Udržitelná multimodální mobilita Ji í Pohl, Siemens, s.r.o. Plze, 9. 11. 2017 siemens.cz/divizní stránky
Požadavky na mobilitu Vývoj mobility ur uje spole enská poptávka. Aktuáln se nejvíce projevují trendy: dekarbonizace mobility (zbavit dopravu závislosti na fosilních palivech), bezemisní mobilita (zbavit dopravu nežádoucích vliv na zdraví a životní prost edí), mén pracná doprava (náhrada rutinní lidské práce stroji Doprava 4.0), rozvoj polycentrické struktury osídlení (zapojení celé plochy území státu do systému tvorby a spot eby hodnot). Strana 2
1. Zm na klimatu Podle zákona zachování hmoty se p i spalování uhlí, nafty i zemního plynu st huje uhlík v podob CO 2 z podzemí na oblohu, do zemského obalu. Spálením jednoho litru nafty vzniká 2,65 kg CO2. Na jednoho ob ana R p ipadá ro ní produkce cca 11 t CO2. Oproti dob edindustriální jsme v zemském obalu zvýšili množství CO2 z 3 500 miliard tun na sou asných 5 000 miliard tun a st ední ro ní teplotu zem jsem zvedli o 1 C. V prosinci 2015 se 147 státník a reprezentant ze 196 zemí na CPP 21 v Pa íži dohodlo, že by oteplení nem lo p esáhnout 1,5 až 2 stupn. K napln ní tohoto cíle m žeme do zemského obalu poslat již jen: 750 miliard tun CO2 (pro oteplení o 1,5 C), 1 500 miliard tun CO2 (pro oteplení o 2 C). Vláda R schválila ratifikaci Pa ížského protokolu v srpnu 2016. Poslanecká sn movna Parlamentu R schválila ratifikaci Pa ížského protokolu v zá í 2017. Strana 3
irozený scéná dalšího spalování fosilních paliv oteplení Zem o 1,5 C za 21 let oteplení Zem o 2 C za 36 let predikce vývoje klimatu (dosavadní r st ro ní produkce: + 0,6 miliard t CO 2 /rok) koncentrace CO2 ro ní produkce CO2 oteplení 800 4,0 700 3,5 koncentrace CO 2 (ppm) 600 500 400 300 200 100 1,5 C 2036 2 C 2051 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 oteplení ( C) 0 0,0 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 letopo et (rok) Strana 4
Evropská rada Summit íjen 2014 Dokument EU Záv ry o rámci politiky v oblasti klimatu a energetiky do roku 2030 (SN 79/14) ur uje základní cíle: 1) snížit emise skleníkových plyn alespo o 40 % oproti roku 1990, 2) zvýšit podíl energie z obnovitelných zdroj na 27 %, 3) zvýšit energetickou ú innost (snížit spot ebu energie) o 27 % Zimní energetický balí ek EU ze 30.11.2016 navrhuje zp ísnit t etí cíl na 30 %. rok 2020 2030 emise CO 2 k roku 1990 % -20-40 podíl obnovitelných zdroj % 20 27 zvýšení energetické ú innosti % 20 30 Strana 5
Podíl dopravy na spot eb energie R pat í k zemím s velmi vysokou spot ebou energie na obyvatele a s velmi vysokou produkcí oxidu uhli itého na obyvatele. Omlouváme to tím, že jsme pr myslovou zemí. Avšak to není úpln p esné, pr mysl se na tom nepodílí sám: pr mysl se v R na kone né spot eb energie podílí 31 %, doprava se v R na kone né spot eb energie podílí 27 %. struktura kone né spot eby energie v R 12% 3% 27% 31% pr mysl doprava domácnosti služby ostatní 27% Strana 6
Vývoj spot eby energie V d sledku program úspor klesla v R v rozmezí let 2011 až 2015 kone ná spot eba energie: v pr myslu o 4 %, v domácnostech o 2 %. Avšak v doprav vzrostla spot eba energie o 4 % struktura kone né spot eby energie v R 350 pr mysl doprava domácnosti služby ostatní spot eba energie (PJ/rok) 300 250 200 150 100 50 0 2011 2012 2013 2014 2015 letopo et (rok) Strana 7
Energie pro dopravu Spot eba energie pro dopravu iní v R 18 kwh/obyvatele/den. fosilní paliva 91 % (zajiš ují 77 % p epravních výkon ), biopaliva 6 % (zajiš ují 5 % p epravních výkon ), elekt ina 3 % (zajiš uje 18 % p epravních výkon ). R: struktura energií pro dopravu 100% 80% 60% 40% 20% 0% spot eba energie epravní výkon fosilní paliva biopaliva elekt ina Strana 8
Struktura mobility osob v R Dominantním dopravním módem v oblasti p epravy osob jsou spalovacími motory pohán né automobily. podíl na p epravních výkonech osobní dopravy R, 2016) 7,4% 8,6% 60,7% 8,6% 14,6% železnice autobusy letadla MHD IAD Strana 9
Struktura spot eby energie pro dopravu osob Dominantním spot ebitelem energie v osobní doprav jsou energeticky vysoce náro né automobily. 0,800 rná energetická náro nost osobní dopravy v R 40 000 spot eba energie osobní dopravy v R 0,700 35 000 0,600 30 000 kwh/oskm 0,500 0,400 0,300 mil. kwh/rok 25 000 20 000 15 000 0,200 10 000 0,100 5 000 0,000 železnice autobusy letadla lod MHD IAD Strana 10 0 železnice autobusy letadla lod MHD IAD
Struktura produkce CO 2 dopravou osob Dominantním producentem CO 2 v osobní doprav jsou na fosilních palivech siln závislé automobily. rná prodkce CO2 osobní dopravy v R produkce CO2 osobní dopravy v R 0,200 10 000 0,180 9 000 0,160 8 000 0,140 7 000 kgco2/oskm 0,120 0,100 0,080 tis. tun/rok 6 000 5 000 4 000 0,060 3 000 0,040 2 000 0,020 1 000 0,000 železnice autobusy letadla lod MHD IAD 0 železnice autobusy letadla lod MHD IAD Strana 11
Doprava osob v Praze podíl na p epravních výkonech 21,8% 51,4% 12,2% metro tramvaje autobusy železnice IAD 2,4% 12,2% Strana 12
Doprava osob v Praze podíl na spot eb energie 2,3%2,7% 6,4% 0,4% metro tramvaje autobusy železnice IAD 88,2% Strana 13
Energetická náro nost osobní dopravy v Praze 0,6 energetická náro nost m stské dopravy m rná spot eba energie (kwh/os. km) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 metro tramvaje autobusy železnice IAD Strana 14
Realita Nejvíce používáme ty dopravní módy (osobní automobilová doprava, nákladní automobilová doprava), které jsou vysoce náro né na spot ebu a které jsou siln závislé na fosilních palivech, a proto intenzivn produkují oxid uhli itý. Nejv tší potenciál úspor energie a produkce CO 2 není v rámci jednotlivých dopravních mód (intramodální úspory), ty mohou snížit spot ebu cca o 15 %, ale evodem dopravy na mén energeticky a klimaticky náro né dopravní módy (extramodální úspory), ty mohou snížit spot ebu cca na 15 %. Nutným p edpokladem k využití potenciálu extramodálních úspor (k p evodu dopravy na energeticky a klimaticky mén náro né dopravní módy) je jejich vysoká výkonnost a vysoká kvalita. Strana 15
EC/IC vlaky Železnice jízda rychlostí 160-200 km/h: spot eba 2,5 kwh/sedadlo/100 km Automobil jízda rychlostí 130 km/h: spot eba 12,5 kwh/sedadlo/100 km Strana 16
Pohodlím k úsporám energie Kvalitní p epravní produkty jsou nástrojem ke motivaci pro konverzi cestujících ze silnic a dálnic na železnice a tím i k zásadním úsporám spot eby energie i produkce CO2. Strana 17
Vysokorychlostní železnice šky ch ze rychlostí 5 km/h: spot eba 8 kwh/100 km Železnice jízda rychlostí 300 km/h: spot eba 4 kwh/sedadlo/100 km Letadlo let rychlostí 900/300 km/h: spot eba 40 kwh/sedadlo/100 km Strana 18
2. Exhalace produkované dopravou eská republika 1993-2012 250% 1993 2012 200% 150% 100% 50% 0% obyvatelstvo HDP osobní eprava nákladní eprava spot eba energie pro dopravu exhalace z dopravy V pr hu prvních 20 let v samostatné R došlo ke zvýšení spot eby energie pro dopravu na 2,3 násobek i ke zvýšení exhalací produkovaných dopravou též na 2,3 násobek. Nyní je úkolem zcela opa ný trend: istá mobilita. Strana 19
Externí náklady (V stník Dopravy MD R. 11/2013) Individuální automobilová doprava zat žuje spole nost velmi vysokými Externími náklady, a to zejména v oblasti zne ist ní ovzduší emisemi zdraví škodlivých látek ze spalovacích motor a ot rem z pneumatik. Externality osobní dopravy (K /1 000 os km), úrove roku 2017 automobilová motocyklová autobusová železni ní letecká nehody 1 806 12 547 155 45 30 hluk 286 853 65 196 181 zne ist ní ovzduší 869 396 984 246 80 zm ny klimatu 798 696 447 266 1 767 celkem 3 760 14 492 1 651 753 2 058 íklad: evedením osobní dopravy ze silnice na železnici dochází ke úspo e ze státního rozpo tu R financovaných externích náklad o: 3,76 0,75 = 3,01 K /oskm To je více, než je cena jízdného. Strana 20
Politika R v oblasti životního prost edí Usnesení vlády R. 978/2015 Národní plán snižování emisí Minimalizovat produkci spalovacími motory a ot rem z pneumatik produkovaných zdraví škodlivých polutant, a to zejména: prachové ástice (PM 10, PM 2,5, PM 1) vysoce toxické oxidy dusíku NOx, polyaromatické uhlovodíky (PAH) Benzo(a)pyren Spln ní limit EURO 6 je pro lidské zdraví neposta ující, z dopravy je nutno zcela vylou it používání vozidel se spalovacími motory. Vozidla nesmí škodit obyvatelstvu. Plus trend snižování hluku generovaného dopravou. Strana 21
Snižování emisí orientací na ve ejnou hromadnou dopravu epravní výkony osobní dopravy v R (2010: 100 %) 140 celkem železnice autobusy letadla MHD IAD 130 120 index (%) 110 100 90 80 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 letopo et (rok) Obyvatelstvo v R inklinuje k osobní železni ní doprav p epravní poptávka vzrostla za 6 let o 34 %, tedy k roku 2010 v pr ru o 5,7 % ro. V poslední dob nar stá i zájem o m stskou hromadnou dopravu. Strana 22
Snižování emisí orientací na ve ejnou hromadnou dopravu souvislost rozvoje automobilizace se zp sobem použití železnice po et automobil (v z) po et automobil IAD st ední p epravní vzdálenost železnice st ední p epravní vzdálenost IAD 6 000 000 60 5 000 000 50 4 000 000 40 3 000 000 30 2 000 000 20 1 000 000 10 0 0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 letopo et (rok) st ední p epravní vzdálenost (km) V R došlo ke zvýšení po tu osobních automobil ze 4 na 5 milion, ale st ední p epravní vzdálenost automobilem stagnuje na hodnot 32 km. St ední p epravní vzdálenost vlakem se ve stejné dob zvýšila ze 37 na 50 km. Lidé se nau ili jezdit autem na vlak. Nepot ebují dálnice, ale parkovišt P + R. Strana 23
Snižování emisí orientací na ve ejnou hromadnou dopravu souvislost stupn automobilizace s podílem železnice stupe automobilizace podíl železnice na p epravních výkonech stupe automobilizace (%) 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 5,6 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 letopo et (rok) 7,6 7,4 7,2 7,0 6,8 6,6 6,4 6,2 6,0 5,8 podíl železnice na p epravních výkonech (%) Lidé sice mají lidé více automobil, ale rádi jezdí vlakem. Orientaci obyvatelstva sm rem k železnici je nanejvýš rozumné podpo it vyšší kvalitou i kvantitou p epravní nabídky. Tu spole vytvá ejí trat, vozidla a jízdní ád. Strana 24
Lidé necht jí d lat to, co nemají rádi Negativní motivace je velmi silná: a) lidé neradi dlouho ekají, b) lidé neradi dlouho ídí auto. Rozhodovací proces ob an je logický a jednoduchý: a) než se kodrcat zastávkovou ve ejnou hromadnou dopravou s dlouhými intervaly a s estupy na nádraží, tak tam rad ji dojedu za pár minut autem. Poslouží mi i jako ekárna do íjezdu vlaku. b) než se otavovat, unavovat a roz ilovat kolikahodinovým ízením auta, to si rad ji ve vlaku pospím, zabavím i pracuji. Ale musí ten vlak být rychlý a musí garantovat kvalitu. Strana 25
Snižování emisí orientací na ve ejnou hromadnou dopravu 280 cestování železnicí z Prahy a do Prahy (rok 2010: 100 %) index (%) 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 letopo et (rok) St edo eský a Praha Jiho eský Plze ský Karlovarský Ústecký Liberecký Královéhradecký Pardubický Vyso ina Jihomoravský Olomoucký Zlínský Moravskoslezský Celkem Na dálkových linkách na tranzitních železni ních koridorech rostou po ty cestujících o desítky procent ro. V relaci Praha Brno (JMK) je nár st na 272 % za 6 let. Strana 26
3. Snižování spot eby lidské práce pro dopravu po et narozených (osob/rok) demografický vývoj v R 340 000 320 000 300 000 280 000 260 000 240 000 220 000 200 000 180 000 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 letopo et (rok) Strana 27
Vývoj reproduk ní schopnosti obyvatelstva R po et obyvatel (osob/rok) 240 000 220 000 200 000 180 000 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 sledky demografického vývoje v R potenciální odchod do d chodu (65 let) potencionální nástup do práce (22 let) ro ní úbytek pracovník celkový úbytek pracovník 0 0 2000 2005 2010 2015 letopo et (rok) 2020 2025 2030 2 400 000 2 200 000 2 000 000 1 800 000 1 600 000 1 400 000 1 200 000 1 000 000 800 000 600 000 400 000 200 000 V rozmezí let 2002 až 2016 ubylo v R cca 1 000 000 pracovních sil. Aktuáln se podnik m v R nedostává 150 000 pracovních sil. Úbytek pracovních sil tempem zhruba mínus 70 000 / rok bude pokra ovat. celkem (osob) Strana 28
Individuální doprava zat žuje mnoho osob ízením. Hromadná doprava umož uje produktivn využít as strávený cestováním (Train Office). 80% podíl osob zam stnaných ízením 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% IAD bus reg. vlak dálk. vlak HS vlak Strana 29
V individuální doprav je plýtváno fondem pracovní doby vysoce kvalifikovaných osob. len p edst. banky finan ní editel výrobní editel technický nám stek finan ní poradce poradce IT programátor analytik analytik finan. trhu profesor VŠ chemický inženýr ekonom národohosp. specialista logistik módní návrhá politolog agronom idi os. automobilu Pr rný hodinový výd lek v R v roce 2016 (MPSV R ISPV) 0 100 200 300 400 500 600 700 (K /h) Strana 30
4. Rozvoj polycentrické struktury Minulost 95 % obyvatelstva pracovalo v zem lství. Docházková vzdálenost na pole ur ila historickou strukturu osídlení (systém vesnic a malých m st). Sou asnost 2 % obyvatelstva pracuje v zem lství. Výhoda z rozsahu vede ke koncentraci veškerých aktivit (výroba, služby, vzd lání, zdravotnictví, kultura, sport ) do velkých m st a jejich okolí. Výsledkem je polarizace spole nosti: vznikla bohatá, p elidn ná, vzd laná, mladá, zam stnaná a rozvíjející se m sta (v etn jim p ilehlého venkova), vznikl chudnoucí, postupn vysidlovaný, mén vzd laný, stárnoucí, málo zam stnaný a celkov upadající odlehlý venkov (v etn jemu p ilehlých m ste ek). Hranicí mezi blahobytem a chudobou je izochrona denního dojížd ní. Strana 31
vodní struktura rozptýleného venkovského osídlení DDDD 95 % obyvatelstva je zam stnáno v zem lství. Izochrona denní docházky na pole ur ila vzájemnou vzdálenost vesnic. Rozloha okolních polí ur ila po et obyvatel ve vsi. Strana 32
Koncentrace osídlení do velkých m st Technika zm nila zem lství, to již zam stnává jen 2 % obyvatelstva. Lidé odcházejí za vzd láním a za prací do velkých m st. a) sobením základních ekonomických princip (výhoda z rozsahu, výhoda ze struktury). b) Dochází ke koncentraci lidských aktivit (vývoj, výroba, obchod, vzd lání, zdravotnictví, kultura, sport ). Strana 33
Dekoncentrace osídlení do okolí velkých m st st bohatství umož uje lidem bydlet i v okolí m st Osídlení se polarizuje na bohatá m sta (a jejich okolí) a chudý odlehlý venkov Izochrona denního dojížd ní se stává hranicí blahobytu a chudoby. Strana 34
Polycentrická struktura osídlení Cíl: zapojit celé území do systému tvorby a spot eby hodnot Výrazným nástrojem harmonického územního rozvoje je p echod od monocentrické k polycentrické struktu e Strana 35
Pot ebnost mobility i základní podmínky: Funk nost a velkost m sta jsou podmín ny existencí kvalitní (dostupné, rychlé, pohodlné, ) stské dopravy, Vznik, funk nost a velikost p ím stského regionu jsou podmín ny existencí kvalitní (dostupné, rychlé, pohodlné, ) regionální dopravy, Vznik,funk nost a rozlehlost polycentrické struktury jsou podmín ny existencí kvalitní (dostupné, rychlé, pohodlné, ) mezim stské dopravy. Strana 36
Je rozumné vnímat sedm souvislostí, cílem je udržitelná multimodální mobilita: 1) Udržitelné osídlení, 2) Udržitelná mobilita, 3) Udržitelná energetika, 4) Udržitelné klima, 5) Udržitelné životní prost edí, 6) Udržitelé pracovní síly, 7) Udržitelná ekonomika. Strana 37
Denní využití investic do dopravních prost edk Pr rný osobní automobil má v R denní b h jen 29 km. Denn je využíván pouze 25 minut, to je 1,7 % celkového asu. Celých 23 hodin a 35 minut parkuje. Investice do vozidel ve ejné dopravy jsou mnohonásobn efektivn ji využity, než investice do automobil. 70% denní využití investic do dopravních prost edk 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Strana 38 IAD bus reg. vlak dálk. vlak HS vlak
Základní princip multimodální mobility: optimální pom r fixních (investi ních) a variabilních (provozních) náklad celkové náklady na dopravu (sm rné hodnoty) IAD bus CR železnice HS železnice 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 16 000 18 000 20 000 epravní proud (osob/den) Strana 39
ízení výb ru dopravního módu intenzitou p epravy Slabá p epravní poptávka: preference minimálních investi ních náklad (i za cenu dražšího provozu). Silná p epravní poptávka: preference minimálních provozních náklad (i za cenu dražších investic). struktura náklad dopravních systém investi ní náklady rné provozní náklady 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Strana 40 silnice železnice vysokorychlostní železnice
Nikoliv konkurence, ale kooperace dopravních mód Poloprázdný autobus i vlak je vhodné nahradit automobilem. Dálnici plnou automobil má logiku nahradit vysokorychlostní železnicí volba optimálního dopravního systému vysokorychlostní železnice železnice autobus automobil šky, kolo 1 10 100 1 000 10 000 epravní proud (osob/h) Strana 41
Pod ízení volby dopravního sytému intenzit epravní poptávky MHD struktura náklad dopravních systém investi ní náklady rné provozní náklady 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 elektrobus/trolejbus tramvaj metro Strana 42
Multimodální m stská elektromobilita: Pod ízení volby dopravního sytému intenzit p epravní poptávky volba optimálního dopravního systému metro tramvaj elektrobus/trolejbus elektromobil kolo 1 10 100 1 000 10 000 epravní proud (osob/h) Strana 43
Na ízení Evropského parlamentu a rady. 443/2009 V rámci ochrany klimatu je požadováno, aby nové osobní automobily od roku 2020 plnily limit uhlíkové stopy 95 g CO 2 /km, což odpovídá spot eb nafty 3,6 litr/100 km i p ekro ní této hodnoty (pr r za všechna vyráb ná vozidla) bude pokutována ástkou 95 EUR/g (tedy v p epo tu 66 tis, K za 1 litr/100 km nad limit 3,6 litr/100 km) 12 000 sankce za uhlíkovou stopu (EU 443/2009) 300 000 sankce za uhlíkovou stopu (EU 443/2009) sankce (EUR/v z) 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 sankce (K /v z) 250 000 200 000 150 000 100 000 50 000 0 80 100 120 140 160 180 200 jmenovitá uhlíková stopa (g/km) 0 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 jmenovitá spot eba nafty (litr/100 km) Strana 44
Na ízení Evropského parlamentu a rady. 443/2009 Exhalace jsou hodnoceny za celou flotilu ro ní produkce automobil. Aby mohly automobilky nadále vyráb t a prodávat trhem požadované automobily se spalovacími motory, p ekra ující limit 95 g CO2/km, musí do celkové produkce za adit odpovídající po et bezemisních vozidel elektromobil. íklad: Konven ní automobily se spot ebou 4,9 litr/100 km (uhlíková stopa 130 g CO2/km) mohou tvo it jen 73 % ro ní produkce, zbývajících 27 % musí být elektromobily (s uhlíkovou stopou 0 g CO2/km): 0,73. 130 g CO2/km + 0,27. 0 g CO2/km = 95 g CO2/km Proto automobilky tak intenzivn pracují na vývoji elektromobil. Strana 45
Na ízení Evropského parlamentu a rady. 443/2009 Za sou asného stavu techniky již je zbyte né vybavovat vozidla spalovacími motory: 2/3 energie paliv m nit okamžit v nevyužité ztrátové teplo, zp sobovat produkcí CO2 nevrtané klimatické zm ny, poškozovat zdraví obyvatelstva jedovatými zplodinami ho ení. Pro elektrické automobily již jsou na trhu voln k dispozici: moderní rychlob žné trak ní motory, moderní m ni ová technika, moderní lithiové akumulátory. Již v roce 2016 p esáhl rozsah výroby akumulátor pro automobily rozsah výroby akumulátor pro osobní elektroniku (mobilní telefony, notebooky ). Strana 46
Od 20. k 21. století: Lithiové akumulátory mají osminásobn tší rnou energii, než olov né 250 Vývoj elektrochemických akumulátor 200 m rná energie (kwh/t) 150 100 50 0 Ni CD Pb Li Fe PO4 Li Mn Ni Co C Strana 47
Produktivita osobních automobil Po et automobil v R roste rychleji, než jejich p epravní výkony. Produktivita automobilu postupn klesá (aktuáln : 37 os km/den, tedy cca 29 km/den) Lidé si kupují automobily, ale moc s nimi nejezdí. osobní automobily v R po et automobil produktivita automobilu epravní výkon po et automobil (v z) 7 000 000 6 000 000 5 000 000 4 000 000 3 000 000 2 000 000 1 000 000 0 0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 letopo et (rok) 70 60 50 40 30 20 10 p epravní výkon (mld. oskm/rok) produktivita automobilu (oskm/den) Strana 48
Elektromobily V R je používán automobil p edevším na krátké cesty: pr rná p epravní vzdálenost: 32 km, pr rný denní prob h: 29 km ( tedy mén, než jedna jízda denn ), pr rné denní využití: 25 min (tedy 23 hodin a 35 minut lze využít k nabíjení), cca 95 % jízd je na vzdálenost do 120 km. mto požadavk m sou asné elektromobily pln vyhoví. Pro pr rný denní prob h 30 km je pot ebné doplnit energii 6 kwh, což umožní i b žná zásuvka 230 V / 16 A za dv hodiny v pr hu no ního spánku uživatele automobilu. Sta í vybavit všechna místa, kde automobily b žn parkují (zejména po delší dobu), tedy u obytných budov, v zam stnání, na ve ejných prostranstvích oby ejnými nabíjecími zásuvkami nízkého výkonu. Strana 49
Denní režim osobního automobilu v R po et osobních automobil v R 5 308 000 voz ro ní p epravní výkon osobních automobil v R 72 255 000 000 os km/rok st ední obaszení osobního automobilu 1,30 os/v z ro ní b h osobního automobilu 10 471 km/rok ro ní b h osobního automobilu 29 km/den cestovní rychlost 70 km/h denní doba cesty 0:24 hh:mm denní doba parkování 23:35 hh:mm využití automobilu 1,7 % parkování automobilu 98,3 % st ední využití osobního automobilu v R 0:24 denní doba cesty denní doba parkování Automobil je v R využíván jen 1,7 % denn má smysl zdržovat jeho uživatele nabíjením v této dob? Není rozumn jší nechat automobil, a se v klidu nabije v dob parkování? Má na to 23 hodin a 35 minut. 23:35 Strana 50
Elektromobily Nejen z d vodu snahy zastavit klimatické zm ny, ale zejména z d vodu úsilí o snižování místních zdraví škodlivých exhalací nastane zhruba od roku 2020 velmi intenzivní nástup elektromobil. Bude po nich poptávka je k dispozici technické ešení. Prozíravé automobilky již ohlásili ukon ení vývoje konven ních automobil a budou se naplno v novat bezemisním vozidl m. Podobná situace je ve ve ejné hromadné doprav elektrická železnice (liniov elektrizovaná i s akumulátory), metro, tramvaje, trolejbusy a r zné varianty elektrických autobus (s využitím bodového i liniového elektrického napájení) jsou p ipraveny nahradit konven ní autobusy se spalovacími motory. Cíl bezemisní ve ejné hromadné dopravy v roce 2030 je reáln splnitelný. Strana 51
Nevýhoda? Výhoda! Výhoda elektromobilu v i konven nímu automobilu se spalovacím motorem je v tom, že mu lze dopl ovat levnou energii doma (nap íklad p es noc), nebo kdekoliv jinde v pr hu parkování, a to bez p ítomnosti a zdržování osob. S konven ním automobilem je nutno odjet k erpací stanici, tam koupit drahou energii a všichni cestující musí ekat, až se energie doplní. Je to otravné, jen jsme si na to zvykli, tak to chceme (respektive jsme k tomu manipulováni) stejn lat i u elektromobil. Ale to není dobré: 1) nejede to tak rychle (22 MW / 8 MW nelze), cestovní rychlost se nácestným (rychlo)nabíjením výrazn snižuje, 2) snaha nabíjet rychle velmi snižuje životnost akumulátoru, 3) snaha nabíjet rychle násobn zvyšuje cenu elekt iny - více platíme za rezervovaný výkon (kw), než za poskytnutou energii (kwh), 4) snaha nabíjet kdykoliv v pr hu dne není v souladu s možnostmi výroby elekt iny tu je vhodné nakupovat, když je jí dostatek a když je proto levná. Strana 52
Milostná analogie Existují ve ejné domy, ale doma je to p íjemn jší, pohodln jší, levn jší a jist jší, tak pro se n kam trmácet, ztrácet spoustu asu a platit za to hodn pen z. O ve ejných domech se hodn píše, ale nejvíce blaha si lidé užijí doma v ložnicích. S nabíjením elektromobil je to stejn. V p ípad nouze poslouží ve ejná (rychlo)nabíjecí stanice, ale základ je nabíjet auto, které parkuje a to tam kde parkuje a p es noc doma, nebo p es den u pracovišt, v hotelu Jen je pot eba 100% parkovacích míst vybavit levnými ale chytrými zásuvkami 230 V /16 A. Na dodání energie pro sou asný st ední denní prob h automobil se spalovacími motory sta í necelé 2 hodiny, pro 95% jízd posta í as do 7 h. Elektrárny i distribu ní sí umí takové nabíjení zajistit, vyhovuje jim. Prost ednictvím internetu v cí (Pr mysl 4.0) se s nimi automobily um jí dohodnout, aby energii dostaly, když jí je dost a když ji nepot ebují jiné spot ebi e. Když se nepere, nežehlí a neva í. Když je nejlevn jší. Informa ní technologie k tomu existují. Už není 20. století, ale 21. století. Co nezvládne HW, vy eší SW. Strana 53
Nabíjení p i parkování délka cesty km 32 120 gradient spot eby z akumulátoru kwh/100km 20 20 spot eba kwh 6 24 rná energie akumulátoru kwh/t 220 220 využítí akumulátoru % 80 80 pot ebná hmotnost akumulátoru kg 36 136 innost aku a nabíje e % 90 90 pot ebná energie k dopln ní kwh 7 27 doba k nabíjení (no ní parkování) h 9 9 st ední p íkon kw 0,79 2,96 nap tí V 230 230 proud A 3,4 12,9 jmenovitý proud zásuvky A 16 16 jmenovitý p ikon zásuvky kw 3,68 3,68 limit poskytované energie kwh 33 33 pot ebná doba nabíjení h 1,93 7,25 zat žovatel zásuvky % 21 81 Strana 54 Pro b žném užívání automobilu k nabíjení pln posta uje as parkování. Je smysluplné vybavit všechna (100 %) parkovací místa jednofázovou zásuvkou 230 V 16 A). Automobil se na principu internetu v cí (Pr mysl 4.0) dohodne se sítí a nakoupí svému uživateli elekt inu v dob, kdy je nejlevn jší. Má na to 9 hodin pracovní doby nebo 9 hodin no ního klidu, kdy jej jeho uživatel nepot ebuje. Na pr rnou cestu (32 km) sta í 2 hodiny, na 95% cest (do 120 km) sta í 7 hodin.
Obnovitelné zdroje pro konven ní automobily Metylester epkového oleje po et osobních automobil v R 5 308 000 ro ní p epravní výkon osobních automobil v R 72 255 000 000 st ední obaszení osobního automobilu 1,30 ro ní b h osobního automobilu km/rok 10 471 ro ní b h osobního automobilu km/den 29 ro ní b h všech osobních automobil v R 55 580 769 231 rná spot eba automobilu kwh/100km 60 ro ní spot eba jednoho automobilu kwh/rok 6 283 ro ní spot eba všech automobil kwh/rok 33 348 461 538 denní spot eba jednoho automobilu kwh/den 17,2 st ední p íkon jednoho automobilu kw 0,717 st ední p íkon všech automobil kw 3 806 902 intenzita slune ního zá ení W/m2 1 000 ro ní sou initel využití špi kového výkonu % 12 ro ní energie zá ení kwh/ha/rok 10 512 000 výnos epky kg/ha/rok 3 200 podiíl metylesetru na celkové hmotnosti % 55 hrubá produkce metylesteru epkového oleje kg/ha/rok 1 760 výh evnost metylesteru epkového oleje kwh/kg 12 hrubá produkce energie netylesteru epkového oleje kwh/ha/rok 21 120 vlastní spot eba % 60 istá produkce energie metylesteru epkového oleje kwh/ha/rok 8 448 stupe využití primání energie % 0,080 podíl biosložky % 6 ro ní spot eba aut biosložka kwh/rok 2 000 907 692 pot ebná plocha epkových polí pro biosložku ha 236 850 plocha orné p dy v R ha 3 000 000 k ploše orné p dy % 8 ro ní spot eba aut bionafta kwh/rok 33 348 461 538 pot ebná plocha epkových polí pro bionafta ha 3 947 498 k ploše orné p dy % 132 Rozloha orné p dy v R nesta í na to, aby produkovala biopaliva pro úplnou náhradu fosilních paliv pro osobní automobily. Strana 55
Obnovitelné zdroje pro elektrické automobily Elekt ina FV po et osobních automobil v R 5 308 000 ro ní p epravní výkon osobních automobil v R 72 255 000 000 st ední obaszení osobního automobilu 1,30 ro ní b h osobního automobilu km/rok 10 471 ro ní b h osobního automobilu km/den 29 ro ní b h všech osobních automobil v R 55 580 769 231 rná spot eba automobilu z distribu ní sít kwh/100km 22 ro ní spot eba jednoho automobilu kwh/rok 2 304 ro ní spot eba všech automobil kwh/rok 12 227 769 231 denní spot eba jednoho automobilu kwh/den 6,31 st ední p íkon jednoho automobilu kw 0,263 st ední p íkon všech automobil kw 1 395 864 innost m ni a rozvod % 94 ro ní sou initel využití špi kového výkonu % 12 špi kový výkon FV kwp 2,33 innost FV p em ny % 20 intenzita slune ního zá ení W/m2 1 000 pot ebná plocha FV m2 12 sou initel využití plochy % 67 pot ebná plocha pole m2 17 stupe využití primání energie % 12,6 pom r v i metylesteru 157 rná cena FV /kw 30 700 investice na jedno auto 71 572 investice pro všechna auta 379 902 720 482 plocha pole pro všechna auta ha 9 235 plocha orné p dy v R ha 3 000 000 k ploše orné p dy % 0,31 osevná plocha epky v R ha 400 000 k ploše osevné plochy epkou % 2,31 osevná plocha epky v R pro 6 % bisložku v naft ha 236 850 k ploše pro biosložku v motorové naft % 3,90 pom r ploch 26 osevná plocha epky v R pro 100 % bionaftu ha 3 947 498 k ploše pro 100 % bionaftu % 0,23 pom r ploch 427 ízení FV elektráren na libovolné nepot ebné ploše odpovídající 2,3 % sou asné osevní plochy epky zajistí výrobu elekt iny pro 100 % náhradu osobních automobil v R elektromobily. Nepot ebná epková pole lze zalesnit. K tomu pot ebná investice (380 miliard ) je jen 63 % z hodnoty 600 miliard, kterou R podmi uje zavedení Zimního energetického balí ku EU. Strana 56
Výhodou železnice je již zavedené liniové elektrické napájení. Plán SŽDC: dokon ení elektrizace železnic Strana 57
Lithiové akumulátory již jsou leh í, než zásoby uhlí a vody pro parní stroj 50 Hmotnost zásob (kg/kwh) 45 40 hmotnost zásob energie (kg/kwh) 35 30 25 20 15 10 5 0 nafta lithiový akumulátor erné uhlí a voda olov ný akumulátor Strana 58
Nové pojetí kombinovaných vozidel trolej / akumulátor: IPEMU IPEMU (Independently - Powered Electric Multiple Unit) a) na hlavních elektrizovaných tratích využívají trak ní vedení nejen k pohonu, ale i k nabíjení akumulátoru, b) na odbo ných vedlejších tratích nepot ebují trak ní vedení erpají energii z akumulátoru. ednosti: atraktivní rychlá a pohodlná bezp estupová doprava z centra regionu do odlehlých oblastí, tichý a istý bezemisní provoz i na tratích bez trak ního vedení, nabíjení za jízdy po elektrizovaných tratích i p i pobytu v elektrizovaných stanicích (bez ztráty asu a bez pot eby budovat nabíjecí za ízení). Strana 59
Aplikace akumulátor na železnici: Návaznost elektrizovaných a neelektrizovaných tratí Trak ní vedení elektrizovaných tratí tvo í energetickou sí využívanou i k nabíjení akumulátor vozidel používaných na neelektrizovaných tratích Strana 60
Spole enská poptávka: Bezodkladné vybudování vysokorychlostního železni ního systému systému v R Poslanecká sn movna Parlamentu R Usnesení. 1583 ze dne 2. 3. 2017 Vláda R Usnesení. 389 ze dne 22. 5. 2017 Evropské spole enství Na ízení Evropského Parlamentu a rady. 1315/2013 Strana 61
Nástroj ke zvýšení výkonnosti a kvality železnic: vysokorychlostní železni ní systém Strana 62
V roce 2030 je reálné cestovat vysokorychlostním vlakem z terminálu Praha P+CH+R východ do terminálu Brno P+CH+R západ za 40 až 45 min, respektive za 50 až 55 minut mezi centry Prahy a Brna. Je rozumné propojit krajská m sta v R vysokorychlostní železnicí. Strana 63
Od konkurenceschopnosti ke kooperativnosti Není as na hrdinství, sv t ne eká na exhibicionismus jednotlivc. Um ní není druhého porazit, um ní je spolupracovat. Budoucnost dopravy není v soupe ení dopravních mód, ale o jejich racionální koordinaci. Optimální je pro každý dopravní mód taková aplikace, ve které vyniknou jeho ednosti a neprojeví se jeho slabé stránky. Strana 64
kuji za Vaši pozornost. Ji í Pohl Siemens, s.r.o. Siemensova 1 155 00 Praha 13 Czech Republic E-mail: jiri.pohl@siemens.com siemens.cz/mobility Strana 65