V poslední době se hodně mluví o elektromobilitě. Není divu, silniční doprava produkuje asi 15% světových emisí oxidu uhličitého, který způsobuje změnu klimatu, což je trojnásobek oproti dopravním prostředkům, které po silnicích nejezdí. Přepravu po silnicích proto musíme dekarbonizovat, odstranit emise oxidu uhličitého. Právě elektrická auta se dnes jeví jako nejlepší alternativa k autům na fosilní paliva.
Některým lidem tento typ automobilu ale nevyhovuje. Rozhodně nemusí smutnit. Do budoucna se totiž počítá i s jinými typy pohonu, než je ten elektrický. Název pro Evropskou regulaci: „zákaz aut se spalovacími motory“ není zcela přesný. Jedná se pouze o automobily, které při spalování paliva vypouštějí emise skleníkových plynů, jež se nijak nekompenzují. V praxi se toto opatření vztahuje na auta jezdící na fosilní paliva. Spalovací motory budou moci za určitých podmínek pokračovat.
Vodík
Když už se mluví o nějakém jiném uhlíkově neutrálním pohonu než elektrickém, je to nejčastěji vodík. Ten se vyrábí z elektřiny elektrolýzou vody, proto v případě, že se elektřina vyrábí z bezemisních zdrojů, může být uhlíkově neutrální. Pojí se s ním ale řada problémů. Samotná elektrolýza má účinnost asi jen 75%. Vodík se v automobilech využívá v kombinaci s elektromotorem, ostatní typy motorů na toto palivo jsou zatím v plenkách. Proto musíme vyrobit elektřinu ve vodíkových článcích. Další problém. Ty mají účinnost pouze 60%.
Jestli počítáme s průměrnou účinností elektromotoru ve vodíkových autech 75% a tím, že se vodík musí stlačit, zjistíme, že do 1 kWh k pohonu auta musíme vložit 3 kWh energie. Pro srovnání, u elektromobilu nám stačí vložit do 1 kWh k pohonu auta 1,4 kWh energie, protože nám odpadají náročné operace výroby vodíku, jeho skladování a přeměna na energii. U elektroaut se energie ztrácí jen při nabíjení, skladování energie v baterii a provozu elektromotoru.
Výhodou vodíkových aut oproti elektromobilům ale je, že nepotřebují velkou lithiovou baterii. Její energetické nároky při výrobě činí asi 24 720 kWh. Pro srovnání, to je energie, která může při spotřebě 29 kWh/100km posouvat vodíkové auto asi 850 kilometrů. Elektromobil tak energetické náklady na výrobu baterie vyrovná po zhruba 1 650 km provozu.
Celkově se o vodíku dá říci, že je alternativním palivem, které nejspíš bude mít v budoucnu své místo. Musí se ale zefektivnit výrobní postupy a vybudovat příslušná infrastruktura, která umožní masovou aplikaci tohoto paliva. Jak dlouho bude trvat budování takové infrastruktury, nikdo neví.
Syntetická paliva
Když mluvíme o alternativních pohonech, nesmíme zapomínat na syntetická paliva. Ta představují schůdnou variantu pro milovníky dnešních a historických automobilů, protože umožní zachovat spalovací motor. Jde totiž o tradiční uhlovodíky, podobné naftě a benzínu. Zároveň nepochybně naleznou své místo v letecké a lodní dopravě, kde je velice obtížné použít elektrický pohon.
Je nám jasné, že abychom odstranili emise skleníkových plynů, nemůžeme používat fosilní paliva. Ta se spalováním mění na oxid uhličitý, který urychluje globální oteplování.
Možná se ptáte, jak je možné, že syntetická paliva CO2 nevypouštějí. Při spalování těchto látek vzniká oxid uhličitý jako u standardního benzínu. Háček je v tom, že stejné množství oxidu uhličitého, které vznikne spálením, se spotřebuje při výrobě. Ta zjednodušeně spočívá v reakci vodíku s oxidem uhličitým.
To s sebou nese opět celou řadu potíží. Tato reakce využívá energii a její účinnost činí asi 50%. Navíc musíme vyrobit vodík což je, jak jsme si ukázali, energeticky velice náročný proces. Když připočteme nízkou účinnost spalovacího motoru, jen 30-40%, vyjde nám, že na jednu kWh k pohonu potřebujeme skoro 8 kWh energie. To je ještě mnohem více než u vodíkového pohonu. Tento výpočet se věnoval výrobě uhlovodíků Fischer–Tropschovou syntézou a zanedbal energii potřebnou k transportu meziproduktů.
V souvislosti se syntetickými palivy se hovoří také o různých biotechnologiích. Pracuje se na spoustě experimentálních metod, které využívají mikroorganismů, slunečního záření… Dnes však zatím vůbec není jasné, jestli se podaří takto vzniklá paliva masově aplikovat a vyrábět. Syntetická paliva se tak zatím jeví jako téměř nepoužitelná kvůli jejich obrovské energetické náročnosti. Do budoucna se ale snad podaří výrobní procesy zefektivnit.
Co bude?
Pokud se chceme vydat cestou vodíku a syntetických paliv, budeme muset značně přizpůsobit infrastrukturu. A nejedná se přitom pouze o nové čerpací stanice s palivy nové generace. Musíme vybudovat hlavně energetickou síť a spoustu výkonných elektráren.
Pokud chceme vyrábět tato paliva uhlíkově neutrálně, což se v posledních letech ukazuje jako nutnost, musíme používat čisté obnovitelné zdroje energie a jádro. To bude kvůli energeticky náročné výrobě vyžadovat násobně větší investice do energetiky než pouhý přechod na elektromobilitu.
Výhodou těchto paliv, hlavně syntetických, je, že se dají skladovat lépe než elektřina. Proto můžou sloužit k vyrovnávání energetických výkyvů z obnovitelných zdrojů. Když je velká nadprodukce elektřiny, můžeme vyrábět více syntetických paliv a vodíku. Když naopak obnovitelné zdroje tolik energie neprodukují, můžeme všechno nechat proudit do sítě a paliva nevyrábět. Přínosně tak využijeme energii, která by se bez užitku vyplýtvala.
Syntetická paliva a vodík určitě představují látky, které můžou pomoci transformaci na uhlíkově neutrální svět. Lidé, kteří si budou chtít pořídit automobil, mají hned několik možností. Otázkou ale je, jestli tato paliva kompletně změní svět automobilové dopravy, nebo budou fungovat spíše jako doplněk k elektromobilům pro náročné zákazníky.