepřítelem elektromobility. Jsou oblasti, ve kterých je velmi výhodná. V městské hromadné dopravě, kde se nevyplatí pokládat koleje, vidím okamžité příležitosti. Elektrobusy s občasným nabíjením z troleje vycházejí investičně lépe než trolejbus s trvalým připojením na trolej. Jsou dražší než naftový nebo plynový autobus, ale tiché a bez lokálních emisí škodlivin. V Praze se tento model zkouší mezi Palmovkou a Prosekem. Městská individuální doprava je také celkem dobrá varianta, ale je to přesný opak toho, do čeho jsou dnes automobilky Evropskou komisí nuceny. Malé elektromobily, které se automobilkám nevyplatí vyrábět (pokud ano, tak je převážně dotují ze zisku větších vozidel), zabírají při parkování méně místa a jsou výbornou alternativou jako druhé vozidlo k dopravě na malé vzdálenosti. Zásadní otázkou však je, kolik tato malá auta najedou a zda se jejich emisní omezení při velké náročnosti výroby baterií opravdu vyplatí. A je to druhý vůz do rodiny za vysokou cenu, tedy pro bohaté. Na dlouhé vzdálenosti, pokud se nestane zázrak, na který inženýři moc nevěří, stále budete v elektromobilu vozit tři čtvrtě tuny baterie jen kvůli dojezdu.

V současné době je pro mě v oblasti elektromobility příliš mnoho neznámých. Vývoj v tomto segmentu jde velice rychle, až překotně, dopředu, ale dosavadní zkušenosti s elektrobateriemi zatím nesvědčí o jejich vysoké spolehlivosti. Postupné změny a porovnávání s dalšími řešeními, například s ukládáním elektrické energie z obnovitelných do kapalných syntetických paliv, představují větší jistotu.

MM: Děkuji vám za rozhovor.