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.

Společnost Panasonic, která dodává společnosti Tesla od počátků její činnosti v Silicon Valley lithium-iontové články do baterií, údajně prodala celý svůj podíl v automobilce Elona Muska. Tvrdí ovšem, že obchodní vztahy obou firem se tím nijak nezmění.

Japonský elektronický gigant se sídlem v Ósace se podle zprávy agentury Nikkei Asia zbavil svých akcií Tesly během fiskálního roku, který skončil 31. března 2021. Prodej cenných papírů pravděpodobně představoval velkou část z 3,9 miliardy dolarů, které Panasonic ve výročních zprávách vykázal jako “výnosy z prodeje a odkupu investic” a které budou použity na financování nových investic, uvedl Nikkei.

Panasonic původně koupil 1,4 milionu akcií po 21,15 USD v době IPO společnosti Tesla v červnu 2010. Společnost uvedla, že její podíl měl na konci března 2020 hodnotu přibližně 730 milionů USD, tedy před loňským rozdělením akcií Tesly v poměru 5:1 a masivním nárůstem ceny v průběhu konce roku 2020. Na základě této pozice z předchozího roku by měl podíl společnosti Panasonic hodnotu 4,6 miliardy dolarů, pokud by neprodala žádné akcie. Společnost Tesla zprávu zatím veřejně nekomentovala.

Spolu s Toyotou a Daimlerem, automobilkami, které investovaly do Tesly a spolupracovaly s ní v jejích počátcích (a v případě Toyoty jí prodaly rozsáhlý montážní závod), se Panasonic ukázal být mimořádně cenným partnerem. Pro vozidla společnosti Tesla dodává stále větší množství lithium-iontových článků a úzce spolupracuje s konstruktéry společnosti Tesla na úpravách jejich chemie a konstrukce za účelem jejich optimalizace pro použití ve výkonných elektromobilech. Panasonic spolupracuje se společností Tesla také v její továrně Gigafactory ve Sparks v Nevadě a dříve pro ni vyráběl produkty pro solární energii v závodě automobilky v Buffalu ve státě New York, než tam v létě 2020 ukončil činnost.

Panasonic hodlá Muskově společnosti nadále dodávat články a spolupracuje s ní na nové generaci baterie, kterou Musk podrobně představil v roce 2020. “Náš vztah s Teslou jako obchodním partnerem se do budoucna nezmění,” uvedl manažer společnosti Panasonic, jehož jméno Nikkei neuvedl.

Zatímco ještě před rokem 2020 se podíl elektromobilů a vozidel s hybridním pohonem na trhu zvyšoval sice poměrně rychlým, ale konstantním tempem, dnes již automobilky masivně investují převážně jen do elektromobility. Ruku v ruce s tímto trendem jde trvale sílící tlak na automatizaci výroby – elektromotorů, elektroniky a baterií.

S narůstajícím objemem výroby elektromobilů roste také poptávka po bateriích. V roce 2020 se prodej strojů a systémů pro výrobu bateriových článků zvýšil zhruba o 40 %, uvedla nedávno společnost společnost Festo, která je předním světovým dodavatelem v oboru průmyslové automatizace, 

Výroba baterií je velmi složitá. Festo nabízí celou řadu produktů a řešení pro výrobu strojů a systémů, které jsou určeny speciálně pro toto průmyslové odvětví. Uplatňují se v celém procesním řetězci výroby bateriových článků: od komponent pro procesní automatizaci nasazené při zpracování surovin přes produkty v plně automatizované výrobě bateriových článků, které neobsahují měď, zinek ani nikl a jsou vhodné do suchých a čistých prostor, až po montážní systémy určené pro instalaci bateriových modulů do vozidel. 

Postup se od klasické montáže motoru v mnohém liší. Zatímco výroba motoru vyžaduje „pouze“ vysoce přesnou instalaci mechanických součástí, výroba bateriových modulů se neobejde bez manipulace s drahými a potenciálně nebezpečnými elektrochemickými součástkami. Uchopení a přeprava těchto komponent tedy musí být nejen přesné, ale především bezpečné.

Na systémy pro montáž a demontáž bateriových modulů a bateriových se tedy kladou poněkud jiné požadavky. Dokumentuje to například zařízení, které na letošním (stále ještě digitálním) veletrhu Hannover Messe představila právě společnost Festo. Pracuje na principu zajišťovací mechanismus, který se pomocný otočného systému umístí pod bateriový článek, se kterým se manipuluje, a účinně brání nechtěnému pádu. Mechanický zajišťovací systém brání pádu i v případě nečekaného výpadku proudu. 

Mechanické vyrovnání článku během pohybu sledují optická čidla. V průběhu montáže se současně měří i elektrická polarita článku. Pokud není napětí na článku správné, okamžitě je ze systému vyřazen. Důležité je i to, aby byly články umístěny do krytu modulu ve správné orientaci. Kdyby došlo k instalaci baterie s nesprávně orientovanými póly, v modulu by mohlo dojít ke zkratu.

Podvozek elektromobilu s integrovanou baterií (foto Festo)
Podvozek elektromobilu s integrovanou baterií (foto Festo)

Podle současných průmyslových standardů je manipulátor také vybaven zařízením na sběr dat z výroby, která se vyhodnocují a na jejich základě se zjišťuje, jestli se některá součástka neblíží ke konci své životnosti, jestli se neblíží čas na servis apod.

Modulární montážní systém pro bateriové moduly a bateriové sady od Festo umí také baterie v opačném pořadí kroků demontovat. To je velmi užitečné, poněvadž recyklace baterií bude z hlediska udržitelnosti v budoucnu čím dál tím důležitějším prvkem.

Čínský výrobce baterií EVE Energy by se mohl stát po společnosti CATL druhým dodavatelem článků LFP společnosti Tesla. Podle zpráv médií jsou jednání mezi společnostmi Tesla a EVE Energy již v pokročilé fázi.

Rozhovory mají být údajně uzavřeny ve třetím čtvrtletí roku 2021. Rozhovory se údajně týkají dodávek pro šanghajskou továrnu Gigafactory. Jak uvedl jeden z odkazovaných insiderů, EVE je již v závěrečné fázi testování produktů pro Teslu. Společnost Tesla ani EVE Energy na dotazy o komentář nereagovaly. EVE Energy se specializuje na vývoj a výrobu článků LFP, tedy lithium-železo-fosfátových článků.

Baterie pro masy?

Během “Bateriového dne” v září 2020 oznámil generální ředitel společnosti Tesla Elon Musk záměr zaměřit se více právě na baterie LFP. Týká se to především modelů “Standard Range”, v nichž mají být použity robustní a odolně baterie toho typu. Tyto “železité” akumulátory mají sice nižší energeetickou hustotu a poskytuí tedy při stejných rozměrech baterie kratší dojezd, ale jsou výrazně levnější, protože používají železo namísto dražších materiálů, jako je nikl, mangan nebo kobalt.

Jak již asi víte, kobalt se používá v katodě baterií, obvykle v kombinaci s niklem a manganem v podobě materiálu známého jako NMC. Kobalt je z těchto materiálu nejdražší, navíc je dnes jeho produkce vázána na problematickou těžbu v Kongu. I proto se většina výrobců snaží zbavit v první řadě právě kobaltu.

V minulosti byly v NMC ve stejném poměru 1 : 1 : 1 nikl, mangan a kobalt. V nových bateriích ovšem tvoří velkou část materiálu pouze nikl (někdy téměř 90 procent) a kobaltu je cca 5 procent. Tesla tedy znovu není jediná, je v podstatě ilustrací obecného trendu, který by měl zjednodušit a zlevnit výrobu baterií obecně. Tesla možná bude, možná nebude první, důležité je, že vývoj pokračuje.

Pro varianty “Long Range” nebo “Performance” se budou nadále instalovat baterie NMC, ale s již zmíněným sníženým obsahem kobaltu. V závislosti na konstrukci modelu budou použity katody s vysokým obsahem niklu nebo manganu. Vzhledem k tomu, že poptávka po niklu roste mnohem rychleji než těžební kapacity, mohly by nedostatky v dodávkách a rostoucí ceny omezit výrobu velkoobjemových modelů – proto je kladen důraz na články LFP pro vozidla se standardním dojezdem.

Zvyšování cen se však nevyhýbá ani článkům LFP: o víkendu Tesla zvýšila vstupní cenu pro Model 3 Standard Range v Číně (s články LFP od společnosti CATL) o 1 000 jüanů (128 eur) na 250 900 jüanů – podle agentury Reuters byl tento krok odůvodněn kolísáním nákladů.

V loňském roce byly některé vozy Model 3 Standard Range+ vyrobené v Číně dodány také do Evropy. Zatímco samotné vozy přesvědčily svým kvalitním zpracováním, objevily se četné zprávy o horším výkonu při nabíjení (zejména v chladném počasí) a o případech zablokování některých vozidel, kdy se vůz vypnul i přes to, že baterie byla stále nabitá. Krátce poté Tesla vydala aktualizaci softwaru, která optimalizovala správu baterie.

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.

Ceny baterií pro elektromobily klesly od roku 2010 o 90 procent. A klesat mají i nadále, alespoň podle pravidelné roční analýzy agentury Bloomberg NEF.

Přispívá k tomu jak snižování nákladů na výrobu, tak rovněž synergicky postupné zvyšování kapacity článků. Díky němu lze pro tedy pro stejný účel využít menší baterie. Automobilový průmysl je dnes hlavním tahounem poptávky po bateriích. Má největší podíl na jejich cenu i pro další obory.

Blíží se paritě

V loňském roce se podle analýzy Bloomberg NEF průměrná cena za celé bateriové soubory (ne pouze samotné články) napříč elektromobilovým odvětvím pohybovala mezi 135–140 dolary za kilowatthodinu ($/kWh). V roce 2010 byla průměrná cena za takové komponenty podle stejné analýzy 1 100 $/kWh.

V Číně se v jednom konkrétním sektoru – bateriových sestav pro autobusy – cena dostala dokonce údajně na úroveň jen těsně nad 100 $/kWh. Právě ta se považuje zhruba za hranici, na které by se ceny vozů se spalovacím motorem a elektromobilů měly přibližně vyrovnat.

Průměr by se měl dostat na tuto “magickou” hodnotu kolem 100 $/kWh kolem roku 2023, odhaduje agentura. Dlouhodobější předpověď říká, že v roce 2030 by se cena mohla pohybovat někde kolem 60 $/kWh.

Samotné články, ze kterých se baterie skládájí do souborů (“pack”) se v roce 2020 prodávaly podle Bloombergu v průměru 100 dolarů za kilowatthodinu ($/kWh). Jak vidno, ty tvoří velkou část finální ceny za celé soubory (anglicky “battery packs”).

Podíl samotných článků ("cells") a jejich "balení" do hotových baterií ("pack") na ceně bateriových souborů pro automobilový průmysl (graf: Bloomberg NEF)
Podíl samotných článků (“cells”) a jejich “balení” do hotových baterií (“pack”) na ceně bateriových souborů pro automobilový průmysl (graf: Bloomberg NEF)

Jak dál?

Trend je podle analýzy jasný a nezdá se, že by ho mohly výrazně ovlivnit například vyšší cenu surovin. Většina výrobců totiž dokázala snížit množství používaných vzácnějších ingrediencí typu kobaltu a výkyvy jejich ceny by neměly tedy pokles baterií příliš ovlivnit.

Cesta k dosažení ceny pod 100 $/kWh je prý ovšem jasná. Na podobné trajektorii se pohybuje celá řada dalších výrobců. Průměrná cena kompletních baterií by se tak na cca 100 $/kWh měla dostat podle Bloombergu v roce 2023.

Stále se projevují a v příští letech budou dále projevovat úspory z rozsahu, jak najíždějí nové výrobní kapacity. Také se daří zlepšovat chemii článků a baterií a průběžně (o několik málo procent ročně) se zvyšuje energetická hustota baterií, která také stlačuje cenu dolů.

Velcí výrobci mají podle Bloombergu zdravé marže kolem 20 procent. Jejich výrobní kapacity bývají také využívany z 85 procent. I to je faktor, který ke snižování cen přispívá.

Méně jasné už podle ankety mezi výrobci je, jak se ceny dostanou z pásma kolem 100 $/kWh ještě výrazně níže. Výrazný pokles cen si analytici slibují od zavedení nových typů, především článků s pevným elektrolytem, ale jejich zavedení do masové výroby se v několika příštích letech příliš neočekává.

Do ceny pro zákazníky se bude tento trend promítat pomaleji. Již proto, že dnes většina výrobců na elektromobilech de facto prodělává. I největší výrobce, Tesla, má zisk v mnohem, mnohem větší míře z prodeje emisních kreditů jiným automobilkám. Velmi zjednodušeně řečeno totiž prodává jiným značkám „federální odpustky“ za prodané vozy se spalovacím motorem.

Německý výrobce luxusních aut BMW chce do roku 2030 zvýšit poměr prodaných elektromobilů nejméně na polovinu. To znamená, že si nastavil konzervativnější cíl než konkurenti.

Automobilka ve své výroční zprávě spolu s podrobnými výsledky hospodaření za loňský rok dnes také oznámila, že proti loňsku letos počítá i s výrazným zlepšením ziskovosti.

BMW předpokládá, že marže provozního zisku letos vystoupí na šest až osm procent, loni činila 2,7 procenta. Co se týče zvýšení poměru vyrobených a prodaných elektrických vozů, na elektrický pohon přejde do konce desetiletí celá značka Mini.

Plug-in hybrid BMW i8 dubajské policie (foto Paul Thomson)
Plug-in hybrid BMW i8 dubajské policie (foto Paul Thomson)

Do roku 2023 bude mít automobilka asi šest čistě elektrických modelů. Do roku 2025 chce mít pak na silnicích dva miliony aut poháněných elektřinou, do konce dekády 10 milionů. Firma už dříve uvedla, že do roku 2023 bude mít pětina z prodaných vozů alternativní pohon. Svůj elektrický sedan i4 chce BMW letos představit s tříměsíčním předstihem.

Bavorská firma si tedy počíná ohledně elektromobility mnohem obezřetněji než největší německý výrobce aut, tedy koncern Volkswagen. Ten nedávno oznámil, že do roku 2030 bude 70 procent jeho aut elektrických. Skupina také v březnu informovala o plánu postavit v Evropě šest závodů na výrobu baterií.

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