Petr Daniš: Ulpívání na spalovacích motorech se Česku nevyplatí. 1. díl: O energetické efektivitě

Používali byste kamna, u kterých by 80 % všeho tepla vyletělo komínem? Chodili byste do restaurace, kde obsluha cestou od výčepu většinu piva vybryndá a na stůl postaví skoro prázdný půllitr? Zdají se vám tyto otázky absurdní? A co byste řekli na auto, které na svůj pohyb využije jenom 30 % energie a zbytek někde promrhá? Možná vás to překvapí, ale zhruba takto naše auta fungují – i když se o tom raději moc nemluví.

Kde se v autě se spalovacím motorem ztrácí energie?

Vezměme si pro ilustraci auto s benzínovým motorem, kde jsou ztráty energie největší. Hlavním důvodem těchto ztrát je nízká efektivita samotného motoru. Asi 60 % energie se přemění na teplo, které se pak uvolňuje v chladiči a ve výfuku, a zhruba 10 % energie jsou další ztráty v motoru, které přináší tření, nasávání vzduchu či spalování.

Tedy – zhruba 70 % energie se v benzínovém motoru ztratí, a to v naprosté většině ve formě tepla. Je fér říci, že u naftových motorů je situace o něco lepší – tam se v motoru ztratí „jen“ kolem 60 % energie. Když budu jízlivý, můžeme se na auta se spalovacím motorem dívat víceméně jako na pojízdná topení nebo obří ohřívače vzduchu na kolech.

To ale pořád nejsou všechny ztráty energie, ke kterým v autu dochází – energii vytvářenou motorem využívá také vodní a olejová pumpa, palivové čerpadlo, zapalování a kontrolní systém. Přičíst musíme i ztráty v převodovce a dalších částech převodového ústrojí. A pak je tu elektrické vybavení a doplňky – vyhřívaná sedadla a volant, klimatizace, zábavní systém, navigace, světla, stěrače atd. vyžadují další energii, která se v autě musí vyrobit. To všechno vytváří další ztrátu kolem 10 % celkové energie.

Kolik energie v benzínovém autě tedy zbývá na pohyb? Zhruba 20 %. U dieselového auta to je kolem 30 %. A i když nemůžeme očekávat, že by účinnost aut v převodu energie na pohyb byla 100 %, tohle je přeci jen dost málo.

Jaké to má důsledky?

Jen 20–30 % energie v palivu se skutečně promění na pohyb auta. Jenže my platíme 100 % energie a také spalujeme 100 % energie. Celých 100 % paliva produkuje škodlivé látky jako oxidy dusíku (NOX), jemné prachové částice (PM) apod., které poškozují lidské zdraví – dýchací cesty, plíce i srdce – a způsobují předčasná úmrtí.

Ze 100 % paliva se také uvolňuje CO2, které mění klima naší planety. Silniční doprava vytváří 16 % emisí skleníkových plynů Česka a tento podíl se v průběhu let stále zvyšuje.

Motorová vozidla v Česku ročně spotřebují téměř 80 TWh energie obsažené v palivech. Z toho se na pohyb osobních aut využije jen 20–30 % energie. U nákladních aut a autobusů je tato hodnota o něco vyšší, ale většina spotřeby paliv míří právě do osobní automobilové dopravy.

I kdybychom počítali, že motorová vozidla v průměru nakonec využijí 33 % energie obsažené v palivu na pohyb, energetické ztráty přesto dosáhnou přes 50 TWh. To je dvakrát více, než kolik tepla za rok dodávají v Česku svým zákazníkům teplárny.

Osobní auta spotřebují každý rok v Česku asi 4 miliardy litrů benzínu a nafty, na jejichž výrobu je potřeba téměř 6 miliard litrů ropy. A tuto ropu musíme do Česka odněkud dovést a zaplatit za ni. V roce 2024 se stále dovážela hlavně z Ruska a platby za ni podporovaly Putinův režim v prosazování jeho mocenských zájmů.

Máme alternativu?

Existuje nějaká alternativa? Ano. Pojďme se podívat, jak je na tom z hlediska energetických ztrát takové elektroauto.

Začátek nevypadá slavně – jen při nabíjení elektroauta se ztratí asi 10 % energie. Zato elektromotor a převodovka jsou v porovnání se spalovacím motorem mnohem účinnější – zde se ztratí jen asi 18 % energie.

I u elektroauta musíme přičíst další drobné ztráty. Řízení teploty, chlazení baterie či kontrolní systémy také vyžadují energii, a stejně jako u auta se spalovacím motorem je tu i elektrické vybavení a další doplňky. Toto dohromady spotřebuje kolem 5 % celkové energie. Když sečteme všechny ztráty, dosahují u elektroauta asi 33 % – tedy třetinu celkové energie.

Jenže to není celý příběh. Elektromotor má jednu další podstatnou výhodu – dokáže část energie při jízdě získávat zpět. Jak je to možné? Při tzv. rekuperativním brzdění začne elektromotor fungovat jako dynamo a vyrábět elektřinu, kterou dobíjí baterii. To se děje sice málo při plynulé jízdě – například po dálnici –, ale o to více při jízdě s mnoha zrychleními a zpomaleními – například po městě. Celkem jde o 10–30 % původní energie.

Elektroauto sice zhruba 33 % energie ztratí, ale průměrně 22 % zase získá rekuperací – téměř 90 % původní energie tedy využije na pohyb. Rozdíl v porovnání s autem se spalovacím motorem je markantní – auto s benzínovým motorem využije pro svůj pohyb jen asi 20 % energie, auto s naftovým motorem až 30 %. Elektroauto je tedy 3× energeticky efektivnější.

Elektromobilita jako řešení?

Historická sázka na spalovací motory v dopravě je v mnoha ohledech nešťastná. Spalovací motor je tepelný stroj, jenže v dopravních prostředcích nedokážeme ztrátové teplo pořádně využít. Spalovací motor také – narozdíl od elektroauta – nedokáže rekuperovat brzdnou energii.

Zkusme přidat dalších pár výhod elektroaut. Předně mají jednodušší konstrukci, obejdou se bez výfuku, katalyzátoru, oleje, alternátoru, převodovky s rychlostmi, startéru a tak dále. Zkrátka, skládají se z mnohem méně součástek – především z mnohem méně pohyblivých součástek. To vše významně zjednodušuje jejich výrobu a údržbu.

Elektroauta jsou také tišší a jejich provoz má menší vliv na znečištění ovzduší. A když se využije elektřina ze solárních panelů, jejich pohon je téměř zadarmo.

Na další výhody elektromobility, které souvisí s bezpečností a konkurenceschopností Česka, se zaměřím v 2. dílu tohoto článku. Vyjde už za týden.

Téma tohoto článku autor zpracoval také ve formě videa:

---

reklama

---