Po dlouhou dobu vládne i světu dopravy ropa – matka pohonných hmot, jako je benzin a nafta. Světové ropné zdroje však nejsou bezedné, nehledě na to, že se často nacházejí v politicky (i vojensky) výbušných oblastech. Ropná krize může být na dosah.
Výrobci automobilů už nyní intenzivně zkoumají, kterými směry se do budoucna vydají. Existují dokonce prototypy automobilů, které létají.
V červnu 2010 americké úřady vydaly povolení k výrobě prvního lehkého letadla, které se po složení křídel dá používat i jako běžný automobil. Bude ho vyrábět firma Ford. Ta ovšem se svými konkurenty ve žhavé současnosti především vymýšlí, jakými alternativními a hybridními pohony svá budoucí vozítka vybaví. Co tedy bude v blízko i více vzdálené budoucnu pohánět automobily?
21. STOLETÍ se pokusilo s využitím nejnovější studie Americké agentury pro
letectví a vesmír (NASA) a prognóz světoznámých vědeckých kapacit vytvořit výhled, jak to na vozovkách může vypadat za 15, 25, 40 a 50 let.
ROK 2025:
ZNEČIŠŤOVÁNÍ OVZDUŠÍ ZPLODINAMI Z BIOPALIV JEŠTĚ POKRAČUJE
Už před pár léty i u nás obrovské plochy polí zezlátly voňavou řepkou olejkou. Spolu s jinými plodinami tvořila základ biopaliva, které mělo růst na polích. Vše »moudře« posvětila Evropská unie. Stanovila za cíl získávat do roku 2020 alespoň 10 % pohonných hmot z obnovitelných zdrojů.
Biopaliva vedou do slepé uličky
Pro podivné účely hodlala využívat i zemědělskou půdu, která odnepaměti sloužila k nasycení lidí a zvířat, nikoli však žíznivých motorů. Americký list Herald Tribune to označil za nesmysl. Podle výpočtů expertů by se totiž příslušné energetické rostliny musely pěstovat na 70 % orné půdy, což by samozřejmě rozvrátilo evropský trh s potravinami. Podobně to vypadá i v Americe – kdyby se na biopaliva přeměňovala veškerá kukuřice, vypěstovaná v USA, nahradilo by to jen 6 % spotřeby ropy.
Vypalování lesů zvyšuje emise CO2
Tato biopaliva 1. generace se stala terčem ostré kritiky expertů již v roce 2008, kdy je reprezentanti vlivné Světové banky označili za hlavní příčinu prudkého růstu cen obilnin a potravinové krize v chudých zemích světa.
Přitom počet obyvatel světa (zejména v rozvojových zemích) výrazně roste. Zatímco v roce 2010 žilo na Zemi 6,8 miliardy obyvatel, v roce 2025 to má být skoro osm miliard!
Uživí je zemědělská půda, i kdyby už se na ní skončilo s podivnou produkcí plodin pro biopaliva? Produkce surovin pro biopaliva totiž od počátku soutěžila o půdu s pěstováním potravin.
Polovina plantáží palmy olejné v Indonésii vznikla vykácením nebo vypálením tropického deštného pralesa. Řepka vyžaduje spoustu živin, takže její pěstování vyčerpává půdu. Kukuřice zase potřebuje spoustu pesticidů. Výroba hnojiv a pesticidů je samozřejmě energeticky nákladná. K tomu připočtěme energii na provoz zemědělských strojů, zavlažování, transport sklizně do chemičky…
Zamořují vzduch
Nová měření průkazně dokázala, že biopaliva získávaná ze zemědělských plodin mohou vytvářet více emisí skleníkových plynů v porovnání se standardními ropnými palivy, jako je benzin a nafta.
Uvedená burcující fakta uvádí materiál, který nedávno musela Evropská komise (EK) uvolnit poté, co ji k tomu na základě zákona o svobodě informaci přiměla agentura Reuters.
Bionafta, produkovaná z americké sóji, vytváří nepřímé emise v důsledku změn využití krajiny a dalších faktorů 339,9 kg CO2 na gigajoule (??), tedy zamoří čtyřnásobně více ovzduší než běžné zplodiny z benzinu či nafty.
Horší než nafta
Americký list Herald Tribune zjistil, že vykácení pralesa pro cukrovou třtinu uvolňuje dvakrát víc skleníkových plynů než spalování benzinu. Pokud se na nově vzniklé plantáži budou pěstovat palmy olejné, uvolní se třikrát víc oxidu uhličitého než spalováním nafty.
V Indonésii polovina plantáží palmy olejné vznikla vykácením pralesa. Ještě za oněch 15 let budou rozvojové země pěstovat dotovanou sóju, ale za peníze získané jejím prodejem nebudou mít čím nakrmit děti. Na jeden litr etanolu padne totiž 232 kg obilí. Z toho by bylo živo jedno dítě po celý rok. Vinou podobných excesů 900 milionů lidí hladoví.
Zvítězí zdravý rozum, nebo různé lobby?
Při hledání cesty ven EK nedávno kajícně zveřejnila zprávu, která konstatuje, že více než 5,6 % podílu biosložky v pohonných hmotách by kvůli změnám krajiny mohlo poškodit životní prostředí a podkopat ekologickou schůdnost biopaliv. Aktuální skutečností však je, že podle nejnovějších zjištění pěstování plodin pro biopaliva uvrhlo do chudoby třicet milionů lidí. Zatím!
Nejnovější studie, vedená specialistou Thomasem Hertelem z Purdueovy univerzity v americkém státě Indiana, jasně říká, že používání biolihu vede k dvojnásobku emisí skleníkových plynů, než kdyby se spaloval jen benzin.
Evropská unie začala nyní svou podporu biopalivům pozvolna přehodnocovat. Nebude to poprvé, kdy po trpkých zkušenostech mění rozhodnutí. Snad to do roku 2025 stihne.
Vodíková dálnice
V Německu je stejně jako u nás dnes nejrozšířenějším alternativním palivem propan-butan – LPG. Němci se však netají, že hodlají investovat přes miliardu eur do vodíkové dopravy, především do výstavby čerpacích stanic na vodík. Ta mají v roce 2025 zažívat zlaté časy.
Do roku 2017 by jich chtěli mít z dnešních několika desítek až tisíc. O vodík jako palivo mají zájem i severské státy – hlavně Norsko a Dánsko. Do Norska už vede z Německa tzv. vodíková dálnice, podél které jsou k dispozici čerpací stanice na vodík.
Také u nás už takovou stanici najdete – u Neratovic. V době, kterou se zabýváme (tedy rok 2025), by jich mělo být mnohem víc, ČR se totiž hodlá napojit na uvedenou vodíkovou dálnici z Německa.
ROK 2035:
HYBRIDNÍ POHONY (ZATÍM) PŘETRVÁVAJÍ
V této převratné době se na vozovkách ještě setkáme s různými druhy pohonů.
Biopaliva ale rychle odcházejí do vzpomínek. Vždyť zemědělská půda je stále více potřebná pro výživu obyvatel. Těch bude roku 2035 cca 8,5 miliardy.
Lidé však v roce 2035 už dokážou výrazněji akumulovat sluneční energii, kterou využijí i k pohonu automobilů. Nebudou chybět ani hybridní pohony.
Velký rozvoj čeká palivové články. Připomeňme, že jejich vývoji se už dnes horečně věnují stovky výzkumných pracovišť na celém světě. Nejdále jsou už tradičně Japonci a Američané, kteří využívají k vývoji těchto článků všech předností kosmického výzkumu. Tak se nachýlí ke konci neúprosný boj dvou koncepcí pohonu – klasické baterie (akumulátory) kontra palivové články, spojené s vodíkem.
Znáte hybridy?
Dopravní experti dnes tvrdí, že už v roce 2015 se v celosvětovém měřítku prodají cca tři miliony automobilů na hybridní pohon. (V roce 2010 se očekává prodej 940 000 hybridních automobilů, v roce 2035 jich bude mnohonásobně více.)
Co si pod takovým pojmem máme představit?
Automobil s hybridním pohonem je vozidlo, které při svém pohonu používá více než jeden zdroj energie. Hybridní pohony využívají především výhod jednotlivých pohonů při různých pracovních režimech vozidla.
Dnes se obecně (nejen u automobilů!) testují a vyvíjejí čtyři druhy hybridních pohonů:
1. spalovací motor + elektromotor + akumulátor
2. spalovací motor + setrvačník
3. plynová turbína + generátor + akumulátor + elektromotor
4. lidská síla + elektromotor (například Twike – kombinace šlapacího auta s elektropohonem nebo elektrokola)
USA a Kanada už dnes mají projekty, podle kterých uživatelé hybridního pohonu dostávají různé benefity. Takové pohony prý prospívají čistotě životního prostředí. Ovšem v roce 2035 už bude technika zase o kus dále.
Plug-in hybridy – další varianta budoucnosti
Nevýhodou hybridního pohonu jsou totiž vysoké pořizovací náklady, zvýšení hmotnosti vozidla o hmotnost akumulátoru a zmenšení úložných prostor ve vozidle.
Hybridy „do zásuvky“ (plug-in hybridy) se nabíjejí poměrně jednoduše – večer zaparkujete a šňůru od automobilu zapojíte do zásuvky. Ráno ji zase vytáhnete a odjedete. Jenže co budete dělat, když se baterie vybije a poblíž nenajdete vhodnou zásuvku? Pomůže běžný spalovací motor, který však neuvádí do chodu kola, ale slouží jako generátor elektrické energie.
Již letos se dostává na trh plug-in hybrid Chevrolet Volt, jehož minimální dojezd je kolem 64 km na jedno nabití. Zatím se však neví, kolik plug-in hybridů dokáže současná rozvodná síť utáhnout, není zjištěno, jaký vliv bude mít náhrada klasických automobilů se spalovacími motory za plug-in hybridy na emise skleníkových plynů.
ROK 2050:
ŘIDIČI JSOU MINULOSTÍ
Automobily poháněné elektromotory, vodíkem a sluneční energií jezdí automaticky bez
řidičů. Nebude to však jen zásluhou nových konstrukcí automobilů. Své neméně důležité místo budou hrát i vozovky. Již dnes se testují silnice, v nichž jsou zabudovány důmyslné elektromagnetické systémy, které budou auta nejen samostatně řídit, ale i napájet jejich motory. A nejen to. Doslova převratem v energetice nazývají odborníci horký objev amerických vývojářů. Těm se podařilo vyrobit pomocí nanotechnologií fotoelektrické články, které se zcela jednoduše natírají jako barva na střechy a stěny domů a využití prý najdou i na silnicích. Jen si představte obrovské plochy silnic a dálnic, natřené touto hmotou, které si samy vyrábějí elektřinu a napájejí projíždějící auta.
Účinnost se zdvojnásobí
Jak se vodík pro pohon automobilů využívá? To pro 21. STOLETÍ upřesnil prof. dr. Ing. Karel Bouzek, proděkan Fakulty chemické technologie Vysoké školy chemicko-technologické (VŠCHT) v Praze:
„Palivový článek se od stávajících zdrojů energie odlišuje v tom, že nevyužívá mezistupně mechanické práce, tzv. tepelného stroje.“
U toho se dodá energie – obvykle hořením, což způsobí změnu objemu plynné fáze. Nárůst jejího objemu pohybuje např. pístem nebo roztáčí turbínu. Maximální dosažitelná účinnost tohoto děje se při klasických podmínkách pohybuje kolem 40 procent.
„Naproti tomu palivový článek toto obchází. Je založen na tom, že chemická energie je přímo konvertována na elektrickou bez stupně mechanické práce, tedy tepelného stroje. Palivový článek tak při spalování vodíku v kyslíku za pokojové teploty dosahuje účinnosti 85 procent!“ říká prof. Bouzek
Spotřeba drahého vodíku činí u autobusu poháněného palivovým článkem 7,5 kg/100 km (ekvivalent 20 l nafty/100 km). V případě osobního automobilu pak dosahuje pouze 1,7 kg/100 km.
Rok 2060: POSTĚHUJEME SE DO OBLAK!
Více než 20 % dopravy přejde za 50 let ze země do vzduchu. Ovšem létající auta (více ve 2. plánu) ovšem sporadicky nad svými hlavami uvidíme nejspíše už od roku 2035.)
Budoucnost odborníci vidí v rodinných létajících bezpilotních minivanech, které se jako automobil zaparkují u domu. NASA už má připraven program rozvoje soukromého letectví ve 21. století. Dokonce vytipovala trasy nebeských silnic na americkém kontinentu. Připravují se i digitální mapy, s jejichž pomocí budou letadla automaticky naváděna od startu až po přistání. Odborníci pracují i na speciálním rekvalifikačním programu, který má v průběhu tří týdnů změnit řidiče v pilota. Automobilová doprava definitivně skončí s využíváním benzinu a ropy, protože světové zásoby budou vyčerpány.
Robotem řízené automobily už bude běžně pohánět elektrická energie z fotoelektrických článků, zabudovaných v silnicích. Většina elektřiny se bude vyrábět z vodíku a novou renesanci má zažít i jaderná, ale mnohem bezpečnější energetika. Sériově se budou vyrábět auta, poháněná vodíkem.
Máme se tedy za půlstoletí na co těšit!
Více se dozvíte:
www.cs. wikipedia.org/wiki
http://www.popularmechanics.com/cars/news/preview-concept/4284293?src=pops
http://www.sciencedaily.com/releases/2010/02/100205115808.htm
http://www.sciencedaily.com/releases/2009/09/090927164027.htm
V Česku má podíl biosložek, bohužel, vzrůstat
Biosložky (metyester řepkového oleje a bioetanol) se v Česku přimíchávají do motorové nafty od září 2007 a do benzinu od začátku roku 2008. Senát Parlamentu ČR navrhl navýšení podílu biosložek v pohonných hmotách. U motorových benzínů měl od 1. června 2010 vzrůst z 3, 5 % na 4,1 %, u motorové nafty z 4,5 % na 6 %. To už je samo o sobě hranice, kterou konstruktéři označují za kritickou pro životnost motorů.!
Mnozí senátoři však poukazovali na riziko alergií na řepkový pyl i na nebezpečí vyčerpávání zemědělské půdy nadměrným pěstováním řepky. Četní rozumní politici chtěli úplné zrušení biosložky.
Hledají nové zdroje biopaliv
Vzrůstající odpor k biopalivům tzv. 1. generace (tedy s příměsí plodin pěstovaných na zemědělské půdě) nyní vede výzkumníky k hledání různých náhrad.
Badatelé v Kanadě a zejména v Nizozemsku zkoušejí, zda by se pro biopaliva nedaly využit mořské řasy. Na tyto experimenty ministerstvo vědy a techniky zatím vyčlenilo pět miliony dolarů.
Tým španělských vědců ze společnosti Ecofasa prý nedávno dokázal přeměnit na bionaftu komunální odpad. Jak? Pomocí bakteriálního rozkladu se přes mastné kyseliny vědci dostali až k produkci uvedeného biopaliva. Jedná se o plně biologický proces. Háček je v tom, že na získání pouhého jednoho litru paliva spotřebují 10 kg odpadu. Výzkumníci navíc neupřesnili, kolik energie na přeměnu potřebují. Přesto tvrdí, že do roku 2015 by se taková výroba paliv z odpadků mohla stát samozřejmostí.
Výjimkou v pohonu není ani olej na vaření
Britské supermarkety nyní prodávají novou bionaftu B30. Skládá se ze 70 % klasické nafty a 30 % z bionafty. V té je polovina recyklovaného oleje na vaření a stejné množství rostlinných olejů z řepky olejky. Zástupci automobilek Peugeot a Citroen tvrdí, že na tuto směs dokážou jezdit jejich nové automobily s dieselovým pohonem.
Palivový článek se představuje
Palivový článek je elektrochemické zařízení, které přemění energii ukrytou v uhlovodíku nebo vodíku na elektrickou energii. Skládá se ze dvou elektrod, které jsou odděleny elektrolytem. Na anodu se přivádí palivo (např. vodík, methan, methanol). Zde dochází k jeho oxidaci, takže odevzdává elektrony. Ke katodě se přivádí oxidační činidlo (např. kyslík ze vzduchu), které se na ní redukuje. Kyslík může reagovat s protony, s tím, že mu k uskutečnění této reakce chybí elektrony. Na katodě tak vzniká deficit elektronů, na anodě zase přebytek. Tak dochází ke vzniku elektrického napětí mezi dvěma elektrodami. Elektrony jsou přetahovány díky spádu potenciálního napětí z jedné elektrody do druhé. Musí projít vnějším elektrickým obvodem, kde můžou vykonávat elektrickou práci. jejich následnou reakcí s kyslíkem a protony vzniká voda.
Jednotlivé články se ukládají do tzv. stacků. Celá řada (většinou 50–60 článků) je přitištěna k sobě. Elektrický náboj prochází z jednoho do druhého a zůstává stále stejný. Zvyšuje se ale jeho potenciál. Tak na konci, kde jsou tzv. terminální desky, vzniká napětí odpovídající součtu všech jednotlivých článků.
Létající auto se už testuje
Když se někde na vozovce jako hlemýžď sunete v koloně, možná máte přání se vznést. Za pár let to prý nebude žádným problémem. Už v roce 2011 chce americká společnost Terrafugia Transition z Massachusetts do předvést první model létajícího automobilu. Na silnicích jezdí se spotřebou cca 8 litrů /100 km. Vysunutí či zasunutí křídel by přitom mělo trvat třicet sekund a ke startu mu stačí šest metrů! Najednou by mohl dvousedadlový vůz (hmotnost 700 kg) uletět vzdálenost až 725 kilometrů rychlostí kolem až 180 kilometrů za hodinu. Pohání ho benzinovým motor a po stažení křídel bude mít rozměry běžného vozu. Pořizovací cena létajícího automobilu se má pohybovat cca okolo 194 000 USD (cca čtyři miliony Kč).. Společnost Terrafugia Transition má zatím objednávky na zhruba šedesát takových vozů.„Testování bylo velmi úspěšné,“ přiznal kanadské televizi CTV generální manažer firmy Carl Dietrich. „Máme velmi dobře ovladatelný vůz a náš testovací pilot tvrdí, že let byl prostě nevšedně všední, létá jako malé letadlo,“ dodal Dietrich s tím, že zatím společnost neplánuje masovou produkci, na to je prý doba ještě málo zralá.
Elektromobily vyjíždějí i z Letňan
Mnoho firem soukromé i veřejné správy hodlá nakupovat ve značném množství do budoucna elektromobily a hybridy, aby zlepšily alarmující úroveň životního prostředí. Např. na podzim 2009 si britští policisté vyhlédli na Národní policejní výstavě elektromobil Mitsubishi iMiEV. Tento model má dojezd 160 km, maximální rychlost 130 km/h a uveze čtyři dospělé lidi.
Podnik AVIA v Praze-Letňanech začal dodávat podvozky a kabiny pro řadu nákladních elektromobilů Newton společnosti Smith, která funguje ve Velké Británii a USA. Chystá se také expandovat do východní Evropy.
Podvozky Avia jsou první, které se vyrábějí s dojezdem až kolem 400 km na pouhé jedno nabití. Automobilka sice »skromně« uvádí jen 260 km, ale tento údaj je prý pravdivý pouze při velmi neúsporné jízdě.
