Optimální řešení neexistuje

Optimální řešení neexistuje

Dlouhé kolony nákladních automobilů prakticky kompletně blokují pravé pruhy evropských rychlostních komunikací. Proč se zboží nepřepravuje raději po železnici? Lze tento stav nějak řešit? A jak moc kamiony přispívají k emisím skleníkových plynů i k celkově se zhoršujícímu životnímu prostředí?

Sklady na kolech

Přestože kamiony ucpávají dálniční síť po celé Evropě, dekarbonizace se jich zatím příliš netýká. Jejich počty by ale mohla snížit uhlíková daň a množství emisí by se dalo řešit trakčním vedením, kdy alespoň na část jízdy po velkých dálnicích se budou kamiony průběžně nabíjet jako trolejbusy.

Podle profesora Jana Macka z Centra vozidel udržitelné mobility Fakulty strojní ČVUT v Praze je tento problém dosti těžko řešitelný, protože před lety si zvykly firmy na tzv. line production, tedy výrobu bez skladových zásob. "Z těch kamionů se staly sklady na kolech," říká s tím, že železnice silniční přepravě nejsou schopny konkurovat. "Železnice jsou konzervativní a nejsou schopny zajišťovat přesné časy dodávky. Navíc jsou poměrně drahé. Železnice se vždycky stavěly na konto příslušné železniční společnosti, kdežto silnice se staví víc na konto daňových poplatníků, což je trochu nespravedlivé. Navíc dráhy musí zajišťovat i to, co jiní nechtějí, zatímco soukromí dopravci mají tendenci vyzobávat jen hrozinky," vysvětluje Macek. 

EU se podle něj snaží převést část kamionové dopravy na železnici, ale není to tak jednoduché. "Železnice je dnes určitě schopná v malých desítkách procent přepravní výkony navýšit, ale ty celkové přepravní výkony v nákladní dopravě jsou násobně menší než to, co se přepravuje po dálnicích. Podle statistik z roku 2020 se po silnicích přepraví 73 % zboží, po dráze těch zbývajících 27 %," argumentuje Macek s tím, že problém je v tom, že nákladní vlaky jsou poměrně pomalé a blokují koleje hlavně v sousedství městských aglomerací, kde je hustá regionální příměstská doprava. "Propustnost tratí obecně po Evropě, zdaleka nejenom u nás, je omezená a jednoduchý pohled na to, jaké jsou přepravní výkony dneska v kamionové dopravě a na železnici, vede k tomu, že se to prostě převést na železnici nedá," shrnuje Macek.

A udává příklad z České republiky: v roce 2020 čeští dopravci měli 30 miliard tunokilometrů. Transit cizími přepravci na našich silnicích byl asi 16 miliard tunokilometrů. Dohromady 46 miliard tunokilometrů. Dráha přepravila necelých 17 miliard tunokilometrů.

Macek připouští, že v EU existují programy jako například "Back to the Rail", jenže u  železnice je možné počítat jen s nějakými menšími desítkami procent navýšení přepravních výkonů. Určitě ne více, protože kapacity železnice jsou naplněné. Takové snahy podle něj existují hlavně v alpských zemích, kde si zimní podmínky a přetíženost silničních tunelů vynucují část přepravy kamionů po železnici, ale u nás ten tlak tak veliký zatím není.

Jak redukovat kamiony

Mackovi však oponuje jeho kolega z Centra vozidel udržitelné mobility Fakulty strojní ČVUT v Praze, profesor Michal Vojtíšek. "My bychom měli kamiony redukovat. Jedním z řešení je na dlouhé vzdálenosti použít pouze přepravu zboží železnicí a kamiony nechat jezdit jen na krátké vzdálenosti od nějakého terminálu. Pak by taková vozidla mohla být akumulátorová. A teď je otázka, kolik máme volné kapacity železnice, případně jestli jsme ochotní budovat další kapacity železnice. Je to jedna z evropských priorit. Nové vysokorychlostní tratě by konkurovaly letecké dopravě a dostavění transevropských železničních koridorů pro nákladní dopravu by pomohlo navýšit kapacitu železniční dopravy. Někdo říká, že to nejde, například Švýcarsko a Rakousko se snaží, aby tranzitní kamionová doprava šla přes jejich zemi po železnici. A to by se mohlo rozšířit na celou Evropu," uvádí Vojtíšek. A dodává, že nad problémem kamionové dopravy se lze zamyslet i šířeji: "Měli bychom se spíše ptát, zda je nutné to vozit z takové dálky? Nelze to vyrobit místně? A pokud odpověď je, že to, co nakupuji tisíc kilometrů daleko, mohu také nakoupit dvacet kilometrů daleko, tak najednou se nemusím starat o to, že akumulátorový kamion je drahý, že vodík je drahý, že syntetická paliva jsou drahá, protože takto počet kamionů zredukuji," je přesvědčen Vojtíšek.

Další možností, jak zredukovat kamiony i jejich emise, je podle něj zavedení uhlíkové daně, která by ale musela být celoevropská, musela by postihnout i dodavatele zboží do Evropy ze zemí mimo EU. Musela by postihnout všechno zboží, které se v EU prodá. To podle Vojtíška bude velice bolet občany, protože zdraží veškerou dopravu, ale bude to nejspíš nutné, abychom ochránili relativně stabilní klima v Evropě, kterému možná vděčíme za existenci naší civilizace.  "Zatím se ale zdanění nechává na jednotlivých státech," dodává Vojtíšek.

Více emisí produkují osobní automobily

Jsou kamiony škodlivé i z hlediska produkce skleníkových plynů? Podle profesora Macka nikoliv. "Kolem čtvrtiny celkových světových emisí skleníkových plynů pochází z dopravy. U osobních automobilů se většinou uvádí zhruba polovina z toho objemu, u nákladní dopravy kolem 5-6 %. Zbytek je letecká a železniční doprava. Více emisí produkuje osobní doprava i proto, že ji tvoří hodně stará auta. A je jich nepoměrně víc než kamionů, které mají dokonalejší motory," vysvětluje Macek.

Proč se jsou tedy emise u kamionů o tolik nižší? "Protože je jich daleko méně než osobních vozů. Navíc vznětový motor v osobním automobilu má dnes spotřebu okolo 200 g paliva na kWh, zatímco u kamionu má 180 nebo 185. Velké motory jsou totiž mnohem účinnější.

Jak dekarbonizovat náklaďáky?

Nicméně, i nákladní doprava se má podle plánů dekarbonizovat. Evropští zákonodárci dosáhli dohody, která stanovuje ambiciózní cíle pro snižování emisí CO₂ u nákladních automobilů a autobusů. Dohodnutý harmonogram implementace nutných změn je ale poměrně náročný, a to především z důvodu zatím nedostatečné infrastruktury a dalších klíčových podmínek.

K dosažení stanovených cílů do roku 2030 bude muset být v provozu více než 400 000 vozidel na elektrický a vodíkový pohon a nejméně jedna třetina všech nových registrací musí tvořit modely s nulovými emisemi. Kvůli tomu Evropa potřebuje alespoň 50 000 vhodných nabíječek a alespoň 700 vodíkových čerpacích stanic.

"Infrastruktura elektrického nabíjení a doplňování vodíku, komplexní systémy zpoplatnění uhlíku a smysluplná podpůrná opatření pro rychlé investice dopravců: to jsou vedle vozidel s nulovými emisemi klíčové složky pro rychlou dekarbonizaci odvětví těžké nákladní dopravy," uvedla Sigrid de Vries, generální ředitelka Evropské asociace výrobců automobilů (ACEA). Kamióny a autobusy jsou přitom zodpovědné za velkou část uhlíkové stopy pocházející z evropských silnic. "Těžká nákladní vozidla tvoří přibližně 2 % provozu na evropských silnicích a jsou zodpovědná za přibližně 28 % emisí ze silniční dopravy," tvrdí server Euractiv.cz.

Elektrifikace stačit nebude

Podle Tomáše Kadeřábka, experta na elektromobilitu ve firmě Arval, lehká užitková vozidla na elektrický pohon zavedlo nebo bude zavádět podle průzkumu 18 % firem. V oblasti nákladních a těžkých vozidel je ovšem situace specifická, nejvíce se téma dotýká logistických firem. Ačkoli silniční přeprava produkuje poměrně velké množství emisí, přechod na elektrifikované flotily zatím není možný. "V příštích třech letech rozhodně plánujeme další rozšiřování vozového parku. Ve hře jsou i elektrifikovaná nákladní vozidla, možnosti jejich využití jsou ale v logistice v tuto chvíli omezené. Raben v Polsku ve spolupráci se společnostmi Volvo Trucks a Ikea Industry provozuje tři elektrické nákladní vozy, poznatky z jejich provozu pak plánujeme využít při možné elektrifikaci přepravy ve větším měřítku," uvedla Jitka Kocálová, marketingová manažerka společnosti Raben.

Elektrifikace kamionů se chystá i v Česku. Jak uvedl ministr dopravy Martin Kupka na odborné konferenci "e-Truck ve flotile českého dopravce" v Brně, ministerstvo spouští výzvu na budování dobíjecí infrastruktury pro nákladní automobily v hodnotě jedné miliardy korun. "Na hlavních tazích sítě TEN-T tak vzniknou dobíjecí huby s kapacitou až 3,6 MW. Do roku 2030 chceme mít na území České republiky takové množství těchto hubů, aby na klíčových dopravních tepnách měli dopravci možnost na každých 60 kilometrech dobíjet své kamiony. Připravujeme také podporu, která umožní dopravcům budovat kapacitní dobíječky i v jejich vlastních areálech," uvedl ministr Kupka.

V následné diskusi však zaznělo, že velkým problémem v současnosti nabízených e-vozidel kromě známých omezení, jako je malý dojezd, je také jejich malá univerzálnost. "Bohužel zatím neexistuje žádné řešení vhodné pro těžkou dálkovou mezinárodní dopravu. Další nezbytnou podmínkou pro rozvoj nákladní elektromobility je zájem zákazníků a jejich ochota podílet se na vyšších nákladech spojených s elektromobilitou," zaznělo na konferenci.

K úspěšnému provozu bateriově poháněných nákladních vozidel je nezbytné i nabíjení s vysokým výkonem. Pro představu, aby řidič zvládl plně nabít baterie elektrokamionu s průměrnou kapacitou 400 kWh (maximální kapacita baterie vozidla Volvo FH Electric je dokonce 540 kWh) během pravidelné povinné přestávky 45 minut, musela by mít nabíječka výkon 750 kW nebo vyšší. Pokud je dobíjecí výkon nižší, znamená nabíjení elektrokamionů po cestě citelné zdržení. Podle dat společnosti McKinsey vyjde jedno takové nabíjecí místo na 200 000 až 350 000 eur.

Dálková doprava potřebuje i tahače, které mohou jet až 10 hodin, během kterých urazí kolem 800 km. To by znamenalo baterie s kapacitou kolem 1500 kWh a nabíjecí výkon nejméně 1350 kW pro dobití mezi dvěma směnami. A to vše si vynásobme několika stovkami kamionů, zaparkovaných na dálničním odpočívadle. Rychle zjistíme, že by u každého takového odpočívadla musela stát malá elektrárna. Elektromobilita je tedy předurčena k dopravě zboží spíše na kratší vzdálenosti.

Prosadí se vodík?

Dálková kamionová doprava se proto dívá po jiných řešeních než po elektromobilitě - v současné době především po vodíku. Zajímavé je, jak spolu vodíkový a elektrický pohon úzce souvisí. Vodík se totiž v motoru nespaluje, ale v palivovém článku reaguje se vzduchem, přičemž vzniká elektřina (a čistá voda). Pohonnou jednotkou vodíkových vozů je tedy rovněž elektromotor. Ani vozy na vodík se ale neobejdou bez baterie, která v tomto případě slouží jako záloha při vyšším odběru energie, než dokáže palivový článek vyrobit. Ke slovu přijde především při strmém stoupání plně naložených souprav.

Vývojem tahačů na vodík se zabývají všichni velcí výrobci těchto vozidel, protože způsob jejich provozu je prakticky stejný jako u naftových motorů. V závislosti na tlaku vodíku v nádržích lze s kamionem ujet 400 až 800 km a doplnění paliva netrvá déle než natankování nafty. V případě nádrží se zkapalněným vodíkem je teoretický dojezd nákladní soupravy až 1000 km. Hlavní překážkou v rozvoji vodíkových pohonů v nákladní dopravě je chybějící infrastruktura plnících stanic. Vysoké nároky na manipulaci s vodíkem kladou jednak extrémní tlaky, při kterých je skladován, a pak také jeho chemická struktura.

Mezi dopravci proto panuje přesvědčení, že cíle stanovené Green Dealem k dekarbonizaci silniční nákladní dopravy je nutné zreálnit a stanovit nové termíny respektující technické možnosti i skutečné dopravní potřeby společnosti. Myslí si to i profesor Macek. U kamionů podle něj zatím neexistuje žádná rozumná náhrada spalovacích motorů. "Uvažuje se o akumulaci energie pro pohon do vodíku, pak je možné použít buď spalovací motor na vodík, na čemž pracují všechny evropské automobilky anebo použít palivový článek. Ten ale vychází pro velké výkony hrozně draho," říká Macek. Podle něj by bylo nejrozumnější zachovat spalovací motory, které pak můžete provozovat na plynná paliva, ať na zemní plyn, nebo na vodík. Zemní plyn by bylo nejlepší podle Macka používat ve stlačeném stavu jako LNG.

Jinak však smýšlí profesor Vojtíšek. "Pokud uhlí a ropu, které jsou nyní v zemi, vytěžíme, spálíme a vypustíme do ovzduší jako CO₂, budeme na tom stejně, jako když v ovzduší bylo hodně CO₂. Ale v té době jsme tady nebyli my. A je otázka, jestli se naše civilizace nevyvinula proto, že jsme měli poměrně stabilní klima v posledních deseti tisících letech. O to stabilní klima asi nechceme přijít, protože bychom se s tím těžko vyrovnávali. Proto je třeba hledat nějakou náhradu za fosilní paliva a ropu," apeluje Vojtíšek.  

Která alternativa je nejperspektivnější?

Technologických možností, kdy budeme vyměňovat kamion kus za kus, je podle profesora Vojtíška celá řada. "Můžeme zavést nějaké trakční vedení, kde alespoň na části jízdy po velkých dálnicích se budou kamiony průběžně nabíjet jako trolejbusy, Nebo budeme jezdit na akumulátory, které se budou o přestávkách dobíjet nebo vyměňovat jako celky. Z elektřiny můžeme vyrobit vodík, ten spalovat ve spalovacích motorech anebo použít v palivových článcích k výrobě elektřiny a pak ta elektřina bude pohánět kamion. Anebo můžeme buďto z biomasy, anebo z vodíku vyrobeného elektrolýzou vody vyrobit různá syntetická paliva, která jsou ale zatím dosti drahá," vyjmenovává Vojtíšek.

Podle profesora Vojtíška je technologických možností hodně. "Není ale žádná jednoduchá univerzální náhrada. Nejjednodušší náhrada, která funguje tam, kde jiné alternativy nejsou, jsou syntetická kapalná paliva, která lze snadno skladovat a přepravovat. To bude asi nejdražší zdroj energie při přepočtu na kilometr. O něco levnější bude vodík, který je však hodně závislý na infrastruktuře, protože se hůře skladuje. Ve spalovacích motorech se dá spalovat s účinností kolem 40 %. V palivových článcích ta účinnost bude vyšší. Větší výrobci nákladních vozidel uvažují o palivových článcích jako o dočasném řešení. Pokud vodík i syntetická paliva budeme vyrábět z elektrické energie, nejlepší a nejlevnější je využít tu elektřinu přímo. 

"Elektrický pohon bude tedy nejlevnější a s tím jsou spojená některá technologická omezení. Buď přítomnost trolejového vedení nebo dojezd na akumulátory a síť stanic, kde mohou být akumulátory dobíjeny nebo vyměňovány," popisuje Vojtíšek. Zároveň ale dodává: "Pokud ale uvažuji v perspektivě více desetiletí, tak jako první budou dekarbonizovány vozové parky, které jezdí na krátké vzdálenosti. To znamená rozvážkové služby nebo lokální přeprava od železniční vlečky nebo přístavu. Vozidla na dlouhé trasy asi zůstanou zatím na ropných palivech. Nejdůležitější je ale objem kamionové dopravy postupně redukovat," uzavírá Vojtíšek.

Autor: Alena Adámková, Zdroj: Petrol magazín č. 2