Alternatívne pohony automobilov: aké sú možnosti, ich výhody a nevýhody

Autá sú hlavnou príčinou znečistenia ovzdušia v Európe a majú značný podiel na celkových emisiách CO₂ z európskej cestnej dopravy. Je to spôsobené najmä tým, že autá sú stále vo veľkej miere poháňané spaľovacími motormi. Rastúce obavy týkajúce sa zmeny klímy prinútili automobilky začať s vývojom vozidiel poháňaných alternatívnymi spôsobmi pohonu.

Všetky alternatívne pohony majú jedno spoločné – musia preukazovať environmentálne a udržateľné účinky, napr. pozitívnu bilanciu CO₂, zároveň musia byť ekonomické a efektívne, aby sa ich používanie oplatilo.

Poďme sa pozrieť na to, čo sú alternatívne pohony a ako fungujú.

Čo sú alternatívne pohony?

Ako sa prepravovať ekologicky? Jedným spôsobom je chôdza, alebo si môžete nasadiť cyklo prilbu a vyraziť na bicykli. Ak sa však potrebujete presunúť z miesta na miesto rýchlo a v krátkom čase a zároveň vám záleží na životnom prostredí, naštartujte svoje auto na alternatívny pohon.

Alternatívne pohony sú systémy pohonu vozidiel s nízkymi a nulovými emisiami, ktoré buď nespaľujú žiadne tradičné fosílne palivá na báze ropy, ako je benzín, nafta a uhlie. Alebo používajú hybridný systém, ktorý zahŕňa kombináciu dvoch systémov, a to pohon na fosílne palivá a motor alebo iné hnacie zariadenie poháňané obnoviteľným zdrojom energie, ako sú elektrické batérie, solárne panely, veterné, parné alebo vodíkové palivové články.

Vozidlá s alternatívnym palivom sú všeobecne považované za lepšie pre životné prostredie, pretože majú tendenciu vypúšťať menšie množstvo skleníkových plynov.

Alternatívne pohony – typy, výhody a nevýhody

Určite ste sa už stretli s výrazmi ako plug-in hybrid, biopalivo alebo e-palivá. Viete však, ako sa tieto alternatívne pohony odlišujú a čo ich robí výnimočnými?

Hybridné elektrické vozidlá (HEV)

Tieto vozidlá sú poháňané predovšetkým spaľovacím motorom, ktorý dopĺňajú elektromotor napájaný z batérie a prvky hnacieho ústrojenstva. Hybridné elektrické vozidlá využívajú batériu na dodávanie energie pri nízkych rýchlostiach alebo na ovládanie stop/štart.

Batéria sa nabíja regeneračným brzdením a spaľovacím motorom a nie je potrebné ju zapájať do elektrickej siete.

Hybridy vypúšťajú z výfuku nižšie emisie oxidu uhličitého (CO₂) ako bežné autá, čo je výhodné najmä pri jazde po meste, kde je elektromotor najúčinnejší. Môžu tiež výrazne znížiť spotrebu paliva, ak sa používajú správne.

Náš tip: Pohon auta môže byť jeden z najdôležitejších faktorov pri rozhodovaní o kúpe auta. Na čo ďalšie myslieť?

Výhody hybridných elektrických vozidiel:

Nižšia spotreba paliva: HEV vozidlá využívajú kombináciu spaľovacieho motora a elektromotora, čo umožňuje efektívnejšie využitie energie a znižuje spotrebu paliva v porovnaní s tradičnými vozidlami s výlučne spaľovacím motorom.
Nižšie emisie: Vďaka možnosti jazdy na elektrický pohon a kombinácii so spaľovacím motorom HEV vozidlá preukazujú nižšie emisie skleníkových plynov.
Zlepšená dynamika: Elektrický motor môže poskytnúť okamžitý krútiaci moment, čo môže zlepšiť dynamické vlastnosti vozidla, najmä pri rozbiehaní a akcelerácii.
Nízke náklady na údržbu: Vďaka možnosti rekuperácie energie pri brzdení a menšiemu opotrebeniu brzdových systémov sa HEV vozidlá môžu pochváliť nižšími nákladmi na údržbu.

Nevýhody hybridných elektrických vozidiel:

Vyššia počiatočná cena: V porovnaní s tradičnými vozidlami s výlučne spaľovacím motorom môže byť počiatočná cena HEV vozidiel vyššia, čo môže znížiť ich dostupnosť pre niektorých spotrebiteľov.
Obmedzená elektrická mobilita: Aj keď HEV vozidlá majú elektrický motor, ktorý môže poháňať vozidlo počas určitých situácií, ich elektrický dojazd a schopnosť jazdiť výlučne na elektrický pohon je obmedzená v porovnaní s plug-in hybridnými (PHEV) vozidlami.
Väčšia hmotnosť: Vzhľadom na prítomnosť batérie a elektromotora môžu HEV vozidlá mať väčšiu hmotnosť, čo môže mať vplyv na jazdné vlastnosti a spotrebu paliva.

Plug-in hybridy (PHEV)

Plug-in hybridy alebo PHEV sú podobné hybridným elektrickým vozidlám, ale majú väčšie batérie, ktoré dokážu poháňať auto na obmedzené vzdialenosti, čím generujú nulové emisie. Môžete si na pumpe natankovať benzín alebo naftu a potom sa pripojiť k zdroju elektrickej energie, aby ste dobili batériu.

Plug-in systém sa využíva nielen v autách, ale aj v motocykloch. Ak milujete vzrušujúcu a oslobodzujúcu jazdu na motorke, určite oceníte menej škodlivé modely, ktoré sú poháňané aj batériou.

Veľkou výhodou vozidiel a motocyklov PHEV je, že nie ste odkázaní iba na batériu. Nasaďte si prilbu na motorku a bez obáv vyrazte na cestu, keď sa batéria vybije, opraty prevezme spaľovací motor.

Výhody plug-in hybridov:

Znížené emisie uhlíka: Vďaka možnosti jazdy na batériu sú PHEV schopné výrazne znížiť emisie uhlíka, čo prispieva k zlepšeniu životného prostredia a k ochrane klímy.
Široká ponuka: Na trhu je dostupné množstvo rôznych modelov PHEV, čo umožňuje vodičom vybrať si vozidlo, ktoré najlepšie vyhovuje ich potrebám a preferenciám.

Nevýhody plug-in hybridov:

Vyššia hmotnosť: Batérie PHEV majú vyššiu hmotnosť, ktorá môže zvýšiť celkovú hmotnosť vozidla.

Mild hybridné elektrické vozidlá (MHEV)

Mild hybridy sú v podstate benzínové alebo naftové autá, ktoré využívajú elektrickú energiu na podporu spaľovacieho motora. Spaľovací motor predstavuje hlavný zdroj pohonu. Elektrická energia sa využíva len v minimálnej miere, často len ako podpora spaľovacieho motora pri určitých činnostiach, ako je akcelerácia a rozbeh.

Tieto vozidlá nedokážu jazdiť výlučne na elektrický pohon. Na rozdiel od plne hybridných vozidiel, ktoré majú samostatný elektromotor, mild hybridy využívajú štartér-generátor pre poskytovanie elektrickej asistencie spaľovaciemu motoru.

Tento štartér-generátor je spojený s trakčným spaľovacím motorom remeňovým prevodom. Malý trakčný akumulátor sa nabíja pomocou rekuperácie energie pri brzdení alebo rozbehu.

Výhody mild hybridných vozidiel:

Zlepšená palivová účinnosť: Vďaka elektrickému asistentovi a funkciám ako rekuperácia energie pri brzdení sa mild hybridné vozidlá môžu pochváliť lepšou palivovou účinnosťou v porovnaní s tradičnými vozidlami s výlučne spaľovacím motorom.
Nižšie emisie: Vďaka efektívnemu využitiu elektrickej energie sa mild hybridy môžu pochváliť nižšími emisiami skleníkových plynov.
Lepšie dynamické vlastnosti: Elektrická asistencia môže prispieť k lepším výkonom a podporiť dynamické vlastnosti vozidla, čo môže mať pozitívny vplyv na jazdné vlastnosti a zážitok z jazdy.

Nevýhody mild hybridných vozidiel:

Obmedzená elektrická mobilita: Mild hybridné vozidlá nedokážu jazdiť výlučne na elektrickú energiu. Čo znamená, že nedokážu ponúknuť rovnakú úroveň elektrickej mobility ako plne hybridné alebo plug-in hybridné vozidlá.
Obmedzená úspora paliva: Aj keď mild hybridné vozidlá prinášajú zlepšenie palivovej účinnosti, úspora paliva môže byť v porovnaní s plne hybridnými vozidlami alebo plug-in hybridmi nižšia.
Zložitejšia konštrukcia: Integrácia elektrickej asistencie do spaľovacieho systému má za následok zložitejšiu konštrukciu a vyššie náklady na údržbu a opravy.

Elektrické vozidlá (EV/BEV)

Elektrické vozidlá (EV), známe aj ako batériové elektrické vozidlá (BEV), jazdia výlučne na batériové napájanie, bez použitia spaľovacieho motora. Elektromobily majú špecifický rozsah kilometrov, ktoré môžu prejsť, kým ich treba zapojiť do zdroja elektrickej energie, čo môže byť pre niektorých vodičov stresujúce.

Zaujímavosť: Zaujímajú vás alternatívne pohony áut? Pozrite sa na históriu elektromobility v Čechách od ich počiatkov až dodnes. Je cesta elektrických áut u našich susedov rovnaká ako u nás na Slovensku?

Poďme sa pozrieť na výhody a nevýhody elektromobilov.

Medzi kľúčové výhody elektromobilov patrí nehlučnosť motora a nízke náklady na dobíjanie. Okrem toho, zatiaľ čo benzínové a naftové motory potrebujú zvýšiť otáčky pred získaním optimálneho výkonu, elektromotor dokáže auto naštartovať okamžite. Dojazd v nových autách sa v poslednej dobe výrazne zlepšil, a to vďaka vývoju technológií. V súčasnosti sú dostupné aj elektromobily, ktoré dokážu na jedno nabitie prejsť takmer 480 km.

Výhody elektrických vozidiel:

Žiadne výfukové emisie: Niektoré štúdie naznačujú, že elektrické vozidlá vypúšťajú až o 30 % menej emisií skleníkových plynov v porovnaní s naftovými a benzínovými vozidlami.
Úspora paliva: Náklady na pohon benzínového auta sú oveľa vyššie ako pohonné hmoty do elektromobilu.
Nižšie náklady na údržbu: V porovnaní s vozidlom poháňaným benzínom alebo naftou je v elektrickom vozidle zvyčajne menej pohyblivých častí, takže je menej pravdepodobné, že budete riešiť nákladné opravy.
Vládne granty: Vláda ponúka granty na mnohé nové elektrické vozidlá, ktoré vám pomôžu znížiť počiatočné náklady.

Nevýhody elektrických vozidiel:

Nabíjanie: Jedným z najvýznamnejších problémov vodičov s elektrickými vozidlami je čas a plánovanie, ktoré je potrebné pri ich nabíjaní. Nabíjanie batérie elektrického vozidla môže trvať niekoľko hodín a táto doba sa môže predĺžiť, ak je vaša batéria staršia.

Etanol

Etanol je vysoko hodnotné ekologické palivo pre spaľovacie motory. Má antidetonačné vlastnosti. Jeho nedostatkom je schopnosť viazať vodu a pôsobiť tak na koróziu motoru, čo je možné odstrániť pridaním vhodných aditív (antikoróznych prípravkov).

Na čerpacej stanici sa môžete stretnúť s označením E10. To znamená 10% obsah etanolu v benzíne. Pri bioetanole sa palivo vyrába výlučne z biomasy – napr. z kukurice, slamy, dreva alebo iného rastlinného odpadu. To zaisťuje solídnu rovnováhu CO₂, pretože CO₂spálený v motore bol pôvodne odstránený z atmosféry počas rastu rastlín.

Vedeli ste, že využívanie rastlinného odpadu je len jeden zo spôsobov, ako žiť ekologicky a udržateľne? Prečítajte si o alternatívnej a udržateľnej domácnosti a ako ju môžete aplikovať aj u vás doma.

Výhody etanolu:

Lepšie pre planétu: Zmiešanie etanolu s benzínom je ďalším krokom k nižším emisiám oxidu uhličitého.
Dostupnosť: Zmesi E10 sú ľahko dostupné na väčšine čerpacích staníc.

Nevýhody etanolu:

Kompatibilita: Staršie vozidlá nebudú schopné fungovať s použitím zmesi s vyšším obsahom etanolu.
Nižšia energetická hustota: Etanol má nižšiu energetickú hustotu ako benzín, čo znamená, že palivo s vyšším obsahom etanolu E10 môže mať mierne nižšiu výkonnosť a spôsobiť zvýšenú spotrebu paliva v porovnaní s benzínom E5.
Nižšia účinnosť spaľovania: Kvôli svojim fyzikálnym vlastnostiam môže etanol ovplyvniť účinnosť spaľovania paliva a viesť k zvýšenej spotrebe.

Bionafta

Bionafta je zaujímavým alternatívnym zdrojom paliva pre dieselové vozidlá, ktorý ponúka niekoľko výhod. Vyrába sa z obnoviteľných zdrojov, ako sú odpadový kuchynský olej, živočíšne tuky alebo repkový olej.

Bionafta je na rozdiel od iných ropných produktov obnoviteľný zdroj energie. Odborníci sa domnievajú, že použitie bionafty môže znížiť skleníkové plyny až o 78%.

Jednou z hlavných výhod používania bionafty je, že sa môže používať v existujúcich naftových motoroch, pričom nie sú potrebné dodatočné úpravy.

Výhody bionafty:

Ekologickejšie palivo: Bionaftu možno vyrábať z organických odpadových produktov, čo má prínos pre životné prostredie.
Vysoký bod vzplanutia: Bod vzplanutia pre bionaftu je vyšší ako pre naftu, vďaka čomu je bezpečnejšia na prepravu a skladovanie.
Pozitívny vplyv na motor: Bionafta zvyšuje mazivosť paliva. Tento mazací efekt môže znížiť opotrebovanie a zlepšiť celkový stav motora.

Nevýhody bionafty:

Citlivá na vysoké a nízke teploty: Pri príliš vysokých teplotách sa v bionafte môžu vytvárať plesne. Pri príliš nízkych teplotách môže bionafta získať gélovú konzistenciu, preto si bionaftu ako palivo treba premyslieť v oblastiach, kde býva zima naozaj tuhá.

TIP: Viete, ako správne pripraviť auto na zimu?

Stlačený zemný plyn CNG

CNG (Compressed Natural Gas) je stlačený zemný plyn pomocou vysokotlakých kompresorov na tlak 20–22 MPa (200–220 barov) a v takto stlačenom stave sa plní do tlakových nádob motorových vozidiel.

Používa sa ako alternatívne palivo pre spaľovacie motory. Motory sú konštruované ako jednopalivové (CNG) alebo dvojpalivové pracujúce ako zážihové (CNG/benzín) alebo vznetové (CNG/nafta).

Vozidlá na zemný plyn dosahujú kilometrový výkon podobný benzínovým autám, no spaľujú čistejšie. Zemný plyn je ľahší ako vzduch. Čo znamená, že sa pri úniku postupne rozptýli vo vzduchu a nezostáva v nižších oblastiach, kde by mohla vzniknúť nebezpečná koncentrácia. To znižuje riziko nebezpečných situácií, ktoré by mohli nastať pri úniku benzínu, nafty alebo LPG.

Výhody CNG:

Obnoviteľné zdroje: Bioplyn CNG je lepší pre životné prostredie, pretože ide o obnoviteľný zdroj energie.
Nízke riziko výbuchu: Zemný plyn je horľavé, ale nevýbušné palivo. Pri úniku a zapálení horí, ale nevybuchuje, čo znižuje riziko závažných výbuchov a požiarov, ktoré sú často spojené s inými palivami.
Ukladanie vo vozidlách: Vo vozidlách je zemný plyn uložený v špeciálnych tlakových nádobách, ktoré sú navrhnuté tak, aby odolávali vnútornému tlaku. Tieto nádrže majú tiež multifunkčné ventily, ktoré sú schopné riadiť uvoľňovanie plynu v prípade pretlaku, čo minimalizuje riziko deštrukcie zásobníkov.
Minimalizácia environmentálnych rizík: Pri úniku zemného plynu nedochádza k kontaminácii pôdy a vôd, čo znižuje environmentálne riziká spojené s únikom paliva.

Nevýhody CNG:

Drahé počiatočné náklady: Existuje len málo vozidiel navrhnutých na prevádzku na bioplyn CNG, čo z nich robí drahšiu voľbu.
Slabá infraštruktúra: Na Slovensku je iba 26 verejných plniacich staníc CNG.

Skvapalnený ropný plyn LPG

LPG (Liquefied Petroleum Gas) sa často považuje za lacnú alternatívu nafty a benzínu. Je vedľajším produktom pri rafinácii ropy a zemného plynu. Hoci uvoľňuje až o 80 % menej oxidov dusíka a celkovo vypúšťa menej znečisťujúcich látok, nie je 100 % udržateľný.

Pohon na LPG je vždy kombinovaný s benzínovým motorom, čo znamená, že v aute zostáva aj benzínová nádrž a dá sa kombinovať jazda na LPG a jazda na benzín. V prípade jazdy na LPG je väčšinou spotreba o niečo vyššia, ale je vyvážená výrazne nižšou, takmer polovičnou, cenou za jednu jednotku, čiže za liter.

Výhody LPG:

Vysoká účinnosť: Bioplyn LPG je známe svojou vysokou účinnosťou spaľovania, čo znamená, že poskytuje dobrý výkon a jazdné vlastnosti pri relatívne nízkej spotrebe paliva.
Rýchle natankovanie: Natankovanie bioplynu LPG do vozidla je rýchle a jednoduché, podobne ako pri bežnom benzíne alebo nafte.
Dlhý dojazd: Vozidlá poháňané plynom LPG majú väčšinou dlhší dojazd na jedno natankovanie v porovnaní s elektrickými vozidlami alebo plug-in hybridnými vozidlami.

Nevýhody LPG:

Náklady: LPG je vo všeobecnosti drahší ako nafta.
Častejšie prehliadky: Domontovanie systému spaľovania LPG do auta znamená náročnejšiu údržbu a servis auta častejšie. Kým bežné autá musia technickú prehliadku absolvovať raz za dva roky vozidlo spaľujúce LPG musí ísť na prehliadku každoročne.
Nutná výmena nádrže: Ak je stanovená životnosť nádrže, je nutné ju po uplynutí stanoveného času vymeniť.

Palivové články – vodík

Automobilky už roky skúmajú a vyvíjajú vozidlá na vodíkový pohon s palivovými článkami (FCEV), ktoré prichádzajú s výhodou nulových emisií a potenciálom až trojnásobnej účinnosti áut na plyn.

Vodíkové automobily na rozdiel od hybridov nepoužívajú spaľovací motor. Zostava palivových článkov produkuje všetku elektrinu potrebnú na pohon automobilu, pričom čerpá vodík z trojice zásobníkov zabudovaných pod podlahou vozidla. Palivové články premieňajú vodík a kyslík na elektrinu a následne poháňajú elektromotor.

Faktory, ktoré v súčasnosti bránia hromadnej výrobe vozidiel s palivovými článkami, sú výsoké výrobné náklady, ako aj obmedzená sieť vodíkových čerpacích staníc.

Výhody palivových článkov:

Ekologické: Vodíkové vozidlá sú bez emisií, pretože jediným výfukovým plynom je vodná para.
Rýchle tankovanie: Vozidlá na vodík zvyčajne dokážte natankovať za veľmi krátky čas. V porovnaní s elektromobilmi je to oveľa rýchlejšie.
Tichý: Rovnako ako elektrické vozidlo aj vodíkové vozidlo má tichý motor, čím sa znižuje hlučnosť.

Nevýhody palivových článkov:

Obmedzený výber vozidiel: Autá na vodík nie sú veľmi populárne, a preto sú modely vozidiel, z ktorých si musíte vybrať, obmedzené.
Obmedzená dostupnosť čerpacích staníc: Pretože autá na vodík nie sú veľmi rozšírené, môže byť ťažké nájsť čerpaciu stanicu, kde by ste si mohli doplniť palivo.

Solárna energia

Dobrou perspektívou v oblasti alternatívnych zdrojov energie je aj solárna energia, najmä v pásmach s dostatkom slnečných dní. Produkujú nulové výfukové emisie, čo znamená čistejší vzduch a zdravšiu planétu.

Solárne panely a fólie sa môžu inštalovať na strechy alebo iné plochy vozidiel, kde môžu získavať slnečnú energiu a prevádzať ju na elektrickú energiu. Táto energia sa potom môže použiť na nabíjanie batérií alebo na prevádzku niektorých systémov vozidla, ako sú napríklad klimatizácia, rádio alebo svetlá.

Niekedy sa solárne panely integrujú priamo do štruktúry vozidla, čo umožňuje priamu výrobu elektrickej energie. Niektoré hybridné a plne elektrické vozidlá už majú solárne panely zabudované. Panely môžu byť súčasťou dizajnu.

Výhody solárnej energie:

Obnoviteľný zdroj energie: Solárne autá využívajú slnečnú energiu ako obnoviteľný zdroj energie, čo znamená, že nie sú závislé od fosílnych palív a prispievajú k redukcii emisií skleníkových plynov.
Nízke prevádzkové náklady: Slnečná energia je voľný zdroj energie, prevádzkové náklady sú nižšie v porovnaní s vozidlami poháňanými benzínom alebo naftou.
Možnosť dobíjania počas jazdy: Solárne panely na vozidle umožňujú dobíjanie batérií počas jazdy, čo môže zvýšiť dojazd vozidla a znižovať potrebu častého nabíjania z elektrickej siete.

Nevýhody solárnej energie:

Obmedzený výkon: Solárne panely majú obmedzenú schopnosť produkovať energiu, čo môže obmedziť výkon a dojazd solárnych áut, najmä počas zamračených alebo daždivých dní.
Vysoké náklady na výrobu: Technológia solárnych áut je momentálne stále relatívne drahá a náklady na výrobu solárnych panelov a batérií môžu byť vysoké.
Citlivosť na extrémne počasie: Solárne panely a iné komponenty solárnych áut môžu byť citlivé na poškodenie spôsobené extrémnym počasím, ako sú krúpy, silný vietor alebo veľká vlhkosť.

Mohlo by vás zaujímať: Vedeli ste, že ani solárne články integrované do karosérie auta nemusia byť pre detailing vášho auta prekážkou? Niektoré automobily s integrovanými solárnymi panelmi majú špeciálne ochranné vrstvy alebo „solárna koža“, ktoré umožňujú kozmetickú úpravu a zároveň chránia panely. Pri detailingu však dajte pozor, aby neboli solárne panely zakryté alebo zatienené, čo by mohlo znížiť ich efektivitu.

Zmeny po roku 2035

Rok 2035 je významný z hľadiska predaja vozidiel poháňaných benzínom a naftou. Štáty Európskej únie schválili pravidlá na ukončenie predaja nových vozidiel s konvenčným pohonom. S tým súvisí aj spoplatnenie emisií zo spaľovacích motorov.

Tento krok je dôležitý najmä z environmentálneho hľadiska a predpovedá prechod k čistejším formám dopravy. Spaľovacie motory nahradia alternatívne pohony, po cestách budú jazdiť elektrické vozidlá a vozidlá poháňané syntetickými palivami, ktoré sa označujú aj ako e-palivá.

Záver

Alternatívne pohony automobilov zahŕňajú rôzne technológie a palivá, ktoré sa líšia od tradičných spaľovacích motorov poháňaných benzínom alebo naftou. Predstavujú veľký krok smerom k udržateľnej budúcnosti.

Je to spôsob, ako znížiť emisie skleníkových plynov, závislosť od ropy a prispieť k zelenej doprave. Každý z týchto pohonov má svoje výhody a nevýhody. Ich rozvoj stále pokračuje s cieľom dosiahnuť ešte väčší pokrok v oblasti ekologickej mobility.

Očakáva sa, že elektrické vozidlá budú zohrávať stále významnejšiu úlohu v automobilovom priemysle. Technologický pokrok a klesajúce náklady na batérie umožnia väčšiu dostupnosť elektrických vozidiel a zlepšenie ich dojazdu a výkonu. Solárne vozidlá zas môžu byť účinným spôsobom, ako získavať časť potrebnej energie priamo zo slnečného žiarenia.

Nedá nám nespomenúť ďalšie ekologické spôsoby prepravy. Chôdza, bicykel či zdieľaná doprava sú zaujímavé možnosti, ktoré ocení aj Matka Zem.

Článok sme pre vás pripravili v spolupráci s:

PoctiveSEO Autor: Eva Dedinská, Skúsená SEO copywriterka a autorka 9 kníh.

Obrázky: