Sbohem, spalovací motory! Mohli bychom však přejít na elektromobily?

Automobilová budoucnost začíná vypadat zejména elektricky. Všichni velcí výrobci aut se předhánějí v tom, kolik desítek elektromobilů budou mít ve své nabídce po roce 2020, tedy do tří let. A elektrifikovat se mají i tahače nebo autobusy. Jenže je vůbec možné přejít jen na auta na elektřinu?

Zapomeňte na brzký zánik aut se spalovacím motorem

Předně je třeba si říci, že analytické společnosti elektrickou budoucnost zas tak růžově nevidí. Ano, počítají s prodeji 24,4 milionu elektromobilů, případně hybridů ročně (aspoň Bloomberg), přičemž loni bylo prodáno bezmála 95 milionů vozů, ale to se bavíme o roce 2030. Za dlouhých 13 let by tedy elektromobily mohly začít tvořit zhruba tak pětinu, ne-li spíš šestinu prodaných vozů. Prodeje aut totiž raketově rostou.

Jestliže v předkrizovém roce 2007 dosáhly 73,3 milionu vozů, o devět let později to bylo o pouhých 29,6 % více. Tímto tempem by se v roce 2030 prodalo 135 milionů aut, a to i při uvážení dvouletého propadu prodejů, který následoval v letech 2008 a 2009.

Problém první – lithium

I při takto „nízkém“ podílu elektromobilů však podle Bloombergu narazíme na zásadní problém – nedostatek lithia. Bloomberg zmiňuje, že je sice fajn, že se otevírají nové doly na těžbu lithia (o jednom z nich se ostatně mluví i v Česku), ale problém je, že dvacet nových plánovaných dolů, které se mají přidat k těm stávajícím šestnácti, nebude pravděpodobně otevřeno včas. První z nich má totiž zahájit těžbu až v roce 2019. Lithium je přitom potřeba i na jiné oblasti než akumulátory pro automobily a také v nich poptávka po něm výrazně roste, například u smartphonů a notebooků.

Pravda je, že problém s lithiem by mohl aspoň u hybridů částečně vyřešit revoluční průlom v oblasti superkondenzátorů. Těmi jsou vybaveny i některé vozy s čistě spalovacím pohonem, jako například Mazda 6, které jimi pohánějí palubní systémy třeba v době, kdy je spalovací motor kvůli systému i-stop vypnutý. Na napájení pohonného ústrojí to však zatím není. Další možností by byl revoluční průlom v některé alternativní technologii akumulátorů. Takovou nadějí by mohly být například ZnO akumulátory. Ty teoreticky existují od počátku 19. století, v praxi se objevily už v roce 1996, ale masové produkce a nasazení se zatím nedočkaly. I po téměř dvou stoletích totiž prý čelí „dětským nemocem“. Nicméně výzkum a vývoj v této oblasti probíhají.

Problém druhý – výroba elektrické energie

Ačkoliv nedostatek lithia může vypadat jako poměrně zásadní problém, pes je zakopaný úplně jinde. Brzy totiž nebude jak elektromobily dobíjet. V Česku bylo loni evidováno 5,37 milionu automobilů. Řekněme, že by 1,4 milionu byly elektromobily, které se dobíjejí jen jednou týdně. Denně by tak bylo potřeba dobít v průměru 200 tisíc elektromobilů. Předpokládejme, že každý by potřeboval dobít pouze 50 kWh. To u Modelu S představuje dojezd 250 km, což přepočteno na kalendářní rok dělá nějakých 13 000 km. To je vcelku akceptovatelný nájezd.

V takovém případě by tedy bylo potřeba dobít 10 GWh energie. Aby se do akumulátorů dostalo 10 GWh, bude potřeba k nabíječce dostat cca 12 GWh, protože tu máme ztráty nabíjením. Aby se do nabíječky dostalo 12 GWh, potřebujeme u vstupu do přenosové soustavy dostat nějakých 12,15 GWh a vyrobit zhruba 12,2 GWh, což je 4 453 GWh ročně. Spotřeba elektrické energie v Česku by tím stoupla o 7,3 % čistě jen na elektromobily. To bychom ještě zvládli z vlastních zdrojů, protože ČR je jednou z mála zemí, která elektřinu vyrábí i na export. ČEPS uvádí, že ročně vyrobíme 84 TWh, přičemž podle ČEZ spotřebujeme jen 61 TWh.

Jenže zásadní problém není ani tak v navýšení celkové spotřeby energie, jako spíš v nahodilých skokových odběrech. Moderní rychlonabíječky mají nabízet výkon až 350 kW. Pokud bychom z těch 200 000 vozů dali v jeden okamžik „rychlonabíjet“ třeba 15 tisíc z nich, bavíme se o špičkovém odběru ve výši 5,25 GW. Čistě pro srovnání – všechny bloky Jaderné elektrárny Temelín dají dohromady 2,11 GW.

Navíc jaderná energie nejde používat na vykrývání špičkových nahodilých odběrů, protože její výrobu v podstatě nelze regulovat. Po vložení regulačních tyčí se výkon jaderného reaktoru snižuje jen velmi pomalu. Proto se jaderné zdroje používají pro napájení nonstop provozů, elektrické železnice a podobně. Rychle lze navyšovat výkon vodních a přečerpávacích elektráren, na výrobu energie velmi drahých paroplynových elektráren a pak těch tepelných, na uhlí. Dostatečný výkon jsou schopné poskytovat jen poslední zmiňované. Klíčový problém s elektromobily tak spočívá v rychlonabíjení.

Problém třetí – přenosová soustava

A je tu ještě třetí problém, a to přenosová soustava. Pokud budu chtít vybudovat dobíjecí stanici s deseti stojany, tj. špičkovým odběrem ve výši 3,5 MW, bude k ní potřeba s nejvyšší pravděpodobností vlastní transformátorová stanice a vlastní 22kV vedení. Pokud jich budu mít po městě víc, což budu. Je docela pravděpodobné, že bude potřeba vybudovat i nové VVN vedení.

Podtrženo a sečteno, nejenže bychom v tuto chvíli neměli elektromobily z čeho dobíjet, ale neměli bychom ani jak tu energii k dobíjecím stanicím přivést. A to je něco, co se bude muset urychleně řešit, pakliže se potvrdí současný trend. Problém je, že je o dost rychlejší otevřít důl na těžbu lithia než vybudovat tepelnou elektrárnu, otevřít k ní uhelný důl a ještě postavit nové přenosové vedení.