Auta na hybridní a vodíkový pohon

V předchozích dílech o alternativních pohonných hmotách jsme vám představili LPG (zkapalněný ropný plyn) a CNG (stlačený zemní plyn). Dnes se podíváme blíže na vozidla s hybridním a vodíkovým pohonem.

1) Hybridní pohon
Hybridní pohon je kombinací spalovacího motoru a elektromotoru se dvěma zásobníky energie. Tuto energii představuje palivová nádrž a baterie, které jsou schopny samy se dobíjet. Prvními sériovými modely s tímto pohonem se staly Toyota Prius a Honda Insight.

Druhy hybridních pohonů:
a) spalovací motor + elektromotor + akumulátor
b) spalovací motor + elektromotor + externí přívod elektrické energie (trolej)
c) spalovací motor + setrvačník
d) plynová turbína + generátor + akumulátor + elektromotor
e) elektromotor + lidská síla (elektrokola)

Výhody:
a) možnost kombinovat výhody jednotlivých typů pohonu
b) elektropohon má nízkou hlučnost a vysokou účinnost elektromotoru (cca 90 %)
c) spalovací motor zajistí velký dojezd, v střední a vyšší oblasti otáček vysoký točivý moment a možnost jízdy vysokou rychlostí
d) nízká spotřeba
e) několikanásobně menší ekologická zátěž prostředí oproti spalovacím motorům

Nevýhody:
a) vysoké pořizovací náklady
b) zvýšení hmotnosti vozidla
c) zmenšení úložných prostor

U těchto vozů se čistě elektrická energie většinou využívá při pomalé jízdě a rozjíždění po městě a pohon spalovacího motoru při vyšší jízdní rychlosti a nebo v případě nedostatečné kapacity akumulátorů. Vozidlo na hybridní pohon je tudíž nejlepším řešením na jízdu po městě než na dálnici. Ve většině států Evropy je zcela běžné daňové nebo jiné zvýhodnění hybridních aut.

Například v USA se v dubnu 2012 prodalo 1654 vozů Toyota Prius plug-in hybrid. Výroba začala v lednu 2012 a auto je zatím dostupné pouze ve 14 vybraných státech. V letošním roce plánuje Toyota prodat 16-17 tisíc těchto aut. Většinu krátkých jízd lze díky jízdnímu dosahu 25 km překonat v čistě elektrickém režimu (EV) s nulovými emisemi; k dobíjení stačí 90 minut z běžné domovní zásuvky. Testy potvrdily kombinovanou spotřebu paliva jen 2,1 l/100 km a emise CO2 49 g/km. Když se kapacita akumulátorů v režimu EV vyčerpá, vozidlo přepne do plně hybridního režimu (HV), kdy dosahuje hodnoty emisí CO2 na úrovni 85 g/km a spotřeby 3,7 l/100 km. Díky těmto parametrům může nabídnout celkový jízdní dosah přes1 200 km. Na evropských trzích by se měl objevit v létě 2012 za cenu cca 37 tisíc eur (Německo).

2) Vodíkový pohon
Vodík jako palivo se využívá buď v palivových článcích (chemická energie se mění na energii elektronickou, ta se používá k napájení elektromotoru), nebo přímo ve spalovacím motoru (nahrazuje běžná paliva). Pro spalování vodíku musí být motor speciálně upraven.

Existuje řada dopravních prostředků na tento pohon (automobily, autobusy, letadla, plavidla), které se objevují v evropských městech jako Berlín, Londýn, Oslo, Barcelona… Nejvíce prostředků poháněných na vodíkový pohon naleznete v Německu, s rozvojem čerpacích stanic se počítá i ve Velké Británii (v České republice se objevila první vodíková čerpací stanice v Neratovicích v roce 2009).

Řada automobilových výrobců známých značek začala vytvářet vozidla na vodíkový pohon, přední světové automobilky jako Mercedes, Honda nebo Toyota plánují jejich uvedení na trh během příštích několika let (např.: dvanáctiválcový motor modelu BMW 7 Hydrogen má výkon 260 koní, maximální rychlost 230 km/h, obyčejným tlačítkem přepnete režim spotřeby benzinu nebo vodíku, dojezd 680 km, z toho 200 km na vodík). V České republice absolvoval jednu ze zkušebních jízd Opel HydroGen 4, prototyp společnosti General Motors, který využívá palivové články. Prvním sériově vyráběným automobilem s vodíkovým pohonem se stala Honda FCX Clarity (dojezd 400 km).

Podle poradenské společnosti McKinsey & Company se do roku 2015 v Evropě prodá 100 tisíc vodíkových vozů, do roku 2020 1 milion a v roce 2050 může podíl vodíkových aut na trhu dosáhnout až 25 %.

Výhody:
a) bezpečné tankování – vodíkové nádrže splňují vysoké bezpečnostní standardy (vodík je při styku se vzduchem výbušný)
b) šetrnější k životnímu prostředí (výroba vodíku a jeho přeprava však bezemisní není)
c) nižší hlučnost
d) velký dojezd (na jednu nádrž mohou ujet 400-450 km)
e) zásoby vodíku jsou nevyčerpatelné

Nevýhody:
a) problémy se skladováním vodíku a jeho výrobou – skladuje se při vysokém tlaku a nízké teplotě, uchovává se v kapalné nebo plynné formě
b) zatím se neví, jaká je návratnost peněz při koupi tohoto vozidla, protože chybí dostatek údajů
c) nedostatek čerpacích stanic (v Evropě pouze několik desítek)