ALTERNATIVNÍ PALIVA A POHONY V DOPRAVĚ



Podobné dokumenty
STUDIE PROVEDITELNOSTI PROJEKTU POŘÍZENÍ AUTOBUSŮ CNG JAKO NÁHRADY DIESELOVÝCH VOZIDEL A VÝSTAVBA PLNICÍ STANICE VE MĚSTĚ KARVINÁ.

REOTRIB 2006 Moderní motorová paliva a biokomponenty

Vize silniční dopravy v roce pracovní skupina Energie, životní prostředí a zdroje

Motorová paliva současnosti

Motorová paliva z ropy pro silniční dopravu do roku 2030

Vladimír Matějovský. Kaňkova 32, Praha 10 tel , mob ,

Potenciál biometanu pro využití v dopravě

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ - ENERGETICKÝ ÚSTAV ODBOR TERMOMECHANIKY A TECHNIKY PROSTŘEDÍ

Metodika sestavování klíčových indikátorů životního prostředí pro oblast průmyslu, energetiky a dopravy

ČISTÁ VEŘEJNÁ DOPRAVA

Vznik zemního plynu. Zemní plyn vyskytuje velice často spolu s ropou nebo s. uhlím. Podle organické teorie zemní plyn se postupně

Brusel, C(2004)2203 fin I. ŘÍZENÍ

Zemní plyn v dopravě. Ing. Markéta Schauhuberová, Česká plynárenská unie

Využití vodíku v dopravě

NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 11. května 2016 o stanovení závazných zadávacích podmínek pro veřejné zakázky na pořízení silničních vozidel

Akumulace energie jako jedna z cest ke stabilizaci sítí

(Legislativní akty) SMĚRNICE. SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2014/94/EU ze dne 22. října 2014 o zavádění infrastruktury pro alternativní paliva

Univerzita Pardubice Dopravní fakulta Jana Pernera Analýza vlivu vozidel s alternativními pohony na životní prostředí

ENERGIE A DOPRAVA V EU-25 VÝHLED DO ROKU 2030

EKOLOGICKÁ DAŇOVÁ REFORMA V ČESKÉ REPUBLICE

Ropa, ropné produkty

Čistá mobilita z pohledu MD ČR. Loučeň, Workshop-Čistá mobilita

20008/2009 Vozidlové motory Scholz

Současný stav výroby a spotřeby biopaliv a dosažení cíle podílu nosičů energie z obnovitelných zdrojů v dopravě

Dopravní prostředky IVECO CNG / LNG pro rok 2016

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ - ENERGETICKÝ ÚSTAV ODBOR TERMOMECHANIKY A TECHNIKY

ÚSTROJÍ VOZIDEL ÚSTROJÍ. zabezpečují pohyb vozidla a výkon jeho funkcí HLAVNÍ Ú. LOŽNÉ Ú. PRACOVNÍ Ú. BRZDÍCÍ Ú. ŘÍDÍCÍ Ú. HNACÍ Ú. POHONNÉ Ú.

BONETT CNG OUTSOURCING. Vybudujeme a zainvestujeme CNG stanice na čerpacích stanicích

Bio LPG. Technologie a tržní potenciál Ing. Jakub Rosák 17/05/2019

14. Výroba a opravy strojů a zařízení - OKEČ 29

Geografie průmyslu. Otakar Čerba. Přednáška z předmětu Socioekonomická geografie pro geomatiku (KMA/SGG) Západočeská univerzita

Dobrý partner dává více než energii. Katalog vozidel s pohonem na CNG.

Národní akční plán čisté mobility (NAP)

Ceny ropy na světovém trhu a jejich dopady na tuzemský trh

Sortiment, kvalita a užitné vlastnosti pohonných hmot do roku 2020 Kulatý stůl Hotel Pramen Ing.Vladimír Třebický

Zpracování ropy doc. Ing. Josef Blažek, CSc. 7. přednáška

UNIVERZITA PARDUBICE

4.2 Vliv dopravy na životní prostředí. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

Ing. Zdeněk Fildán PŘÍRUČKA PRO OCHRANU OVZDUŠÍ PODLE ZÁKONA Č. 86/2002 SB., O OCHRANĚ OVZDUŠÍ

Ropa, ropné produkty

Zemní plyn - CNG a LNG - v nákladní dopravě

Scénáře rozvoje alternativních

N 305/2008 Česká republika Víceletý program podpory dalšího uplatnění biopaliv v dopravě

Význam CNG a biometanu pro mobilitu ve městech

Mendelova univerzita v Brně Institut celoživotního vzdělávání. Alternativní pohony mobilní techniky. Prof. Ing. František Bauer, CSc.

STLAČENÝ ZEMNÍ PLYN (CNG) PERSPEKTIVNÍ POHONNÁ HMOTA

Jakou budoucnost má automobilový benzín?

3. České energetické a ekologické fórum Praha

Elektrický motor jako součást ekologické strategie značky Peugeot. Jaromír Heřmanský Brno, 20. března 2012

TECHNOLOGIE OCHRANY OVZDUŠÍ

Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice. II. ročník (kombinované studium, obor DMML) Cempírková Eva. Název práce: Alternativní pohony

Zemní plyn v dopravě. Ing. Markéta Schauhuberová, Česká plynárenská unie , Den s fleetem

VŠE Budoucnost alternativních paliv v osobní dopravě Dr. Martin Hrdlička ŠKODA AUTO, Vývoj podvozku a agregátu

Podpora alternativní dopravy návrh na její začlenění do OPŽP

SPALOVACÍ MOTORY. Doc. Ing. Jiří Míka, CSc.

Střednědobý přehled Bílé knihy o evropské dopravní politice

Zemní plyn v dopravě. Ing. Oldřich Petržilka prezident, Česká plynárenská unie , Autotec, Brno

České plynárenství a biomethan?

Delegace naleznou v příloze dokument Komise KOM(2010) 186 v konečném znění.

CÍL. 20 % motorových paliv nahradit alternativními palivy

ZVÝŠENÍ KONKURENCESCHOPNOSTI SPALOVACÍHO MOTORU NA STLAČENÝ ZEMNÍ PLYN COMPETITIVENESS INCREASE OF THE CNG ENGINE

Koncept "Smart Cities" a jeho rozvoj v ČR

o obnovitelných zdrojích energie v ČR

Ropa, ropné produkty

Vodíkové technologie v dopravě

Klíčová slova: bionafta, propan-butan, zemní plyn, alternativní paliva, metylester

Přírodní zdroje a energie

Česká asociace petrolejářského průmyslu a obchodu


KOMPLEXNÍ SLUŽBY CNG INFRASTRUKTURA GENERÁLNÍ DODÁVKY DEVELOPMENT INVESTICE

TECHNOLOGICKÁ PLATFORMA

EVROPSKÝ PARLAMENT. Výbor pro průmysl, výzkum a energetiku PE v Pozměňovací návrh, který předkládá Nicole Fontaine

ití CNG v dopravě František Krška Autobusy s CNG srdcem

Neobnovitelné a obnovitelné zdroje pro rozvoj civilizace

Zpráva o vývoji energetiky v oblasti ropy a ropných produktů za rok 2016 Základní grafické podklady. duben 2018

Výhled vyuţití pokročilých technologií ve vozových parcích. Jakub Kühnl Fleet Manager Toyota Motor Czech

Z LEGISLATIVY EVROPSKÉ UNIE

NAŘÍZENÍ VLÁDY. ze dne 11. května o stanovení závazných zadávacích podmínek pro veřejné zakázky na pořízení silničních vozidel

Dopravní nehoda automobilu s LPG a CNG

Tento dokument je třeba brát jako dokumentační nástroj a instituce nenesou jakoukoli odpovědnost za jeho obsah

- vůz s autonomním dobíjením jako součást řešení nízko emisní dopravy na cestě k vodíkové budoucnosti

IV. Národní program hospodárného nakládání s energií a využívání jejích obnovitelných a druhotných zdrojů

EVROPSKÝ PARLAMENT NÁVRH ZPRÁVY. Výbor pro průmysl, výzkum a energetiku 2008/2212(INI) o řešení ropné krize (2008/2212(INI))

Zelenáa čistá Ostrava Strategie ekologizace a modernizace MHD v Ostravě

Největším dravcem mezi alternativními palivy je stlačený zemní plyn CNG

Česká asociace petrolejářského průmyslu a obchodu

O D D Í L V Ě N O V A N Ý Č E S K É R E P U B L I C E / S L O V E N S K U

PROJEKT SNÍŽENÍ PRAŠNOSTI V OBCI PAŠINKA STUDIE PROVEDITELNOSTI

NAP Čistá mobilita a CNG MSV Brno 2013 Které segmenty uplatnění zemního plynu vypadají nejslibněji?

A5 S5 Coupé Cabriolet. Audi S5 Coupé Cabriolet. Náskok díky technice

ITÍ OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ ENERGIE Z POHLEDU LEGISLATIVY. Pavel Noskievič

Výhled vodíkové mobility v ČR Ing. Aleš Doucek, Ph.D.

NÁRODNÍ AKČNÍ PLÁN-ČISTÁ MOBILITA VAZBA NA ÚZEMNÍ ENERGETICKÉ KONCEPCE

ZELENĚJŠÍ MINISTERSTVO ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ÚŘADY VEŘEJNÉ SPRÁVY BY MĚLY JÍT PŘÍKLADEM

Nař í zení vla dy č. 173/2016 Sb., o stanovení za vazny čh zada vačíčh podmí nek přo veř ejne zaka zky na poř í zení silnič ní čh vozidel

Potenciál biopaliv ke snižování zátěže životního prostředí ze silniční dopravy

SACÍ POTRUBÍ ZÁŽEHOVÉHO MOTORU NA CNG O VÝKONU 140KW

Vliv paliv obsahujících bioložky na provozní parametry vznětových motorů

PROJEKT SNÍŽENÍ PRAŠNOSTI NA ÚZEMÍ MĚSTA KRÁLÍKY STUDIE PROVEDITELNOSTI

PILOTNÍ PROJEKT ELEKTROMOBILITA SKUPINY ČEZ. Představení projektu a možností spolupráce

Transkript:

Přednáška a doprovodný text v rámci projektu CZ.1.07/2.3.00/09.0086 Podpora VaV a vzdělávání pro VaV v oblasti mechatroniky silničních vozidel Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky ALTERNATIVNÍ PALIVA A POHONY V DOPRAVĚ doprovodný dokument k přednášce Aktualizovaný 2011

Obsah 1. Úvod 2. Aktuální situace 3. Kjótský protokol 4. Druhy alternativních paliv a pohonů 5. Předpoklad pro použití alternativních pohonů a paliv 6. Významné organizace působící na poli eco dopravy 7. Závěr 2/48

1 Úvod V druhé polovině minulého století, zhruba v 70. letech si svět začal uvědomovat důsledky zvyšující se spotřeby ropy (jejich derivátů motorových paliv) na životní prostředí a to zejména v dopravě. V 80 letech se začaly projevovat první pozitivní výsledky spolupráce výrobců pohonných hmot a automobilů zaměřené na negativní ekologické aspekty automobilové dopravy. 90 léta pak představovaly období nástupu alternativních paliv. Současné desetiletí přinese praktickou aplikaci velmi sofistikovaných řešení tohoto typu. Studium problémů souvisejících s použitím alternativních paliv a jejich porovnání s klasickými motorovými palivy je velmi zajímavé a současně představuje výzvu pro technology zpracování ropy, automobilové konstruktéry i uživatele motorových vozidel. Tato problematika se nyní velice bouřlivě rozvíjí a hlavními hnacími silami jsou omezené zásoby fosilních paliv, aplikace principů setrvalého rozvoje (problém znečištění vzduchu, změn klimatu) a řešení některých strukturálních otázek hospodářského rozvoje. Důvody pro využívání alternativních pohonů: 1. Snižování emisí v přízemní vrstvě atmosféry (ke splnění požadavků Rámcové směrnice ke kvalitě ovzduší a Směrnice o Národních emisních stropech) 2. Snížení emisí skleníkových plynů (pro splnění závazků Kyotského protokolu) 3. Omezení závislosti na ropných zdrojích při vyšším využívání domácích zdrojů (*Zaměstnanost v zemědělství a využití půdy pěstováním technických plodin a zpracování bioodpadů) Koncepční a strategické materiály EU zabývající se alternativními pohony a obnovitelnými zdroji: Bílá kniha - Evropská dopravní politika pro rok 2010: doba rozhodnutí 6. Akční program ES pro ŽP (ŽP 2010: naše budoucnost, naše volba Zelená kniha - Evropská strategie k zabezpečení dodávek energie 3/48

Relevantní koncepční dokumenty ČR: Státní politika životního prostředí - MŽP 2001 Dopravní politika - MD 1998 Energetická politika - MPO (v přípravě) Další materiály ES k alternativním palivům v dopravě Sdělení EK o alternativních palivech v silniční dopravě a o opatřeních na podporu užití biopaliv COM(2001) 547 final Směrnice 2003/30/ES o podpoře využívání biopaliv v dopravě Návrh Směrnice o možnosti použití snížené spotřební daně pro biopaliva Sdělení EK Střednědobý přehled obecné zemědělské politiky COM(2002) 394 final Studie Paliva z obnovitelných zdrojů v přeshraniční dopravě 4/48

2 Aktuální situace Obr 2.1 Využití energie dle zdrojů a zdroje emisí CO2 Obr 2.2 Světová poptávka po primárních zdrojích energie 5/48

2 1 Produkce automobilů Obr 2.3 Vývoj produkce automobilů ve světe od roku 1950 do 2050 Obr. 2.4 Vývoj produkce automobilů ve světe od roku 2000 do 2050 rozdělené dle zemí 6/48

Obr. 2.5 Vývoj počtu automobilů ve ČR do 2009 rozdělené dle typu vozidel Obr. 2.6 Vývoj počtu automobilů vyrobených vozidel dle zemí 7/48

2.3 Emise Obr. 2.7 Produkce emisi celosvětově Obr. 2.8 Produkce emisí dle jednotlivých pohonů 8/48

Obr. 2.9 Produkce CO2 jednotlivými druhy dopravy Obr. 2.10 Podíl dopravy na celkovém znečištění ovzduší Na grafu obr. 2.10 je zřejmé, že za posledních 10 let výrazně poklesla produkce olova, je to důsledkem omezování vozidel se spalovacími motory s olověným palivem. Ostatní emise jsou v postupném nárůstu. To, že je nárůst relativně malý v závislosti na exponenciálně stoupajícím počtu automobilů je zapříčiněn vývojem technologií omezujících produkce emisí. Tzn. vzhledem k tomu, že nárůst počtu automobilů je obrovský (obr 2.3, 2.4), nárůst emisí je relativně mírný. 9/48

Obr. 2.11 Produkce CO2 jednotlivými druhy dopravy Obr. 2.12 Předpokládaný vývoj v pohonech automobilů do roku 2020 10/48

Liters per 100 km Alternativní paliva a pohony v dopravě 20 18 16 14 12 10 8 6 US (Light trucks) Australia Japan US (Cars) Allemagne U.K. France 4 1970 1975 1980 1985 1990 1995 Obr. 2.13 Vývoj spotřeby automobilů Obr. 2.14 GHG emise dle paliv 11/48

3 Kjótský protokol Kjótský protokol (prosinci 1997) je protokol k Rámcové úmluvě OSN o klimatických změnách. Průmyslové země se v něm zavázaly snížit emise skleníkových plynů o 5,2 %. Tato redukce se vztahuje na koš šesti plynů, resp. jejich agregované průměrné emise (v jednotkách tzv. uhlíkového ekvivalentu) za pětileté období 2008 2012. Kromě oxidu uhličitého (CO2), methanu (CH4) a oxidu dusného (N2O), jejichž emise budou porovnávány k roku 1990, se závazek týká hydrogenovaných fluorovodíků (HFCs), polyfluorovodíků (PFCs) a fluoridu sírového (SF6), jejichž emise mohou být porovnávány buď s rokem 1990 nebo 1995. Obr. 3.1 Kjótský protokol - zelená země protokol ratifikovaly; šedá - podepsaly, ale odmítly ratifikovat; červená - nepodepsaly 12/48

Obr. 3. 2 stav plnění závazků vyplývajících z Kjótského protokolu Všechna vozidla registrovaná od 1. října 2006 musí vyhovovat legislativním požadavkům Euro 4. Legislativní požadavky Euro 5 vstupují v platnost 1. října 2009. Normy Euro na snižování emisí kladou na všechny výrobce vozidel přísné požadavky. Rozdíl mezi požadavky na emise výfukových plynů u motorů podle předpisů Euro 3 a Euro 4 je značný. Emise 13/48

oxidů dusíku (NOx) se musí snížit z 5 na 3,5 g/kwh, tedy o 30 %. Emise pevných částic (PM) musí klesnout z 0,1 na 0,02 g/kwh. To odpovídá snížení o celých 80 %. Níže uvedený diagram zobrazuje dramatické snížení emisí NOx a pevných částic, jehož je třeba dosáhnout, aby byly splněny požadavky legislativy Euro 4 a zejména Euro 5: EURO 6 Obr. 3.3 vývoj Euro (diesel, benzin) Obr. 3.4 porovnání standardů EURO, TIER, LEV, JAPAN 14/48

4 Druhy alternativních paliv a pohonů Na úvod této kapitoly je nutné stanovit, co to znamená alternativní palivo, resp. alternativní pohon. V dnešní době je za všeobecně používané, tzv. konvenční palivo, považuje benzin a nafta. Všechny ostatní paliva a pohony jsou z kategorie tzv. alternativních. 4.1 ROPA Zdroj konvenčních paliv benzin a nafta. OPEC Originální název: Organization of Petroleum Exporting Countries Český název: Sdružení států vyvážející ropu Datum vzniku: 1960 Počet členů: 11 Sídlo: Vídeň Typ integrace: ekonomická Obr. 4. 1 Státy sdružené v OPEC 15/48

Obr. 4.3 Celosvětová zásoba ropy Obr. 4. 5 Prokázané zásoby ropy podle regionů v miliardách barelů 16/48

Obr. 4. 6 Těžba ropy mimo OPEC Obr. 4. 7Těžba ropy mimo OPEC 17/48

Obr. 4. 8 Mapy zobrazující vývoz a dovoz ropy Obr. 4. 9 Ropa předpověď produkce - Zdroj: Mezinárodní energetická agentura IEA (milion barelů za den) 18/48

4.2 Systém určování ceny ropy CENY ROPY HODNOTA ROPY VLIV KURZU DOLARU NABÍDKA ROPY POPTÁVKA ROPY Těžební limity Politické napětí v Hospodářský Poptávka kartelu OPEC oblastech težby cyklus rostoucích silných ekonomik ekonomik Kapacita rezerv Zásoba ropy a investice do strategické rezervy výrobních kapacit Obr. 4.10 Systém určování ceny ropy Očekávání, spekulace a zásoby Technologie snižující spotřebu 19/48

4.3 Alternativní paliva Bionafta Elektřina Ethanol Vodík Methanol Přírodní plyny Propane Ultra-low Sulfur Diesel (nafta s nízkým obsahem síry) vyvíjená paliva 20/48

Bionafta Bionafta je vyráběná esterifikací rostlinných olejů nebo živočišných tuků a to i recyklovaných z restauračních zařízení. U směsné nafty v úvodní fázi akcentována biologická odbouratelnost.první využití bionafty bylo již za druhé světové války. MEŘO Je varianta bionafty představující směsi s ropnými uhlovodíky, která do určité koncentrace (20%) lze použít v běžných vozidlech. Samotné MEŘO je bezpečné, biologicky odbouratelné. Má dobré mazací vlastnosti, lepší než klasická nafta. Má ale nižší výhřevnost než ropné uhlovodíky, je agresivní vůči gumě, snáze oxidovatelný s následnou tvorbou sedimentů a kyselých produktů. Je snáze napadnutelný bakteriemi, než standardní diesel. Velkou nevýhodou jen uvolňování usazenin v motoru a tím možného poškození. Bionafta produkuje méně emisí uhlíkatých částic, uhlovodíků, polyaromátů a pevných částic, problém než u klasické nafty, ale představuje vyšší emise NOx. Podpora bionafty V USA je bionafta prvním alternativním palivem které vyhovělo testům vlivu na zdraví dle Clean Air Act Amendment z roku 1990. [ANON., 2000a]. Současně je podporována výroba B20. V EU je používání biodieselu (čisté FAME) nebo směsné nafty podporováno daňovou politikou a direktivně [ANON., 2001]. V ČR je výroba a použití podporována dotacemi a daňově. Pravidla jsou ale často měněna, což komplikuje dlouhodobější řešení. Obr. 4.11 Dělení bionafty dle výroby a zdrojů 21/48

+ Při spalovacím procesu lépe shoří + Má vysokou mazací schopnost Výhody a nevýhody biopaliv + Nevyžaduje žádné zvláštní podmínky pro uskladnění - Jednou z hlavních nevýhod je energetická náročnost celého výrobního procesu - Bionafta je silnější rozpouštědlo než standardní nafta, a tak rozrušuje usazeniny v palivovém potrubí, čímž se mohou ucpat vstřikovací ventily - Další nevýhodou je, že při kontaktu s větším množstvím vody vznikají z bionafty mastné kyseliny, které mohou způsobit korozi palivového systému Obr. 4.12 Členění oblastí podle objemu produkce bionafty Obr. 4.13 Členění oblastí podle výše nákladů na výrobu jednoho litru bionafty 22/48

Obr. 4.14 Vývoj ceny bionafty 2005 a 2030 Tab. 4. 2 Porovnání vlastností paliv NAFTA BENZIN BIOETHANOL MEŘO Hustota (při 15 C) kg.m-3 ~ 830 ~ 750 794 ~ 870 Výhřevnost kwh.k g-1 11,8 12 7,44 10,4 Hm. podíl kyslíku % < 0,6 < 2,7 34,7 11 Oktanové číslo - 91 100 108 Cetanové číslo > 51-7 58 23/48

Elektřina jako pohon pro automobilů Zde se problém paliva přenáší na způsob generování elektrické energie. Často vyzdvihovaná dobrá energetická bilance elektromobilů silně závisí na tom, zda je proud, nutný pro provoz, získávaný z fosilních nositelů energie, jako je uhlí, nebo z obnovitelných zdrojů, jako je slunce, vítr atd. případně z energie vyráběna v atomových elektrárnách. Klíčovou roli u všech forem využití elektrické energie a zejména u pohonu dopravních prostředků hrají baterie a elektrický motor. Dojezd elektrického vozidla poháněného bateriemi je pouze 80-300 km. Dobíjení připojením baterií k elektrické síti trvá 6-8 hod. Jednou z alternativ budoucí ekologické dopravy jsou solární články jako zdroj energie pro elektromobily. V dnešní době ještě nejsou na trhu takové články, které by svoji plochou na automobilu dokázaly pokrýt potřebu energie na stálý pohon. V dnešní době jsou již používány na dobíjení palubních akumulátorů, či pro pohon klimatizací při stání vozidla. Výhody a nevýhody elektromobilů + - Jednoduché nabíjení Tichý a bezemisní chod Neexistující modelová řada elektromobilů Špatné zázemí pro nabíjení Drahé akumulátory s malou životností + - 24/48

Obr. 4.15 Zdroje elektřiny 25/48

Ethanol obr. 4.16 vývoj ceny Ethanolu Obr. 4. 17 Cyklus Ethanolu 26/48

Zemní plyn - CHG a LNG Zájem o zemní plyn jako alternativní dopravní palivo hlavně pochází z jeho vlastností dokonalého spalování, jeho domácí zdrojový základ, a jeho komerční dostupnost. CNG - stlačeném zemním plynu LNG - zkapalněný zemní plyn + - Výhody a nevýhody CNG Nižší emise Nižší cena paliva Společně s benzínovou nádrží velký dojezd vozu Náročná a drahá přestavba vozu Nedostatečná síť čerpacích stanic Závislost na dodávkách zemního plynu a jeho ceně + - Obr. 4. 18 Mapa stanic na CNG (2009) 27/48

Obr. 4. 19 Předpokládané zásoby CNG (2001) Obr. 4. 20 Světový obchod se CNG v tis. mld m3 (2007) 28/48

LPG liquide... gas + - Výhody a nevýhody LPG Nízká cena paliva Rozšířená síť čerpacích stanic Nižší emise Náročná a nákladná přestavba Snížený výkon Nemožnost parkování na krytých parkovištích + - Hlavní charakteristika LPG pro automobily: Pro pohon automobilů se využívá od roky 1910 V ČR: Je to vedlejší produkt zpracování ropy nebo zemního plynu. V Evropě chápán jako směs C3 a C4 uhlovodíků, v USA jako propan. Skladován kapalný při tlaku až 1,4 MPa (propan). Snadno dostupný díky vybudované infrastruktuře. Produkce emise nižší než autobenzínu. Od roku je kvalita pro automobily upravena normou ČSN EN 589 Používání podporováno nízkou spotřební daní, která činí jen 2850 Kč/t proti 10840 Kč/m3 autobenzínu. V ČR je provozováno již cca 250 tis. vozidel, automobilů a autobusů. V ČR je provozováno již cca 600 čerpacích stanic Rozdíl mezi kvalitou LPG pro pohon automobilů a na topení není ještě dostatečně dobře chápán 29/48

vyvíjená paliva Biobutanol Bioplyn Kapalná Biomasa Kapalné uhlí Fischer-Tropsch Diesel Kapalný plyn Hydrogenation-Derived Renewable Diesel P-Series 30/48

Biobutanol Biobutanol je butanol, který je produkován dvoustupňovým kvasným procesem z biomasy upravenými kvasinkami. Obr. 4. 21 výroba biobutanolu 31/48

tisíce vozidel Alternativní paliva a pohony v dopravě Alternativní paliva - pohony Vozidla s alternativním pohonem / palivem Elektromobily Flexible Fuel Vehicles Vozidla na přírodní plyn CHG a LNG Vozidla na LPG Vozidla na Bionaftu Vyspělá vozidla Vozidla s palivovým článkem Hybridní elektrická vozidla Plug-In Hybrid elektrická vozidla Využití alternativních paliv v silniční dopravě 800 700 600 500 400 300 200 100 H2 Elec E95 E85 M100 M85 LNG CNG LPG 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007[4] www.afdc.energy.gov/afdc/data/ Obr. 4. 22 Využití alternativních paliv v silniční dopravě 32/48

# of Models Offered Alternativní paliva a pohony v dopravě AFV / HEV / Diesel dle typu paliva, 1998-2008 35 30 25 20 E85 CNG Ded./Bi-Fuel Diesel EV* Hybrid LPG Ded./Bi-Fuel 15 10 5 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 www.eere.energy.gov/afdc/data Obr. 4.23 vývoj trhu automobilů s alternativním pohonem USA 33/48

Elektromobily Charakteristika: + - Výhody a nevýhody elektromobilů Jednoduché nabíjení Tichý a chod Bezemisní provoz Neexistující modelová řada elektromobilů Špatné zázemí pro nabíjení Drahé akumulátory s malou životností + - Obr. 4.24 Nabíjecí stanice v ČR 34/48

Obr. 4. 25 Porovnání provozu elektrického a benzinového motoru 35/48

Flexible Fuel Vehicles Palivo E85 je: směs 70 80 % bezvodého lihu bioethanolu a 15 30% benzinu natural 95 Ekologické při jeho spalování vzniká méně škodlivých emisí (plynů CO2, CO, NOx,CH) energetické má vyšší oktanové číslo než běžný benzín (nad 100) a proto zvyšuje akceleraci Proč Ethanol E85: jde o obnovitelný zdroj energie dává motoru vyšší dynamiku šetří životní prostředí je cenově výhodné oproti benzinu 36/48

Vyspělá vozidla Vozidla s palivovým článkem Hybridní elektrická vozidla Plug-In Hybrid elektrická vozidla 37/48

Vodíkový pohon v dopravě Výhody a nevýhody vodíkového pohonu + Nulové emise + Vysoký výkon - Neekologická výroba vodíku - Skladování a distribuce vodíku - Téměř žádná nabídka vozidel Vodíkové palivové články Vodíkový motor na principu palivových článků funguje na bázi chemické reakce mezi vodíkem a kyslíkem ze vzduchu. Reakcí se uvolňuje elektrická energie, kterou je následně poháněn motor. Vedlejším produktem této chemické reakce je voda. Vodíkový spalovací motor Vodíkový spalovací motor spaluje vodík ve spalovací komoře podobné běžným spalovacím motorům. Expanze plynu způsobená jeho stlačením a zažehnutím pohání motor. Vedlejším produktem je opět voda. Vodíkový rotační spalovací motor 38/48

Obr 4. 26. Vodíková dálnice 39/48

Obr. 4. 27 Vodíkové čerpací stanice v Evropě 40/48

Hybridní pohon Hybridních pohonů se dělí na paralelní, sériové a kombinované. Sériové hybridní pohony se používají již delší dobu u velkých dopravních prostředků, zejména v kolejové dopravě u lokomotiv (dieselektrické), kdy spalovací motor udržuje optimální otáčky a pohání generátor. Vzniklou elektrickou energií jsou napájeny trakční motory. Určitou nevýhodou je vznik ztrát při trojnásobné přeměně energie. Paralelní pohon nevyžaduje akumulování elektrické energie, i když je v principu možné. U sériového hybridního pohonu se na pohonu kol podílí jak energie z elektromotoru, tak i mechanická energie z motoru spalovacího. Pro tento účel jsou tato vozidla vždy vybavena speciálním převodovým ústrojím, většinou založeném na principu planetového převodu. Paralelní pohony musí mít zařízení na akumulování elektrické energie. Je tvořeno buď akumulátory či tzv. superkondenzátory. Do nich se ukládá elektrická energie z generátoru při brzdění generátorem rekuperace energie a přebytečná energie ze spalovacího motoru. Klasická mechanická převodovka obvykle chybí, její vlastnosti nahrazují dynamické vlastnosti tohoto soustrojí. Ovládání výkonu jednotlivých částí pohonné jednotky je řízeno elektronicky včetně řízeného nabíjení akumulátoru a řízení výkonu elektromotoru. Výhody a nevýhody hybridních pohonů + Není potřeba nabíjet akumulátory pokud se nejedná o typ Plug in + Tichý chod + Snížená spotřeba a emise - Malá nabídka vozidel - Drahá pořizovací cena - Akumulátory s malou životností V dnešní době se testují tyto systémy spalovací motor + elektromotor + akumulátor spalovací motor + elektromotor + externí přívod elektrické energie (trolej) spalovací motor + setrvačník plynová turbína + generátor + akumulátor + elektromotor 41/48

Obr. 4.28 Schématické rozdělení hybridů (zdroj. GM) Obr. 4. 29 Pět největších trhů s hybridními automobily (vlevo státy, vpravo města USA) 42/48

Obr.4.30 Alternativních zdrojů a pohonů je mnoho. Jaké budou dominovat v budoucnu?? Vývojové schéma vedoucí k elektrifikaci 43/48

Stlačený vzduch Velice zajímavým alternativním pohonem je pohon na stlačený vzduch. Jedná se vlastně využití tlaku vzduchu pro pohon pístu přímočarého spalovacího motoru, tak jak k tomu dochází při expansi směsi paliva. Tento pohon se experimentálně zkouší a přestavují se právě spalovací motory. Výhody a nevýhody pohonu na stlačený vzduch + bezemisní provoz + relativně jednoduchá přestavba motoru stále ve vývoji - pohon jen v experimentálním vývoji - velmi malý dojezd objemné akumulační nádrže - neexistuje síť plnících stanic V následujícím textu je uveden vyráběný a nabízený automobil poháněný stlačeným vzduchem francouzského výrobce XXX. Údaje zde uvedené jsou převzaty z internetu www. A jsou v mnoha případech těžce uvěřitelné. Nádrže: Válce z termoplastu zpevněného uhlíkovými vlákny, homologováno. Kapacita: 300 litrů. Objem vzduchu: 90m3 při 300 barech. Rozměry: Délka: 3.84 m / Šířka: 1.72 m / Výška: 1.75 m Váha vozidla: Naložené 700 Kg. Maximální rychlost:130 Km/h Dojezd v městském provozu:průměrně 10 hodin: 200 až 300 Km. Rychlost doplnění energie zabudovaným kompresorem připojeným do el. sítě: 3 až 4 hodiny. Rychlost doplnění energie na veřejné tlakovací stanici: 2 až 3 minuty. Obr. 4.32 vozidlo na stlačený vzduch 44/48

5 Předpoklad pro použití alternativních pohonů a paliv Využití alternativních paliv a pohonů ve větší míře závisí na mnoha okolnostech. Dle mého názoru jsou to právě tyto: 1. Ekologie 2. Technologie Technologický pokrok umožňuje 3. Trend životní styl Jedním z důležitých faktorů ovlivňujících využívání alternativních paliv a pohonů je zákazník. Jako každý obchod je i tento založen na poptávce. 4. Politická situace Nejdůležitějším aspektem ovlivňující rozvoj a využití alternativních pohonů a paliv je politická situace a to od globální až po tu městskou. Např. USA a Japonsko má již vyvinutý systém podpory hybridních automobilů. Existují města, např. alpských městech Švýcarska, kde je vypracován systém podpory pro obyvatele, a existují i města / horská střediska, národní parky atd., kde je zákaz provozu automobilů se spalovacími motory. Viz následující obrázek obrázek Obr.5.1 Schéma systému politické podpory alternativních pohonů a paliv 45/48

6 Významné organizace působící na poli eco dopravy AVERE, the European association for battery, hybrid and fuel cell electric vehicles ("Evropská asociace pro bateriové elektromobily, hybridní vozidla a vozidla s palivovým článkem") CITELEC, the association of European cities interested in electric vehicles ("Asociace evropských měst zainteresovaných na elektrická vozidla") EPE, the European power electronics and drives association ("Evropská asociace pohonné elektroniky a řízení") Evropská unie nepodpoří elektromobily, proti také Česká republika jenže do hry se vložila také Evropská asociace výrobců automobilů - ACEA. Podle ní je důležité dívat se i mimo oblast elektromobilů. Jinými slovy, podle ACEA zastanou konvenční motory a paliva ještě dlouhou dobu hlavní roli. I zde ale vývoj bude pokračovat směrem ke snižování spotřeby. 46/48

7 Závěr Současný vývoj přináší výrazně zlepšené legislativní, technické i ekonomické podmínky pro využití alternativních paliv. Roste počet zainteresovaných organizací, včetně vedoucích v souvisejících oborech, vytvářejí se na tento účel zaměřené aliance, zvětšuje se nabídka produktů i vozidel a snižuje jejich cena. Na druhé straně některá unáhlená, nekvalifikovaná a nekonzistentní rozhodnutí mohou tento vývoj v jednotlivých zemích ohrozit nebo zpozdit. Rozhodující alternativní paliva současnosti představují LPG a estery mastných kyselin. V blízké budoucnosti se více uplatní zejména CNG a opět bioetanol. Vzdálenější budoucnost pak jednoznačně bude patřit vodíku a palivovým článkům. Žádné z alternativních paliv není v současné době schopné soupeřit s motorovými palivy vyráběnými z ropy. Reformulovaná klasická kapalná paliva určitě přežijí dalších 50 let i když zdrojem pro jejich výrobu bude stále více syntetická ropa. Budoucnost je i v synergii klasických a alternativních paliv. 47/48

Použité zdroje 1. www.petrolejum.cz 2. Mezinárodní energetická agentura IEA 3. www.bp.com 4. IEA (2005): World Energy Outlook 2002. Middle East and North Africa Insights. OECD/IEA 5. LEŠINSKÝ J., Zdroje palív pre kontinentální dopravu a ich využivanie, NGV konference 2008, Praha 2008 6. KITTEL H., Alternativní motorová paliva, Česká rafinérská a.s. Litvínov 7. www.sapcr.cz 8. Ročenka dopravy 2010, MDČR 2010, ISSN 1801-3090 9. UNFCCC, únor 8, 2005 10. Zdroj: Pietros Sacanis 11. University of Wisconsin-Madison 12. www.hybrid.cz 13. EC (2001): White Paper - European Transport Policy for 2010: time to decide, COM(2001) 370, Brussels 14. EC (2006): Communication from the Commission: Keep Europe moving Sustainable mobility for our continent. Mid-term review of the European Commission s Transport White Paper, COM(2006) 314 final, Brussels 15. EUROSTAT (2008): databáze EUROSTATU, dostupná na http://epp.eurostat.ec.europa.eu/ 16. ÚDI (2007): Ročenka dopravy Prahy 2006. Dostupné na http://www.udipraha.cz/rocenky/rocenka06/rodo2006.htm 17. 5,0 5,1 5,2 MD ČR (2007): Ročenka dopravy 2006. Ministerstvo dopravy ČR. Dostupné na http://www.sydos.cz/cs/rocenka-2006/index.html 18. CDV (2007): Studie o vývoji dopravy z hlediska životního prostředí v České republice za rok 2006. Centrum dopravního výzkumu, Brno 19. 48/48