Evropská unie se rozhodla ještě více zpřísnit emisní limity a tlak na automobilky tak dále roste. Nová norma Euro 7/VII (7 pro osobní a lehká užitková vozidla, VII pro nákladní vozidla a autobusy), kterou nyní chystá Evropská komise, sice podle neoficiálních informací zřejmě nakonec nebude tak nekompromisní, jak se původně plánovalo, ale požadavky zůstávají i nadále velmi přísné. Evropská komise by návrh nové emisní normy měla předložit do konce letošního roku s tím, že platit začne v roce 2025.

Zástupci automobilového průmyslu se obávají, že pokud norma projde schvalovacím procesem EU, reálně hrozí konec spalovacích motorů. Podle původní unijní představy, která unikla na veřejnost, se emise CO2 měly snížit ze současných 80 mg/km na 30 mg/km. To je však podle automobilek technicky zcela nesplnitelný požadavek. Spotřeba paliva by se totiž v takovém případě musela pohybovat kolem 1,2 litru nafty na 100 km nebo 1,4 litru benzinu na 100 km.

I pokud nakonec bude návrh nové emisní normy mírnější, je třeba počítat s nežádoucími efekty. Nové emisní nařízení totiž bude de facto znamenat zákaz prodeje nových automobilů se spalovacími motory a řada lidí si nový vůz, který by byl v souladu s novou normou, zkrátka nebude moci z finančních důvodů dovolit. Bude tedy dále jezdit ve svém starém autě. Vždyť ceny elektromobilů stále výrazně přesahují ceny běžných aut se spalovacím motorem a nelze příliš očekávat, že se tento stav v příštích několika málo letech výrazněji změní. V úvahu je třeba vzít i to, že v mnoha evropských zemích je nezbytná elektromobilní infrastruktura teprve v úplném zárodku. Tímto vynuceným prodloužením průměrného stáří evropských vozidel se tak ekologický záměr nové normy nepochybně oslabí a je jen otázkou, jak velký tento efekt bude.

Dalším nechtěným efektem normy Euro 7/VII pravděpodobně bude nárůst nezaměstnanosti, který způsobí omezování výroby v automobilovém průmyslu.

Výrobci aut pod tlakem

 „Automobilový průmysl je pod obrovským tlakem regulací a technologického vývoje, zároveň jsou firmy vlivem pandemie koronaviru výrazně oslabené, ať již propadem poptávky, či výpadky v dodavatelském řetězci. Současně platné limity škodlivin v rámci Euro 6/VI i pro spotřebu paliva, respektive emise CO2 přitom již dnes výrazně zasahují do modelové nabídky automobilek. Jakkoliv autoprůmysl bere svou zodpovědnost vůči životnímu prostředí vážně, případné drastické zpřísňování podmínek v tak krátké době je pro evropské páteřní průmyslové odvětví nerealistické,“ komentoval plány Evropské komise Zdeněk Petzl, výkonný ředitel Sdružení automobilového průmyslu.

Aktuálně platné normy stanovují limity oxidu uhelnatého, uhlovodíků, oxidů dusíku a pevných částic a metodiku pro měření těchto škodlivin. Chystané normy Euro 7/VII nejenže zpřísňují současné limity a rozšiřují seznam sledovaných škodlivin, ale do hry vstupují rovněž přísnější metody či dokonce sjednocení limitů pro měření v laboratořích i v reálném provozu. První návrhy také počítaly se zařazením extrémních podmínek testování, tedy například při tzv. studeném startu, jízdě do kopce s přívěsem ve vysokých nadmořských výškách nebo za velmi nízkých teplot. Tato kritéria ale fakticky znamenají zákaz spalovacích motorů. „Výrazně nižší emisní norma se nemůže vztahovat na všechny mezní podmínky, a zejména ne na extrémní jízdní podmínky,“ namítá Milan Šlachta ze společnosti Bosch Česká republika.

„Pro výrobce to vše pochopitelně znamená nutnost dalšího vývoje jak samotného spalovacího motoru, tedy např. zvyšování termodynamické účinnosti, tak jeho aftertreatmentu a další senzoriky na motoru či výfukovém potrubí. Zároveň s tím existuje potřeba v co nejširší míře využívat rekuperaci energie pro zlepšení energetické bilance dopravního prostředku. V praxi to přinese další elektrifikaci pohonů u všech kategorií vozidel. Nelze však opomenout ani využití „nových“ perspektivních a relativně čistých paliv, nutných např. pro těžkou dálkovou dopravu – rozšíření využití LNG nebo jiných, synteticky vyráběných uhlovodíkových paliv,“ vysvětluje Luboš Trnka z renomované certifikační společnosti TÜV SÜD.

Příliš málo času

Podle automobilek je zásadním problémem rovněž velmi krátká doba na implementaci takto rozsáhlých opatření. Obvyklá délka vývoje nového typu vozidla je totiž 5 až 7 let, norma Euro 7/VII by však měla začít platit již v roce 2025.

„Nové emisní požadavky by měly být proveditelné a kontrolovatelné, pokud jde o měření a testování. Vyvinout v tak krátké době nová technologická řešení k dosažení takto nastavených limitních hodnot není technicky možné anebo by to bylo za enormní cenu, která by neodpovídala celkovému přínosu,“ varuje Milan Šlachta a dodává: „K dosažení klimaticky neutrální mobility je třeba vzít v úvahu také ostatní možná řešení. Vedle elektromobility také syntetická paliva pro stávající spalovací motory a dále pracovat na jejich vylepšování. Nevytlačovat je nepřímo novou normou z trhu.“

Celý proces implementace nových norem tedy nakonec nemusí nutně znamenat výraznější pozitiva pro životní prostředí. To tvrdí i studie AERIS Europe zveřejněná na webu Evropského sdružení výrobců automobilů (ACEA). Podle ní by sice nové normy jistý pozitivní účinek mít mohly, ale ten by byl jen omezený, i s ohledem na to, že velmi výrazných pozitiv pro kvalitu ovzduší, například v rovině snížení emisí oxidů dusíku, přinesou již nová vozidla podle normy Euro 6/VI. Automobilky navíc mohou využít i jiných možností, jak snížit emise spalovacích motorů, například s pomocí syntetických paliv, která se vyrábějí z obnovitelných zdrojů. Pro klima totiž není největším problémem spalovací motor, ale fosilní paliva.

Škoda Auto začala ve svých showroomech oficiálně nabízet elektrické SUV Škoda Enyaq iV. Jde o první sériový model mladoboleslavské automobilky, který vychází z modulární platformy pro elektromobily (MEB) koncernu Volkswagen, nemá tedy předobraz ve voze se spalovacím motorem. „S tímto modelem zahajujeme ve společnosti Škoda Auto éru elektromobility,“ komentoval tuto událost člen představenstva Škody Auto Martin Jahn.

Toto sportovní SUV se již může pochlubit i úspěchy na mezinárodním poli. V bezpečnostním testu sdružení European New Car Assessment Programme (Euro NCAP) získalo pět hvězdiček, tedy nejvyšší hodnocení. Za svůj design vůz obdržel prestižní ocenění Red Dot Award.

Osobitost designu vozu ENYAQ iV vyjadřují především vyvážené proporce, skulpturální tvary a výrazná maska chladiče. Na přání zákazníka může být vůz vybaven i speciální maskou Crystal Face, která se skládá ze 131 LED diod. Ty masku chladiče osvětlují a umocňují tak její zajímavý vzhled. Maska Crystal Face rovněž vytváří jedinečný efekt v kombinaci s animovanou funkcí Coming/Leaving Home. K originalitě elektromobilu přispívají také dynamická směrová světla na zádi.

Škoda Enyaq iV (foto Škoda)
Škoda Enyaq iV (foto Škoda)

Interiér modelu ENYAQ iV nabízí posádce nadstandardní komfort. Při jeho navrhování byl hlavní inspirací svět moderního bydlení. Varianta Loft navozuje pocit rodinného bydlení, varianta Lodge zase klade důraz na udržitelné materiály. Interiér Lounge je pak v každém ohledu výrazem luxusu a exkluzivity. Ve střední části palubní desky se nachází 13” (s úhlopříčkou 33 cm) displej infotainmentu včetně head-up displeje s rozšířenou realitou a dálkově ovládané parkování pomocí aplikace MyŠkoda. Velmi přehledný virtuální kokpit nabízí čtyři režimy zobrazení a jeho ovládání z volantu je snadné a intutitivní.

I bezpečnostní prvky tohoto elektromobilu jsou nadstandardní. ENYAQ iV může být vybaven až devíti airbagy včetně centrálního airbagu mezi předními sedadly a komplexní ochranou cestujících Proactive Occupant Protection. Četné moderní asistenční systémy v mnoha situacích varují řidiče před možnou kolizí a dokonce aktivně pomáhají předcházet jí nebo minimalizovat její následky. Mezi tyto systémy patří například Front Assist s prediktivní ochranou chodců a cyklistů, asistent změny jízdního pruhu (Side Assist) včetně asistenta parkování (Rear Traffic Alert).

Dále je ve výbavě antikolizní asistent, asistent při odbočování a funkce varování při vystupování z vozu. Travel Assist řidiči aktivně pomáhá s řízením v podélném a příčném směru a vedle adaptivního tempomatu (ACC) rovněž zahrnuje adaptivní vedení v pruhu s detekcí práce na silnici, asistenta při jízdě v kolonách a také nouzového asistenta (Emergency Assist). Na přání je pro model ENYAQ iV k dispozici i head-up displej, ve kterém Škoda poprvé využívá rozšířenou realitu, a full LED Matrix světlomety.

Vůz se prodává ve variantách s pohonem zadních nebo všech čtyř kol a se dvěma typy baterie – s kapacitou 62 a 82 kilowatthodin. Výrobce uvádí, že dojezd vozu na jedno nabití může činit až 520 kilometrů. Maximální rychlost nejvyšší verze vozu je 180 km/h. Cena vozu začíná na 1,2 milionu Kč. Automobilka očekává, že se toto elektrické SUV prosadí nejen na českém, ale i na západoevropském trhu.

Společnost General Motors před několika měsíci překvapila tím, že bude v roce 2035 vyrábět už jen vozy bezemisní. Základem nabídky mají být vozy na nových technologiích firmy, jako jsou například baterie Ultium.

Ty mají být dostatečně levné na to, aby GM brzy mohlo cenou svých elektromobilů konkurovat i vozům se spalovacím motorem. Ovšem první vůz, který GM s bateriemi Ultium chce prodávat, bude všechno, jen ne levný.

Premiéru by si měly totiž tyto baterie odbýt v novém pick-upu postaveném na základu známého terénního vozu Hummer. GM jím míří na stejné zákazníky, kteří s takovým nadšením objednávali Cybertruck společnosti Tesla (i přes slavně nepovedené představení vozu, během něhož se vysypalo údajně „nerozbitné“ okénko vozu).

Elektrický Hummer EV má mít díky třem elektromotorům maximální výkon tisíc koní (cca 745 kW). Cena začíná na zhruba 113 tisíc dolarech, tedy 2,6 milionu korun. A to je samozřejmě v USA, v Evropě bude ještě znatelně vyšší. Za to by zákazník měl dostat vůz s vysokou průchodností terénem, který dokáže zrychlit z 0 na 100 zhruba za 3 sekundy.

Zatím se zdá, že sázka na toto elektrické monstrum automobilce vyšla. GM se při oficiálním představení pochlubilo, že rezervace na vozy první série byly rozebrány během 10 minut.

Předchozího elektrického modelu firmy, Chevy Bolt, se v USA prodalo za celý rok 2020 zhruba 20 750 kusů. V pandemickém roce to není špatný výsledek, ale Tesla prodala elektromobilů zhruba 300 tisíc. GM má tedy co dohánět. Uvidíme, zda elektrický Hummer znamená skutečně začátek nové éry.

Společnost General Motors na konci ledna 2021 překvapila. Její šéfka Mary T. Bara oznámila úplný přechod k „bezemisním“ vozům do roku 2035. Není to zrovna termín, který by byl „za rohem“, na druhou stranu jde o termín dobrovolný.

Spojené státy přitom (alespoň zatím) v tomto ohledu volnější legislativu než Evropská unie. Odráží to fakt, že politická shoda na přechod k elektromobilitě či jiným bezemisním typům pohonu je menší než v Evropě. Země je také producentem a čistým exportérem ropy a dalších fosilních paliv, na rozdíl od EU.

General Motors se politickým okolnostem dokáže dobře přizpůsobit. Když do Bílého domu nastoupil Donald Trump, šéfka GM Mary Bara se zasadila o to, aby jeho administrativa rozvolnila emisní limity stanovené za vlády Baracka Obamy. Pak se firma připojila k federální vládě v žalobě proti státu Kalifornie, který zavedl své vlastní, podstatně přísnější limity na emise pro osobní auta.

Když pak Donald Trump prohrál, GM se z žaloby stáhlo. A svůj přechod k „čisté mobilitě“ firma oznámila jen den poté, co Biden podepsal nový tzv. exekutivní příkaz, který stanovil boj proti změně klimatu jako jednu z priorit jeho administrativy.

2020 Chevrolet Bolt EV (kredit GM)
2020 Chevrolet Bolt EV (kredit GM)

Z tohoto hlediska je tedy nepochybně těžké říci, zda jde o skutečně vážně míněný cíl, či zda firma spíše vyhověla momentální politické poptávce a jde o cíle deklarativní, které za několik let s větším či menším humbukem modifikuje či zcela opustí.

Ovšem pokud jde pouze o „habaďůru“, firma svůj zájem o elektromobilitu předstírá opravdu důkladně. Od nástupu Mary Bara v roce 2014 totiž do rozvoje s tím souvisejících technologií věnovala nemalé prostředky. V největší míře do baterií.

GM Electric

Firma chce ve svém tradičním působišti, městě Lordstown v Ohiu, vybudovat veliký závod na baterie za 2,3 miliardy dolarů (cca 50 mld. Kč). Podnik by měl nést název Ultium Cells, který obsahuje anglické slovo pro články („cells“) a obchodní název technologie, na niž firma sází.

Baterie Ultium by se měly v mnoha ohledech lišit od standardu, který vytyčily Tesla a společnost Panasonic. Kalifornská firma ve svých elektromobilech využívá v podstatě obdobu osvědčených a časem prověřených článků pro spotřební elektroniku. Jde vlastně o upravené články, které Panasonic dodával výrobcům notebooků. Samozřejmě procházejí dalším vylepšováním, jejich historický základ ale můžeme hledat právě v takových zařízeních.

První generace článků Tesly se tak nazývala 18650, protože měla rozměry 18 na 65 milimetrů (tužkové baterie AA mají 14,9 na 50 mm, tyto tedy nebyly o mnoho větší). Pak přišly větší 2170 (21 na 70 mm), které měly tedy zhruba o polovinu větší objem. V září 2020 pak Tesla oznámila přechod na větší články 4680, které už mají zhruba pětkrát vyšší kapacitu než původní články18650.

Stavba tovrány na baterie v Lordstown (foto Roger Mastroianni pro General Motors)
Stavba tovrány na baterie v Lordstown (foto Roger Mastroianni pro General Motors)

GM pracuje s články v pytlících, ne válcovitými. Jde podle dostupných údajů o prostorově nejefektivnější řešení, které využívá 90 až 95 procent dostupného objemu baterie. Firma také od začátku míří na články s vysokou kapacitou. Zatímco největší článek Tesly, typ 4680, má kapacitu kolem 90 kWh, General Motors bude vyrábět moduly kapacitou cca 50 až 200 kWh v závislosti na typu vozu.

Nejvýkonnější moduly s kapacitou 200 kWh obsahují de facto ovšem dva články zapojené v sérii s celkovým napětím 800 voltů (V). Díky tomu se od začátku může počítat s možností rychlého dobíjení výkonem až 350 kW, což zhruba odpovídá tempu dobití na 150 kilometrů jízdy za 10 minut. Menší moduly pracují s napětím 400 V a nabíjení tedy bude omezeno maximálně na cca 200 kW.

S technologií známou zatím jako Ultium 1.0 by automobilka měla jednoduše řečeno dostat od stejného objevu mnohem více energie. GM uvádí, že baterie by měla mít cca o 60 procent vyšší energetickou hustotu než stávající baterie u modelu Bolt. Takové tvrzení je těžké ověřit, také není jasné, jak přesně výpočet probíhal.

Elektromoboliová platforma automobilky GM s bateriemi Ultium (kredit Steve Fecht pro General Motors)
Elektromoboliová platforma automobilky GM s bateriemi Ultium (kredit Steve Fecht pro General Motors)

Na stejných kolech

K finančnímu úspěchu elektromobilů koncernu GM má přispět i zjednodušování jejich výroby a konstrukce. V tom má výrazně pomoci nový “společný základ” pro všechny elektromobily firmy: modulární platforma BEV3. Měla by posloužit jako základ desítek různých modelů všech velikostí a karosářských verzí, včetně pick-upu.

BEV3 bude navíc možno využít pro modely s pohonem předních, zadních nebo všech kol. Modulární konstrukce elektrických modelů (včetně bateriových sestav) by měla výrazně zjednodušit řízení výroby komponentů napříč celým koncernem.
Ke zjednodušení výroby by mělo přispět také to, že bateriové sestavy Ultium lze skládat do více vrstev. Soupravy tedy nemusí být jen ploché, a rozměr, a tedy i kapacitu, tak lze jednoduše přizpůsobit požadavkům dané konstrukce.

I přes všechny tyto kroky je jasné, že elektromobily jsou zatím stále dosti “drahý špás”. První – a podle všeho dosti pravděpodobně úspěšný – model využívající baterií Ultium totiž bude všechno, jen ne levný. Má jím být totiž elektrická verze známého Hummeru.

Devět členských zemí Evropské unie vyzvalo Evropskou komisi, aby stanovila datum, po němž nebude možné v unii prodávat nové vozy poháněné fosilnímu palivy. Skupina v čele s Dánskem a Nizozemskem si přeje, aby se automobilový průmysl sladil s ambiciózní unijní klimatickou politikou.

„Musíme urychlit zelený přechod v silniční přepravě a jako zákonodárci vyslat jasnou zprávu výrobcům i spotřebitelům,“ uvedl dánský ministr pro klima, energetiku a zdroje Dan Jörgensen. Vedle zmíněné dvojice států komisi oslovily Rakousko, Belgie, Řecko, Irsko, Litva, Lucembursko a Malta.

Současné standardy pro emise uhlíku potřebují „výrazně posílit“ a Evropská unie musí též posílit infrastrukturu stanic pro nabíjení a doplňování paliva pro vozy s nulovými emisemi, uvedli zástupci devíti zemí. Brusel by podle nich měl jednotlivým zemím umožnit, aby si samostatně rozfázovaly omezování a zákaz prodeje nových aut na fosilní paliva.

Evropská komise v červnu navrhne přísnější standardy pro emise oxidu uhličitého pro nová auta jako součást balíku opatření, jejichž cílem je snížit emise do roku 2030 nejméně o 55 procent proti hodnotám z roku 1990. Do roku 2050 chce blok dosáhnout klimatické neutrality.

Nemálo automobilek už představilo plán přechodu k elektrickým vozům. Za poslední měsíc oznámila švédská automobilka Volvo, že přejde na elektrická auta do roku 2030. Americký výrobce vozů Ford Motor zase informoval, že do stejného roku bude v Evropě prodávat pouze elektromobily. Značka Volkswagen ze stejnojmenného koncernu plánuje, že do roku 2030 budou v Evropě plně elektrické vozy tvořit přes 70 procent aut, které tato značka prodá.

Britská vláda se zavázala, že od roku 2030 zakáže prodeje nových aut a dodávek na benzín a naftu. Prodeje elektrických a hybridních vozů v Evropské unii se loni meziročně téměř ztrojnásobily na jeden milion vozů. Z úhrnu prodaných aut činily jednu desetinu.

V zimě roku 1908 vyrazil na třítýdenní zkušební jízdu po amerických silnicích vůz Fritchle Model A Victoria. Nebylo to na žádnou malou projížďku. I v zimě, která dnešním i tehdejším elektromobilům ukrajuje z dojezdu vůz ujel na jedno dobití v průměru vzdálenost 140 kilometrů. Nejdelší ujetá vzdálenost byla 170 kilometrů.

Frichtle nebyl zdaleka sám. S elektromobily tehdy experimentovala řada automobilek (z dnešního pohledu spíše miniautomobilek). Hojně se debatovalo o tom, zda elektrické vozy vytlačí vozy se spalovacím motorem, či nikoliv.

Frichtle nebyl ani ojedinělý svými výkony. Některé elektromobily z prvních let 20. století byly vybaveny ještě lepšími typy akumulátorů a měly tedy i lepší dojezd. Příkladem může být vůz Detroit Electric, který během jedné zdokumentované jízdy ujel bez dobíjení 211 mil, tedy 340 kilometrů.

Elektromobil Fricthle Phaeton
Elektromobil Fricthle Phaeton

Dobře si vedl i v městském provozu: Detroit Electric vydržel při zkouškách jezdit týden v běžném městském provozu hodinu a půl až dvě denně. Najel celkem 190 kilometrů na jediné dobití, trvající údajně sedm a půl hodiny. To je klíčový test, protože v té době se ještě více než dnes jezdilo po městech. Meziměstská silniční síť v podstatě neexistovala.

Při zkouškách v městském provozu tak jel Detroit Electric průměrnou rychlostí necelých 20 kilometrů za hodinu. Kdyby se pohyboval dvakrát rychleji, tedy ve městě dnes běžných 40 km/h, fyzika nám říká, že by spotřeboval při stejné vzdálenosti spotřeboval čtyřikrát tolik energie na překonání odporu vzduchu. Odporu vzduchu je přitom pro spotřebu rozhodující (pokud budeme předpokládat, že trať v součtu nemá veliký výškový rozdíl).

Za vyšší cenu

Stejně jak dnes byly také lepší výkony vykoupeny vyšší cenou. Detroit Electric byl vybaven nikloželeznými akumulátory (nikl pro kladnou elektrodu a železo pro zápornou) z Edisonovy dílny. Ty přišly na 600 dolarů navíc k základní ceně vozu, která sama o sobě činila 2 500 dolarů.

V přepočtu na dnešní ceny (pravda, opravdu jen orientačním) můžeme říci, že 600 dolarů je více než čtvrt milionu korun. Ovšem skutečnost asi lépe ilustruje informace, že Ford T se spalovacím motorem stál zhruba ve stejné době (v roce 1911) 850 dolarů. A o dva roky později už to bylo jenom 550 dolarů a cena dále klesala. Cena baterií na začátku 20. století nijak výrazně neklesala. (Na rozdíl od ceny v 21. století, dodejme.)

Brzy se projevily i další potíže. Elektromobilům uškodilo rozšiřování již zmíněné silniční sítě. V metropolích nebyl malý dojezd takovou nevýhodou a vynikl také tichý provoz. Na větší vzdálenosti přestaly stačit. U benzinových typů stačilo zvětšit nádrž, zvětšit baterii tak jednoduché není.

Pokrok až v 21. století

Byly drahé a nedokázaly pojmout dostatečné množství energie. Klíčovým ukazatelem použitelnosti baterií v elektromobilech je jejich měrná kapacita. Tedy kolik energie dokáží udržet v poměru ke své hmotnosti. Jako jednotka se používá watthodina na kilogram (Wh/kg).

Známé olověné akumulátory, které byly k dispozici již na začátku 20. století měly kapacitu 10-15 Wh/kg. Pokročilejší nikloželezné pak 40 Wh/kg (rok 1911). Přitom z jednoho jediného litru benzínu se při spálení uvolní 10 000 watthodin (čili 10 kWh). Účinnost motorů bylo tehdy nízká, z této energie se tedy využila jen malá část (někdy jen 10%). I tak již před 100 lety platilo, že několik litrů paliva zvýší dojezd vozidel stejně jako tunová olověná baterie.

Detroit Electric z roku 1911
Detroit Electric z roku 1911

Dnes je situace v tomto ohledu lepší díky tomu, že kapacita baterií celkem rychle roste Třeba v první generaci vozů Nissan Leaf (vyrobeny 2010) činila kapcita kompletních baterií 150 Wh/kg. U dnešních vozů Tesla Model 3 se pohybuje údajně kolem 260 Wh/kg. Cena přitom výrazně klesla. Nevíme přesně, to výrobci neuvádí, ale rozhodně o více než polovinu.

Elektromobily tak neměly šanci. V roce 1914 tedy sice Ford ještě mluvil o možném spuštění sériové výroby elektromobilů, ale zároveň prodal 308 162 kusů modelu T. V roce 1915 to bylo přes půl milionu. A o elektromobilech se už nemluvilo.

Načíst další