Hybridy, elektromobily a auta s vodíkovým pohonem: jak fungují motory budoucnosti?

Po českých silnicích a dálnicích se pohybuje čím dál víc vozidel s moderními ekologicky přívětivými motory. Nemusí ale vždy jít jen o čistě elektrický pohon. Existuje hned několik způsobů, jak lze u auta zkombinovat spalovací motor a baterie, aby se znatelně snížila spotřeba paliva a tím i emise skleníkových plynů.

Konvenční spalovací motory budou patřit historii

Spalovací motor, ve kterém vzniká pohybová energie výbušnou reakcí kyslíku, fosilního paliva a zážehové jiskry, je dnes nejrozšířenějším pohonem. Setkáte se s ním nejen u automobilů, motocyklů, lodí a letadel, ale také u nástrojů, jako jsou motorové pily nebo zahradní sekačky.

Provoz takového motoru je však hlučný a především neekologický, neboť spalováním benzínu a nafty vzniká velké množství skleníkových plynů. I vzhledem k ne neomezeným světovým zásobám fosilních paliv můžeme odhadovat, že se v následujících letech bude od konvenčních motorů postupně přecházet k čistším technologiím. 

Dnes oblíbený spalovací motor se tak stane historií, stejně jako tomu bylo u parních strojů.

Elektromobily napájené bateriemi

Skutečně “plnokrevné” elektromobily se skrývají pod zkratkou EV (Electric Vehicle) nebo BEV (Battery Electric Vehicle). Na silnici je poznáte velmi snadno, protože nemají žádný výfuk a zpravidla se pohybují velmi tiše.

S jejich provozem nejsou přímo spjaty žádné emise, jelikož pohon zajišťuje energie z velkokapacitních akumulačních článků. Místo klasického tankování se elektromobil dobíjí z běžné zásuvky nebo na speciální dobíjecí stanici (v druhém případě stačí k plnému nabití pouhých několik minut).

Diskutovaným problémem však zůstává, kde se bere energie pro dobíjení elektromobilů. Dokud totiž pochází z energetického mixu s převahou uhelných elektráren, mají taková vozidla pozitivní vliv na snižování emisí pouze v lokálním měřítku. Globální problém změny klimatu se tím ale nevyřeší.

Hybridní vozy a plug-in hybridy

Jak již napovídá název, hybridní vozidla v sobě kombinují spolehlivost a efektivitu spalovacího motoru s ekologickým přínosem elektromotoru. 

Klasický hybrid (HEV z anglického Hybrid Electric Vehicle) neumožňuje dobíjení baterie z vnějšího zdroje (jednoduše řečeno “nemá zástrčku”). Pohon zajišťuje klasický spalovací motor, ale v bateriích se přitom ukládá část energie a také se dobíjí rekuperací při brzdění.

Elektřina pomáhá hybridnímu automobilu s účinnou akcelerací bez zbytečně vysoké produkce spalin, při nižších rychlostech a krátké vzdálenosti může vůz i plně pohánět. Takový systém je velmi efektivní například v městském provozu, kde je brzdění a pomalá jízda nedílnou součástí téměř každé cesty autem.

Plug-in hybrid už má blíže ke skutečnému elektromobilu. Pod zkratkou PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) se ukrývá oblíbená kombinace velkokapacitní baterie s možností dobíjení ze sítě a klasického spalovacího motoru. S nabitým akumulátorem se plug-in hybrid chová stejně, jako bateriový elektromobil (BEV) – jezdí velmi tiše a s nulovými emisemi. Pokud ale energie dochází, dostane se ke slovu benzínový motor, díky kterému vždy dojedete do cíle. I tento typ pohonu využívá alespoň zčásti samočinné dobíjení baterií.

Do stejné kategorie spadají také takzvané mild-hybridy (MHEV – Mild Hybrid Electric Vehicle), u kterých se baterie dobíjí pouze činností motoru a brzd. Elektrická část pohonu zde slouží ke snížení emisí při akceleraci a při startování v režimu START/STOP, kdy se motor nenechává při zastavení na neutrál zbytečně běžet. Efekt této nenápadné elektrické podpory je přitom výrazný, snižuje spotřebu paliva a také omezuje znečištění ovzduší ve městech, kde se provoz často pohybuje v pomalých kolonách a zastavování i popojíždění k němu neodmyslitelně patří.

Auta na vodíkový pohon

Vodíkové technologie jsou emisně neutrální, vysoce efektivní a velmi pravděpodobně se stanou pohonem budoucnosti. Auta na vodíkový pohon (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle) na první pohled působí podobně, jako by měla klasický spalovací motor – najdete u nich nádrž na tankování i výfuk. Vodíkový motor však běží čistě na elektřinu.

V pohonné jednotce se vodík mísí s kyslíkem a vytváří tak elektrickou energii, která vozidlo pohání. Z výfuku pak vychází pouze čistá vodní pára. Ta je sice technicky vzato také jedním ze skleníkových plynů, ale její negativní dopady jsou ve srovnání s oxidem uhličitým ze spalovacích motorů jen nepatrné. 

Vodíkové auto s plnou nádrží má podstatně větší dojezd, než dosahují elektromobily, ale limitující se pro něj nutnost znovu natankovat zkapalněný vodík, jakmile se palivo spotřebuje. K tomu zatím ve většině světa chybí potřebná infrastruktura. Rozkvět vodíkového pohonu se ale očekává u nákladní a hromadné dopravy, kde mohou firmy a města investovat do vlastních čerpacích stanic. K rozšíření i do osobní dopravy pak už bude zbývat jen krůček.