Baterie – pohled na technologie budoucnosti

Elektromobilita je budoucnost. Podle právních ujednání a prohlášení výrobců tomu tak nepochybně je. Ve většině aplikací je elektromotor z technického, ekologického a ekonomického hlediska nesporně lepší než spalovací motor. Nicméně existují však nejasnosti, pokud jde o skutečné srdce elektrické pohonné jednotky: baterie. Není vždy snadné posoudit výkonnost baterie nebo její vliv na změny klimatu. To často vede k nejistotě a někdy i ke vzrušeným diskusím. 

Zjednodušeně řečeno, existují dva hlavní faktory určující dojezd elektromobilu související s jeho baterií: energetická hustota a kapacita. V současnosti nejpoužívanější lithiové baterie NMC a NCA mají objemovou energetickou hustotu přibližně 400 watthodin (Wh) na litr objemu. Vezmeme-li jako příklad vůz s kapacitou baterie kolem 75 kWh, jedná se o reálný dojezd 300 až 400 kilometrů. Odborníci se domnívají, že objemová energetická hustota se v příštích deseti letech zvýší o dalších 50 procent, což umožní dosáhnout dojezdu až 600 kilometrů. Nové možnosti nabízejí i lithium-železo-fosfátové (LFP) baterie, které se budou v budoucnu stále více používat i v elektrických nákladních vozidlech. 

Dalším rozhodujícím aspektem pro možné využití bateriových osobních a nákladních elektromobilů je doba nabíjení. To je dáno především maximálním nabíjecím a vybíjecím proudem. Čím větší je poměr mezi nabíjecím proudem a kapacitou baterie pro danou velikost baterie (tzv. C-rate : rychlost nabíjení a vybíjení), tím kratší je doba nabíjení, alespoň při stavu nabití mezi 10 a 80 %. Pro posledních 20 % energie potřebných k tomu, aby se baterie zcela naplnila, se doba nabíjení výrazně prodlouží. Na to, aby automobil v tomto případě "natankoval" 55 kWh energie, tedy 280 km dojezdu a vrátil se do stavu nabití 80 %, potřeboval by být při běžné venkovní teplotě připojen na rychlonabíjecí stanici o výkonu 125 kW asi 35 minut.

Určitá nejistota panuje také v otázce, jak velký vliv má časté rychlé nabíjení na výdrž baterie. Je jasné, že pomalé nabíjení je pro baterie v zásadě dobré. Výrobci definují životnost baterií především z hlediska garantovaného počtu nabíjecích cyklů. Například autobaterie, která má garantovanou životnost 1 000 cyklů, ujede za dobu své životnosti přibližně 160 000 kilometrů. Výrobci však někdy drobným písmem upozorňují na to, že elektromobil by měl pokud možno fungovat v rozmezí 20–80 % stavu nabití a měl by být plně dobíjený pouze při plánovaných dálkových jízdách, protože jen tak lze dosáhnout garantované životnosti baterie. Tedy spousta podmínek, které běžnému uživateli rozhodně neusnadňují spolehlivé určení doby nabíjení, dojezdu, celkového počtu ujetých kilometrů a tím i životnosti vozidla.

Je zaručena šetrnost ke klimatu?

Pro posouzení přínosu baterie pro klima je zásadní životnost vozidla. Vzhledem k tomu, jak energeticky náročná je jejich výroba, baterie představují značnou zátěž z hlediska emisí CO2 i při nulovém počtu ujetých kilometrů. To znamená, že čím větší je celkový počet ujetých kilometrů, tím více se tato zátěž CO2 rozloží na ujeté kilometry a tím šetrnější je elektromobil ve srovnání s vozidlem se spalovacím motorem. Za předpokladu, že se vůz v příkladu dobíjí pouze elektřinou z obnovitelných zdrojů a k výrobě baterie byla použita pouze zelená elektřina, pak budou jeho emise skleníkových plynů v průběhu výrobcem garantovaného celkového počtu ujetých kilometrů přibližně o 90 % nižší než u moderního vozidla s naftovým motorem. U nákladních vozidel je toto číslo ještě lepší – přes 95 % – díky vyššímu počtu najetých kilometrů. Vyplývá to z nedávných výpočtů oddělení Corporate Research & Development společnosti DACHSER.         

I když se při výrobě baterií nepoužívá zelená elektřina, ale spíše současný mix elektřiny a výrobních podmínek v Evropské unii nebo Číně, pak elektrický pohon přesto dosáhne snížení emisí CO2  u nákladních automobilů nejméně o 90 % (Evropa) a 85 % (Čína) a u osobních automobilů nejméně o 80 % a 65 %. To ukazuje, že zátěž CO2 při výrobě baterií nehraje u nákladních vozidel tak velkou roli. V případě osobních automobilů by však výroba baterií měla co nejrychleji přejít na nejmodernější standardy a stoprocentně obnovitelnou elektřinu, aby se co nejrychleji plně využil potenciál bateriových elektrických pohonů pro ochranu klimatu. Kromě emisí skleníkových plynů je však třeba vzít v úvahu i další environmentální a sociální dopady. Ty mohou vznikat především při těžbě surovin potřebných pro pohonné baterie. V závislosti na použitých chemických prvcích a procesech je třeba v určitých zemích a regionech v tomto ohledu kriticky sledovat postupy a řešit je především prostřednictvím regulačních opatření.
 

Přechod na čistě elektrické automobily a nákladní vozy vyžaduje  změnu myšlení řidičů a správců vozových parků  a především otevřenost těmto novým opatřením. Cesta, která nás čeká, bude někdy náročná – zejména v prvních letech nadcházející transformace. Neexistuje však žádná alternativa, protože na základě současného stavu automobilové technologie a její ekonomiky není žádná jiná technologická možnost schopna dosáhnout cíleného efektu ochrany klimatu v podobě téměř nulových emisí. Je třeba, aby výrobci automobilů posunuli výkonnost a udržitelnost bateriové technologie dále a aby se z dnes ještě složité technologie stala snadno použitelná inovace, kterou budou lidé rádi využívat.