Zachrání spalovací motory e-paliva?

While European climate policy continues to drive the electrification of transport, voices that promote the use of sustainable low-carbon liquid fuels in internal combustion engines rise in prominence. This solution could postpone the de facto ban on the production of vehicles with internal combustion engines, originally planned for 2035.

Podpořit evropský automobilový průmysl, který prochází rychlými technologickými změnami a čelí rostoucí konkurenci, chce nyní i Evropská unie. Europoslanci schválili změny emisních norem CO₂ pro nové osobní automobily a dodávky, které automobilkám poskytnou více času na splnění emisních cílů. Nově by automobilky měly vykazovat plnění cílů za tříleté období, nikoli za každý rok. Výrobci automobilů se tak podle Evropské komise vyhnou placení pokut za nesplnění emisních cílů už letos.

Návrh je součástí akčního plánu Komise pro evropský automobilový průmysl, který unijní exekutiva představila 5. března. Navazuje na strategický dialog o budoucnosti automobilového průmyslu, který zahájila předsedkyně EK Ursula von der Leyenová na konci ledna.

PODPORA TECHNOLOGICKÉ NEUTRALITY

Automobilový průmysl je iniciativní i v jiném směru. Podporuje například projekt Tour d’Europe, v rámci kterého zástupci petrolejářského a automobilového průmyslu při zastávkách v jednotlivých členských zemích EU představují potenciál kapalných obnovitelných nebo nízkouhlíkatých paliv při dosahování cíle klimatické neutrality do roku 2050.

Tour d’Europe chce podle organizátorů ukázat, že obnovitelná kapalná paliva jsou v Evropě již dnes dostupná a použitelná v běžném provozu – jak ve veřejné dopravě, tak u soukromých vozidel. Jejich výhodou je možnost okamžitého nasazení ve stávající infrastruktuře bez potřeby výměny aut nebo výstavby nových nabíjecích stanic.

„Dlouhodobě tvrdíme, že jsme pro technologickou neutralitu. Na evropské úrovni proto v rámci tzv. Aliance na obranu konkurenceschopnosti prosazujeme zásadně větší volnost v plnění emisních cílů,“ uvedl na akci ministr dopravy Kupka. Podle něj by přísná orientace pouze na elektrická vozidla mohla vést ke zdražení mobility, zániku pracovních míst v autoprůmyslu a omezení výběru pro zákazníky.

Iniciativa upozorňuje, že využití obnovitelných paliv, například tzv. pokročilých biopaliv nebo syntetických e-paliv, může být efektivním nástrojem pro snižování emisí i v krátkodobém horizontu. Tyto látky lze často míchat se současnými palivy nebo jimi zcela nahradit tradiční naftu a benzin, a to bez potřeby technických úprav vozidla.

„Chceme ukázat, že obnovitelná kapalná paliva mohou být okamžitým, rychlým a dostupným řešením, které umožní všem Evropanům zapojit se do energetické transformace,“ řekl generální ředitel ČEPRO Jan Duspěva.

DOPRAVA POTŘEBUJE VÍC NEŽ JEDNO ŘEŠENÍ

Na setkání zazněla i řada analytických vstupů. Zástupce ČAPPO Jan Mikulec upozornil mimo jiné na současnou strukturu vozového parku v ČR, která bude ještě řadu let založená na spalovacích motorech. „Je třeba hledat řešení, která umožní snižování emisí už dnes, a to bez ohledu na to, kdy si lidé pořídí nové auto,“ uvedl.

Základní poselství Tour d’Europe je jasné: bez technologické otevřenosti Evropa riskuje, že si uzavře cestu k rychlejším a dostupnějším cestám dekarbonizace. „Flotila aut se spalovacími motory je v Evropě velká a je třeba hledat i jiné možnosti než masivní obměnu aut. Potřebujeme dát šanci všem řešením, která fungují, a nechat rozhodnutí na kombinaci vědy, trhu a skutečných dopadů na životní prostředí,“ shrnul na závěr ministr Kupka s tím, že nemá nic proti elektromobilitě.

POMOCI MŮŽE BIOMETAN

Podle rektora Vysoké školy chemicko-technologické Milana Pospíšila Česku ani jiná možnost než vsadit i na syntetická paliva nezbude. „Počet elektromobilů pod jeden milion vozidel významně neovlivní udržitelnost dopravy v Česku. Aby země splnila parametry vyžadované EU pro dekarbonizaci, hlavní tíha bude muset ležet na kapalných pohonných hmotách,“ uvedl pro web Zdopravy.cz Pospíšil.

Česko má od Evropské komise stanoveny dva cíle a může si vybrat, který z nich splní. Buď v dopravě nahradí 13,8 % spotřeby obnovitelnými zdroji energie, nebo uspoří 27,6 % skleníkových plynů.

K prvnímu cíli by se Česko lépe přiblížilo masivním nasazením bio-LPG či bio-CNG v dopravě, vysoký potenciál má využití biometanu ze zemědělství. K druhému pak rozsáhlou elektrifikací všech složek dopravy, ovšem za předpokladu, že půjde z velké části o zelenou elektřinu.

VŠCHT k tomu vytvořila kalkulačku, která ukazuje, co vše se musí stát, aby bylo splnění cílů reálné. „Náš výpočet říká, že lze ambiciózní plány Evropské komise v udržitelnosti dopravy splnit, ale za poměrně drastických podmínek změny složení vozového parku a změny distribuovaných pohonných hmot na trhu,“ říká profesor Pospíšil. Důrazná elektrifikace by znamenala motivovat zákazníky, aby nakoupili právě elektromobily, a to nejen pro osobní, ale i veřejnou a nákladní dopravu.

I když Česko přistoupí k rozumné podpoře elektromobility, podle Pospíšila to stále znamená, že musí mít ještě velký podíl alternativních obnovitelných složek i v kapalných palivech. A musí jít o kapalná paliva vyšších generací, nikoliv ta současná. „Ideálně by se měl podporovat bioplyn, respektive biometan. Česko má v současné době velkou kapacitu bioplynových stanic, které zatím vyrábějí v rámci kogenerace elektrickou energii, ale až vyprší pobídky a dotace, dala by se kapacita stanic poměrně jednoduše s malými náklady transformovat na výrobu biometanu – a na biometan se dá jezdit,“ uvedl Pospíšil.

V rámci kapalných pohonných hmot by nemělo být na českém trhu problematické získat v dostatečném množství bionaftu (FAME) nebo syntetickou naftu (HVO) pro výrobu nafty B7/B10, tedy se sedmi či desetiprocentním podílem bio či syntetické složky.

Problém však může být spíše výroba biopaliv za rozumnou cenu. „Protože když se do litru nafty přidá pět procent biopaliv té nejvyšší kvality, tak se to projeví nárůstem ceny třeba o pět korun na litr,“ uzavřel Pospíšil.

V případě využití použitých rostlinných olejů či tuků lze s HVO uspořit až 90–95 % emisí CO₂e oproti palivům ropného původu.

NADĚJE JMÉNEM HVO

Kapalným obnovitelným palivem za rozumnou cenu by mohl být takzvaný hydrogenovaný rostlinný olej neboli HVO (Hydrotreated Vegetable Oil), který se pod označením HVO 100 začíná objevovat i na tuzemských čerpacích stanicích. Petrolejáři v něm vidí naději, která by mohla prodloužit život spalovacím motorům.

HVO 100, tj. hydrogenovaný rostlinný olej ve
100% čistotě, se vyrábí čistě z obnovitelných zdrojů, nejčastěji z rostlinných olejů a odpadních produktů z potravinářského průmyslu a pohostinství, včetně upotřebeného kuchyňského oleje, s využitím chemického procesu hydrogenace. Palivo HVO v Evropě nabízí už více než 1 000 čerpacích stanic, v Česku ho aktuálně najdeme u 15 benzinek. Nově HVO 100 diesel začala nabízet také tuzemská největší síť čerpaček Orlen, která spustila pilotní prodej na stanici v Rokycanech.

Hlavním důvodem, proč přibývá stanic prodávajících HVO 100, je snaha o snížení emisí skleníkových plynů. Společnost Orlen Unipetrol, která provozuje síť čerpacích stanic Orlen v Česku, ostatně tvrdí, že HVO má potenciál snížit emise CO₂ až o 90 % ve srovnání s běžnými fosilními palivy.

Skutečný celkový dopad na emise ovšem závisí na způsobu a zdrojích výroby tohoto paliva. Pokud je HVO vyrobeno z rostlinného oleje, který byl pěstován právě za účelem výroby paliva, započítávají se do finální emisní stopy veškeré činnosti související s jeho vznikem. Přesto lze proti fosilnímu palivu podle Orlen Unipetrol dosáhnout výrazné úspory emisí skleníkových plynů o 60 až 65 % CO₂e. V případě využití použitých rostlinných olejů či tuků, jakožto odpadní hmoty, lze ale dosáhnout 90 až 95% úspory emisí CO₂e oproti palivům ropného původu.

Hydrogenovaný rostlinný olej se jako palivo může uplatnit v mnoha způsobech dopravy – kromě osobních a nákladních automobilů nebo autobusů se s ním počítá například i v dopravě železniční. V automobilech má proti naftě ropného původu několik výhod, které souvisejí zejména s vyšším cetanovým číslem přes 70 jednotek. Cetanové číslo určuje kvalitu spalování nafty. Čím vyšší je, tím naftě po vstříknutí do válce trvá kratší dobu, než se odpaří a začne hořet. Právě vyšší cetanové číslo zaručuje vyšší výkon, účinnost a točivý moment motoru, hladší a tišší chod, zlepšuje studené starty, má pozitivní vliv na spotřebu a zajišťuje méně emisí při spalování. Běžná nafta ropného původu bez aditiv má cetanové číslo 51 jednotek.

HVO 100 také díky vysoké chemické čistotě chrání motory a filtry, má lepší nízkoteplotní vlastnosti a při jeho použití celkově dochází k nižší tvorbě usazenin. Zajímavé také je, že HVO nepodléhá biologickému rozkladu a je vhodné pro dlouhodobé skladování.

Novější automobily již jsou na tento druh paliva přímo homologovány, což lze jednoduše ověřit. Pokud je na víčku od nádrže symbol XTL, daný vůz je s HVO 100 kompatibilní. Navíc je palivo neomezeně mísitelné se standardní naftou, takže není nutné řešit, zda nádrž zcela vyjezdit či nikoliv.

Tabulka č. 1: Posouzení využitelnosti alternativních paliv v dopravě

Zdroj: Tour d’Europe

NEGATIVA: DOSTUPNOST, MAZIVOST, CENA

Kromě horší dostupnosti má HVO 100 proti standardní naftě ropného původu ještě jednu nevýhodu – je o něco dražší. Cena se u různých provozovatelů čerpacích stanic liší, ale obecně je cena HVO 100 zhruba o pětinu vyšší než u běžné nafty, která nyní stojí zhruba 33 Kč za litr. Cenový rozdíl by se však měl postupem času zmenšovat.

Dalším problémem je, že rostlinná paliva – stejně jako běžná biopaliva – mají výrazně nižší obsah mazacích složek. To může při jejich vysokém podílu v palivu způsobit problém s nedostatečnou mazivostí, což je zvláště náročné pro vysokotlaká vstřikovací čerpadla a vstřikovače paliva.

Tento problém však lze řešit pomocí aditiv, která obsahují vysoký podíl mazacích látek. Otázkou zůstává, jak účinně si současná aditiva poradí s případnými usazeninami v motoru, které vznikají při spalování HVO paliva.

Dalším potenciálním problémem může být tuhnutí při vysokých mrazech, které v současnosti nelze vyřešit aditivy. Odolnost HVO vůči tuhnutí za silného mrazu je často nedostatečná a v tuto chvíli i velkým otazníkem, jehož vážnost ukáže až praxe.

BUDOUCNOST PO ROCE 2030

HVO letos na jaře začala používat jako prvotní náplň do dieselových modelů sjíždějících z výrobní linky i Škoda Auto. Používá ji i pro tankování nákladních aut zajišťujících logistiku v rámci automobilky. Syntetickou naftu automobilce dodává státní podnik Čepro.

Podle Václava Louly, odborného mluvčího petrolejářské asociace ČAPPO, mohou v období po roce 2030 pod tlakem evropské legislativy na snižování emisí a zvyšování podílu OZE přicházet k využití další paliva.

Novým pilířem dopravy se dle jeho názoru můžou stát i syntetická paliva z CO₂ a vodíku (vyrobená díky kombinaci zachytávání CO₂ z atmosféry, výroby vodíku z OZE a následné konverzi syntézními procesy na uhlovodíky, e-benzin, e-naftu či syntetický metan) jako palivo pro spalovací motory ve vybraných druzích dopravy – především dálkové, letecké a technologické v zemědělství a stavebnictví.

„Existují i další zajímavé rozpracované projekty – využití lignocelulózové hmoty, pyrolýza plastů atd. Cílem petrolejářského oboru by se měla stát nízko­uhlíková kapalná paliva a uhlíkově neutrální syntetická paliva. Vedle toho je potřeba vzít do úvahy i nástup alternativních pohonů neropného původu. Je velkou otázkou, jaký podíl se podaří zajistit z obnovitelných zdrojů a bioodpadů, tedy ve formě bio-
CNG, bio-LPG, vodíku z OZE a elektřiny z OZE,“ shrnuje Loula.

Jako možné palivo lze zmínit i odpadní plasty. „Ve své podstatě je to však tak trochu marná cesta. Jde o to, že z odpadních plastů se vyrábí kapalina, která se využije v rafinerii, kde se z ní dá vyrobit palivo. Problémem jsou však předpisy, které nařizují, že takto vyrobená kapalina se musí využít k materiálovému, nikoliv energetickému účelu,“ deklaruje Ivan Indráček, šéf Unie nezávislých petrolejářů. Technologicky tedy možnost výroby existuje, ale z pohledu potřeby umět vykázat snížené emise to smysluplné není. Kapalina z plastových odpadů tak bude zřejmě používána opět k výrobě plastů.

ZÁCHRANA SPALOVACÍCH MOTORŮ?

S dalším nízkoemisním palivem přicházejí společnosti Toyota a Chevron, které společně vyvíjejí nový typ paliva s nízkými emisemi, které během svého životního cyklu produkuje o 40 % méně CO₂ než tradiční benzin vyráběný z ropy. A co víc, tankovat ho mohou dnešní i starší vozy.

Toyota říká, že její nový „nízkoemisní benzin“ je alternativní palivo, které mohou ihned začít používat současné hybridy, plug-in hybridy, ale i ryze benzinová auta. Japonská značka na projektu pracuje od roku 2021. Při výrobě nového benzinu se používají primárně obnovitelné suroviny. Přes 50 % složení tvoří biopalivo ze zemědělských produktů a rostlinného a živočišného odpadu. Popularizace paliv na bázi obnovitelných surovin má umožnit dekarbonizaci dopravy, aniž by muselo docházet k radikálním krokům.

V praxi to znamená, že nové palivo nejenže můžete tankovat do starších aut, ale nebude vyžadovat ani žádné další zásahy v infrastruktuře. Jinými slovy, pracovat s ním půjde jako se současným benzinem, jen za svůj životní cyklus vyprodukuje skoro o polovinu méně emisí. I proto by „eko“ palivo mohlo být ideálním prostředkem ke snížení emisí, pokud tedy nebude dvakrát dražší než normální benzin…