NÁZOR: Budoucnost je na baterky

Přemýšleli jste někdy nad tím jak moc se svět promění, až bude možné efektivně skladovat elektrickou energii? Zkuste se teď s námi do takového světa podívat. Do dohledné automobilové a letecké budoucnosti, kde kapacita baterií o řád stoupne a cena o řád klesne.

Budoucnost podle Hondy. Tvar elektromobilů není diktován velikostí a uložením spalovacího motoru a převodovky.
foto: Honda

Rozhodně největší změnu přinesou vyspělé baterie do automobilové dopravy. Jedinou věcí, která dnes drží spalovací motory při životě, je totiž právě nízká kapacita baterií.

Po zavedení elektromobilů s dojezdem 1000 km (ruku v ruce s poklesem jejich ceny) dojde k obrovské proměně automobilové dopravy. Nebude existovat jediný důvod, proč kupovat auta se se spalovacím motorem.

Elektromobil je mnohem jednoduší na výrobu, jak materiálově, tak časově. Dá se očekávat, že s poklesem ceny baterie klesne i cena automobilů obecně. Kvalitnější a luxusnější automobily si tak bude moct dovolit více lidí.

Vyšší kvalita života

Pokud se povede najít i ekologický a materiálově nenáročný způsob výroby baterií, dá se očekávat i celkově energeticky méně náročná výroba elektrických aut.

Už jen díky menší technické náročnosti výroby – odpadne nebo se zmenší požadavky na energeticky náročné odlévání (bloky motoru, převodovky), kování (kliková hřídel), výrobu ozubených kol převodovky, či náročné třískové obrábění motoru a převodovky.

Po masovém nástupu elektromobilů se násobně zlepší kvalita ovzduší ve městech. Není třeba se bát ani energetických požadavků nové flotily elektromobilů.

Podle českého Institutu pro Ekologickou a Ekonomickou Politiku, pokud v ČR bude jezdit 10 % elektromobilů (450 tisíc), vzroste spotřeba elektřiny o 1125 GWh ročně. Při celkové výrobě 86 000 GWh je tak toto navýšení zanedbatelné.

Veřejná doprava projde radikální změnou

Čisté a tiché elektromobily významně zvýší kvalitu života lidí. Města i okolí cest utichnou. Ač si to lidé nepřipouští, hlukové znečištění se výrazně projevuje na psychickém (stres, podrážděnost) a následně i na fyzickém zdraví lidí.

Elektromobily také změní celkově paradigma osobní dopravy. V městské a příměstské dopravě uvidíme nástup nejrůznějších mini osobních dopravních prostředků.

Nejrůznější skútry nás velmi rychle a levně dovezou několik kilometrů nebo desítky kilometrů daleko, a to přímo k cíli naší cesty. Tím se dostane pod tlak hromadná věřená doprava, zejména příměstská. Nač používat autobus, když mohu levněji, pohodlněji a rychleji cestovat osobním elektrickým dopravním prostředkem?

Elektrická letadla a vrtulníky

I doprava na dlouhé vzdálenosti projde obměnou. Levné baterie s velkou kapacitou umožní konstrukci nové generace elektrických letadel a vrtulníků. Nepůjde jen o jedno nebo dvousedadlové stroje, ale například o větší letadla kategorie českého Let L-410 Turbolet (19 pasažérů).

Elektrická letadla a vrtulníky umožní velmi rychlé a levné cestování na dlouhé vzdálenosti, nebo i dopravu zboží, či dokonce služeb.

V současné době jedna minuta letu v malém letadle (jednovrtulové, dvou-čtyřmístné) přijde minimálně na několik desítek korun, spíše více. Pokles ceny nedokážeme odhadnout, ale současný provoz elektromobilů (při nočním dobíjení) je až 8x levnější než provoz auta s benzínovým motorem.

Navíc je nutné připomenout, že letadlo urazí vzdušnou čarou kratší vzdálenost, než vlak po kolejích, natož auto po cestě.

Elektrická letadla srazí cenu letecké dopravy a stanou se zajímavým a dostupným způsobem pro cesty na delší vzdálenosti. S cestovní rychlostí kolem 300 – 400 km/h se stanou vážnou konkurencí i pro rychlovlaky. Na druhou stranu, vlaky i autobusy úplně nezmizí, protože letecká doprava bude stále omezená počasím.

Přesto, otázkou není, zda lidé začnou více využívat pro dopravu letadla, ale kdy. Pro modelový příklad si můžeme vzít dopravu z Ostravy do Prahy, která je nejvytíženější v zemi. Vlakem tuto trasu urazíme za 3 až 3,5 hodiny.

Vzdušnou čárou je však vzdálenost mezi městy pouze 270 km a např. L-410 tuto trasu zvládne do hodiny. A to nemluvíme o nové generaci výkonnějších elektrický letadel.

vlastní

35 Comments on “NÁZOR: Budoucnost je na baterky”

                1. přece jako mourovatej…. A
                  přece jako mourovatej…. A ještě budete posílat pravidelně výkazy na ERU !!

              1. Na tohle téma se vedla
                Na tohle téma se vedla sáhodlouhá diskuse na mypower.cz. Výsledek není jednoznačný, protože i samotní úředníci v tom mají chaos. Nicméně když jedete svým autem s rodinou na nákup, tak to taky není „přeprava zboží a osob“ dle živnostenského zákona, přestože přepravujte zboží a osoby nebo když si doma zřídíte Wifi AP, tak se z vás taky není automaticky provozovatel telekomunikačních služeb. S tím ostrovem to bude podobné, ostatně třeba každé osobní auto je taky takový pěkný ostrovní systém co vyrábí elektřinu.

                1. obzvlaste elektromobily, to
                  obzvlaste elektromobily, to jsou teprve (polo)ostrovy 🙂

      1. Ale už dnes se s podobný
        Ale už dnes se s podobný ukazem mužeme setkat v České podnikatelské sfeře. Jak je to v moderních rekonstrukcích domovního fondu v ČR. Jak se projevilo instalování moderních a přesných domovních vodoměru, elektroměru a plynoměru na snižování jalových plateb. Proč e čím dál více odběratelu jež se odpojují od centrálních tepláren. Pokud těmto firmám odcházejí zákazníci, tak ti stávající to za odešlé doplatí.

  1. Daleko zásadnější než
    Daleko zásadnější než dopad na dopravu, je dopad na energetiku. A když se změní základní infrastruktura energetiky, změní se vlastně všechno od energetického sebezajištění domácností po globální politicko – ekonomické vztahy. Tato změna bude další průmyslovou revolucí. Otázka je, kdo bude jejím vítězem. Zatím to vypadá, že západní firmy, automobilky zvláště, si ne zcela uvědomují o co jde.

  2. a jééje..
    tohle je dnes

    a jééje..

    tohle je dnes již typická zpráva, ze které sice sálá nezměrné nadšení „pro věc“, ale v konečném důsledku především díky velkému množství silně zavádějících informací se nakonec obrátí spíše proti dané věci, kterou se autor snaží podpořit.

    Nemám vůbec nic proti velkorysým vizím čeho může lidská společnost v budoucnu dosáhnout v rámci technického pokroku, na druhou stranu by se ale redaktor technického, konkrétně „automotive“ zaměřeného magazínu, neměl dopouštět takových zavádějících informací jako zde v odstavci o „menší technické náročnosti výroby“.

    Pokud jste někde (například na obrázku) viděl powertrain moderních elektromobilů jako Tesla, VW, Nissan či BMW, tak byste nemohl přehlédnout, že třeba Vámi zmíněná převodová skříň, příruba a plášť elektromotoru je konstrukčně sice odlišná(úmyslně nepíši jednodušší) o absenci řazení a spojky, nicméně veškeré obráběcí operace se na nich musí vykonat v podobném rozsahu a především je nezbytné zachování stejných tolerancí, které právě tvoří nejvyšší cenu/náročnost výroby(jestli takto dělám tři kolečka nebo deset už nehraje podstatnou roli) Nehledě na to, že převodovka u elektromobilu má i svá specifika, například spalovací VW UP si vystačí s převodovkou MQ100 (100Nm), kdežto elektrická verze již musí být dimenzována na 210Nm a toto musí skříň přestát bez kroucení již od nulových otáček, stejně tak max. otáčky pro MQ100 jsou někde do 7tis RPM, přičemž ale trvalé zatěžovaní se počítá kolem 3tis RPM. Naopak převodovka eUP! musí zvládnout pracovat trvale i při 11tis RPM pokud chcete jezdit 130km/h po dálnici.

    .. v podobném duchu lze pokračovat v podstatě s kteroukoliv komponentou powertrainu. Tudíž zažité tvrzení, že elektropohon je „jednodušší“ jak konstrukčně, tak výrobně je silně, ale opravdu silně zavádějící.

      1. tak znova, o tolik méně
        tak znova, o tolik méně jich tam není a za druhé všechny zmíněné obráběcí operace se na nich musí vykonat také. Toto rozhodně ekologii nespasí. Navíc powertrain z hlediska energetické/materiálové náročnosti výroby vozidla je sice významná část, nikoliv však majoritní.

        Stejně tak mi připadá, že většina pisatelů tohoto tvrzení(a toto tvrzení se opravdu často opakuje) musí být strojaři, což implikuje jednu věc a to, že správný strojař nechce mít s elektrikou nic společného. No a z toho pak asi pramení to, že elektromotor, měnič, palubní nabíječka, silové konektory, baterie, BMS jsou „sranda“ a to jak návrhem, tak hlavně výrobou. A asi je zbytečné se zde rozepisovat že tomu tak není. Přesto alespoň namátkou slyšel jste někdy něco o technologii výroby polovodičů? výroba permanentních magnetů ze vzácných zemin? Výroba kondenzátorů, které v jedněch z nejhorších podmínkách jak elektrického tak teplotního namáhání musí vydržet alespoň 5let? (mimochodem na to jak bude vypadat poruchovost měničů po 3-5letech jsem celkem zvědav) a mohl bych pokračovat..

        Spalovací motory mají jednu výhodu a to, že v podstatě všechny součásti prochází podobným výrobním procesem a tím je tváření kovů a plastů, který se dá podmíněně dosáhnout v jednom konsorciu jakým automobilka je.

        Vrátím se opět na začátek, vadí mi připisování elektromobilům zásluhy, které buď nemají a nebo jsou evidentně sporné. Naopak mi přijde vtipné, že snad jedinou nezpochybnitelnou „zásluhu“ a to že elektromotor nepotřebuje motorový olej a s tím spojený životní cyklus oleje nikdo významně neobhajuje. To pořád čteme o „ušetřených“ milionech litrů paliva (což se dá opět zpochybnit), ale o tom kolik se ušetřilo litrů motorového oleje nikde nic?

          1. podívejte se na řez
            podívejte se na řez jednostupňové a vícestupňové převodovky (pravda DSG je trochu jinde) a zjistíte, že princip je stejný, pouze v té jednostupňové je méně koleček. Tudíž výrobní zázemí o kterém byla původně řeč je téměř totožné, tudíž na výrobě menšího počtu dílů neušetříte tolik, jako kdybyste mohl úplně nějaký tvářecí úkon vynechat. Co je ale nejdůležitější, že oba typy mají obecně vysokou spolehlivost.

            Jinými slovy pokud zařízení funguje spolehlivě a úsporně, pak mi přijde naprosto zbytečné posuzovat jak moc složité je, nebo na jakém principu pracuje, pokud to druhé bude pro koncového zákazníka dražší.

            A za druhé je také důležité jak je dané zařízení vyrobené protože i sebejednodušší systém, pokud je mizerně vyroben, nebo má dokonce konstrukční vadu se celkem logicky pokazí dříve než nějaký mnohem komplikovanější systém dobře navržený a vyrobený.

      2. Prave naopak, tech presnych
        Prave naopak, tech presnych soucastek je v elektromobilu vice 🙂
        Vemte si treba Teslu, ve ktere je pres 7000 super-presne vyrobenych chemickych clanku (mensi presnost = rychlejsi starnuti, mensi kapacita), kde kazdy ma svoji pojistku, teplotni a elektricky management, protipozarni ochranu a dalsi.

        Kdyby bylo jednoduche vyrobit elektromobil, tak by nestal 2 miliony.

    1. A tady nastupuje zastaralé
      A tady nastupuje zastaralé myšlení.

      Při průměru kola cca 50 cm, je jeho obvod něco přes 1,5m, takže na rychlost 130 km/h (36 m/s) je pořeba 25 otáček za vteřinu, takže asi 1500 RPM. Vzhledem k vysokému kroutícímu momentu se to kolo dokáže otočit kdykoli.

      Takže to není o výrobních nákladech na převodovku – je to o myšlení – prostě výrobce si neumí představit auto, kde ta převodovka bude zcela vynechána.

      (PS: ovšem elektromotory mají v malých otáčkách nízkou účinnost – třeba i jen 60 procent)

      1. sice jsem úplně přesně
        sice jsem úplně přesně nepochopil o co vám jde, nicméně přesto se k tomu vyjádřím.

        Moderní mechanická převodovka je dnes technologicky velmi dobře zvládnuté zařízení (rozhodně si nedovoluji tvrdit, že „jednoduché“) a to jak mechanickou účinností (např. převodovka BorgWagner eGearDrive použitá u Tealsa Roadsteru s jednostupňovým převodem 8,21:1 má v celém rozsahu provozních otáček 0-13tis RPM a momentů 0-300Nm peak zaručenou účinnost vyšší jak 97%) tak výrobně (nevšiml jsem si, že by se některé automobilce nedařilo vyrábět převodovky v dostatečném počtu). A v neposlední řadě pak je to zařízení obecně vysoce spolehlivé a robustní.

        Tudíž použití mechanické převodovky jako součást powettrainu vozidla se ze všech úhlů pohledu stále jeví jako optimální řešení i u elektropohonu a tedy by musely existovat opravdu zásadní důvody proč se snažit toto zařízení obejít. A moje „zastaralé“ myšlení, ale co hůř „zastaralé“ myšlení snad všech automobilek (včetně Tesla Motors) tyto důvody nevidí, ale naopak velmi dobře vidí četné nevýhody řešení powertrainu bez mechanické převodovky, které jsou mimochodem známé již přes 100let a i za tuto dobu se nepodařilo všechny uspokojivě vyřešit.

        1. Ale já neřekl, že
          Ale já neřekl, že převodovka je špatná
          V současné době mají 9ti stupňové převodovky efektivitu v nejhorším případě přes 90% (většínou o dost více), takže kombinace elektromotor ve vyšších otáčkách+převodovka dává kombinovanou účinnost přes 80%, kdežto elektromotor napřímo při rozjezdu má efektivitu cca 60%. Kombinace motor + převodovka zajistí delší dojezd, menší nároky na chlazení, menší ztráty, lepší regulaci rekuperace atd..

          Ale to myšlení je omezené v samotném návrhu vozidla (což je dáno ekonomikou), kdy máme jeden centrální motor, jednu převodovku atd…

          Současné technologie umožňují přímý pohon jednotlivých kol. Ale o této cestě nikdo neuvažuje – dokonce ani ve fázi testování. Důvodů proč to nikdo neuvažuje a nezkouší je několik, ale všechny jsou technického rázu. Mít 2 motory napřímo pohánějící zadní kola, tak se celá konstrukce vozu výrazně zjednoduší, motory mohou fungovat v režimu ABS/EPS, jediné co bude skutečně složité bude polovodičová elektronika, ovšem zase bude potřeba aby zvládala menší proudy než u jednoho centrálního motoru.

          Takže o tomto mluvím – o kompletní změně myšlení při tvorbě vozu. Ale to se změní až tak v průběhu 20ti let, chybí k tomu základní vývoj

          1. Ale vždyť o tom píši,
            Ale vždyť o tom píši, elektromotor v kolech tady byl dříve než kloudný spalovací motor. Nicméně od té doby dodnes se nepodařilo uspokojivě vyřešit nedostatky této koncepce, které já osobně (a budu se opakovat) se mnou i automobilky považují za tak zásadní, že se to nevyužívá. Žádná změna myšlení ani konspirace v tom není.

            Navíc moderní elektrický powertrain, pro který byl navržen i rám/karoserie vozidla je sám o sobě docela kompaktní a jeho umístění za zadní nápravou např. Model S, nebo i3 nijak zásadně prostorově nevadí (baterie se tam nehodí dát kvůli těžišti, a zvětšení zavazadlového prostoru do hloubky také není optimální řešení), zbývá tedy výhoda udělat vozidlo o něco kratší, ale zde se zase naráží na to, že bez převisu bude vypadat „blbě“ a za druhé chybí deformační zóna a zavazadlový prostor.

            Mezi dvě naprosto zásadní nevýhody bezpřevodového IWM patří:

            1) neodpružená hmota náprav
            2) motor je strašlivě na ráně.

            .. K té neodpružené hmotě náprav asi tolik, že když jsou dnes jízdní vlastnosti vozidel posuzovány na takové úrovni, že Citigo hliníková kola jsou těžší než plechová, nebo že OIII nemá v základu víceprvkovou zadní nápravu, pak té neodpružené hmoty motorů si všimne na jízdních vlastnostech úplně každý a bude dost složité lid přesvědčovat, že místo komfortu jízdy dostanou jiné výhody ve formě lepší trakce a hlavně stability v mezních situacích.

            Méně významné nevýhody jsou:

            3) aby ten pohon měl slušnou účinnost a spolehlivost, pak musí být poměrně složitý=drahý, jmenovitě se hodí vícenásobné vinutí statoru a k tomu vícefázový měnič rovněž integrovaný v kole, pro řízené připojování a odpojováním vinutí za jízdy.
            4) je potřeba vždy minimálně 2ks motorů, přičemž při poruše jednoho motoru a nebo měniče auto definitivně stojí.
            5) aby vozidlo mělo trochu slušnější dynamiku na kterou jsme u elektromobilů zvyklí tak potřebuje mít špičkový kroutící moment na kolech: 5838Nm pro Model S, nebo 2425Nm pro BMW i3. To znamená že při 2ks motorů to je: 2918Nm/kolo Model S a 1212Nm/kolo i3. Je samozřejmě možné si pomoci 4ks motorů.

            Takovéto motory již dnes existují což o to, ale když odečteme první dva nedostatky, tak se nabízí otázka, jestli náhodou toto řešení nebude ve výsledku komplikovanější než „jednoduchá“ robustní převodovka s „jednoduchým“ motorem a „jednoduchou“ elektronikou?

  3. Nepište nesmysly.
    Již dnes

    Nepište nesmysly.
    Již dnes je letecká přeprava v Evropě a severní Americe přetížena a letové cesty jsou obsazeny. Pokud budete chtít na lety nasadit malokapacitní letadla, pak by jejich zvýšení počtu v provozu bylo až desetinásobné. A při případném snížení ceny až stonásobné. A kde by tak asi létala?
    Navíc lidí na Zemi bude stále exponenciálně přibývat, a je jedno na kterých kontinentech. Ti chudší si najdou cesty do bohatších zemí, a to jen například proto, že jich je více.
    Daleko větší problém bude do cca 70-ti let uživit 11 miliard lidí. A ten kdo bude mít hlad nebude řešit nějaké baterie pro uložení elektrické energie.

    1. Osobně si myslím, že
      Osobně si myslím, že kdyby se měla létající auta (nebo malé létající stroje) rozšířit ve stejných počtech jako klasická auta, tak by nikdy nemohla být pilotována lidmi.
      V Praze je v současnosti přes 900 000 automobilů a lze předpokládat, že při ranní špičce je na silnicích řekněme třeba 200 000 aut. Představte si, že by na malém území Prahy bylo najednou ve vzduchu 200 000 letadel řízených lidmi, kteří by si chtěli lítat kam se jim zamane…
      Jediný způsob jak tohle uřídit je, že v pozadí bude pracovat sofistikovaný informační systém, ke kterému budou připojeny všechny létající stroje a který bude znát přesnou polohu, směr, rychlost a cíl každého letadla. Člověk pak pouze zadá, kam chce letět a o víc se nestará.

            1. Taky jsem tímto způsobem
              Taky jsem tímto způsobem zamyslel 🙂
              Toho pána z úřadu jsem si vědom. Ale spíše jsem to předpokládal následovně. O létání přemýšleli a snili třeba už neandrtálci, ale podařilo se to až relativně nedávno. No a cesta jak k tomu došlo je zaznamenána na patentovém úřadě. Tedy nové objevy, aplikace a cesty příjdou, ale pořád to bude ta myšlenka, která už někomu prolítla hlavou.

  4. Je to hezká futuristická
    Je to hezká futuristická představa pane Grohmane, ale skutečnost bývá složitější.
    Mám také jednu futuristickou vizi, o které nevím, do jaké míry je přesná. Pokud by došlo k úplné výměně vozového parku a přechodu ze spalovacích motorů na elektrické, tak se celková spotřeba elektrické energie nezvýší, spíše sníží v případě, že se úměrně sníží i výroba ropných produktů. Rafinérie jsou totiž takovým žroutem elektrické energie, že lehce předstihnou všechny elektromobily.
    Pro úplnost je potřeba dodat, že hodně rafinérií má i vlastní elektrárnu, takže by se zřejmě snížila i výroba elektrické energie, protože jí vyrábějí pro vlastní potřebu. 🙂
    Možná kompenzace by ale mohla příjít ze strany OZE. Levné baterie by umožnily budování velkokapacitních úložišť energie, takže by odpadla většina problémů s výkyvy ve výrobě elektrické energie, čímž by se OZE vyšvihly jednoznačně na pozici hlavního zdroje výroby elektřiny. 🙂

Napsat komentář