green lab

Zelená doprava

Současný světový trh na poli dopravy začíná čím dál větší váhu klást na ekologičnost dopravy. Vzniká mnoho způsobů pohánění dopravních prostředků, ať už jde „pouze“ o výměnu benzínu a nafty za pohonné hmoty vyráběné z obnovitelných zdrojů, nebo o radikálnější kroky, kterým je zejména využívání čisté elektrické energie.

Volvo plug-in hybrid (zdroj: www.greencarsite.co.uk)


Volvo plug-in hybrid (zdroj: www.greencarsite.co.uk)

Automobily, motocykly, vlaky a další různé prostředky jsou upravovány pro jejich potřeby. Jsou jimi kupříkladu takzvané hybridy a elektromobily. Obojí se zakládá na využívání elektřiny, pouze s tím rozdílem, že hybridní vůz kombinuje klasický spalovací motor a elektromotor, kdežto zdrojem energie elektromobilu bývá pouze akumulátor. A podle jeho kapacity se určuje dojezdová vzdálenost elektromobilu. Akceleraci hybridu zajišťují oba motory současně a nadbytečná energie ze spalovacího motoru slouží k nabíjení akumulátoru. Podle okolností jízdy automobil využívá režim, který je nejvýhodnější, spotřeba je nízká zejména při pohybu ve městě.

Pokud dělíme hybridy podle struktury pohonného systému, můžeme je odlišit na paralelní hybridy a sériové. Paralelní hybridy jsou nejčastěji vyráběným typem hybridních automobilů. Jsou vybaveny spalovacím motorem i elektromotorem, které jsou propojeny převodovkou. Elektromotor i spalovací motor jsou zapojeny "vedle" sebe, tedy paralelně, a k pohonu automobilu lze využít buďto jeden z nich nebo oba najednou. Jiným označením pro tento typ hybridů je plný hybrid.

Struktura pohonného systému sériového hybridu vypadá tak, že elektromotor a spalovací motor jsou zapojeny za sebou. Sériové hybridy mají mnohem blíže ke klasickým elektromobilům. Spalovací motor zde totiž slouží pouze jako generátor energie pro elektromotor, případně baterie. Je možné, aby pohonný systém odebíral energii najednou z baterie i z generátoru, pokud je třeba vysokého výkonu.

Mezistupeň mezi klasickými hybridy a elektromobily jsou tzv. plug-in hybridy. Jejich baterie mohou být dobity prostě tak, že je připojíte k elektrickému zdroji. Jedná se o "plné hybridy", které mohou být poháněny jak čistě baterií, tak čistě benzinovým motorem, případně kombinací obojího. Výhodou takovýchto automobilů je skutečnost, že dokáží ujet např. až několik desítek kilometrů čistě na elektřinu, čímž např. ve městě výrazně snižují svou spotřebu a emise. V případě potřeby vysokých rychlostí na dlouhé vzdálenosti se pak zapíná spalovací motor, který je optimalizovaný právě na takovéto využití, čímž se dále zvyšuje jeho účinnost.

Jsou zde však i další způsoby, jak získat potřebnou energii k pohonu strojů bez vypouštění zbytečných emisí. Jsou jimi takzvaná biopaliva, mezi něž patří pevná biomasa, plyny i kapalné látky.

Jako palivo do automobilů se používá stlačený zemní plyn, zkráceně CNG (Compressed Natural Gas). Jedná se o klasický zemní plyn stlačený na 20 - 30 MPa. Hlavní složkou (více než 90%) zemního plynu je metan (CH4), nejjednodušší uhlovodík. Dále jsou obsaženy i další alkany: etan (C2H6), propan (C3H8) a butan (C4H10). Zemní plyn obsahuje příměsi, kterých je však minimum. Právě díky vysokému obsahu metanu je považován za ekologické palivo, protože při spalování vzniká v porovnání s ostatními fosilními palivy minimum oxidu uhličitého. V České republice jezdí k dnešnímu dni přes 600 vozidel na CNG. Veřejných čerpacích stanic je 13.

Dalším plynným pohonem je dřevoplyn skládající se z oxidu uhelnatého a vodíku vyráběný zplyňováním biomasy, nebo vodík vyrobený štěpením jakéhokoliv uhlovodíkového biopaliva.
Kapalná biopaliva jsou například alkoholová- bioethanol (vyráběný z rostlin obsahujících větší množství škrobu), biomethanol a butanol; biooleje (mezi něž patří bionafta); zkapalněná plynná biopaliva, ale též některé odpadní produkty.

Bionafta je ekologické palivo pro vznětové motory na bázi metylesterů - nenasycených mastných kyselin rostlinného původu. Je to směs vyrobená z jakéhokoliv rostlinného oleje (řepkový, slunečnicový, sojový, použité fritovací oleje…). V České republice se nejčastěji používá k výrobě olej získaný z řepky olejné. Řepka je však náročná rostlina, která pro svůj růst potřebuje hodně živin, a proto by se měla na polích pěstovat pouze každý čtvrtý rok. V dnešní době musí výrobci povinně přimíchat 5 % bionafty do nafty vyrobené z ropy. Existují však i auta schopná jezdit na stoprocentní bionaftu. Základní nevýhodou je nemožnost pěstování ve velkém množství.

Zda a případně o kolik biopaliva snižují produkci skleníkových plynů, stále zůstává předmětem sporů. Biopaliva uhlíkově neutrální nejsou - už jenom proto, že k účinnému růstu rostlin je potřeba hnojivo, rostliny je třeba nějak sklidit, přetransformovat na biopaliva a přemístit do nádrží.

Do budoucna je tedy užívání biopaliv otázkou, avšak jisté je, že éra užívání běžných způsobů pohonu již nemá budoucnost. Ať chceme nebo ne, nějaká náhrada bude muset být nalezena.

Autor: Šárka Kuttelwascherová (esej vznikl v rámci ateliérové výuky v ateliéru Schleger na FA ČVUT - Ústavu navrhování II)