ELEKTROMOBILY     Elektromobil je vozidlo, ktoré sa podstatne líši od klasického vozidla na benzín resp. naftu. Okrem toho, že sa vyznačuje nulovými emisiami škodlivých látok, ukrýva v sebe aj niektoré nové prvky. Namiesto spaľovacieho motora má elektromotor a namiesto benzínovej nádrže má dobíjateľné batérie. Každá batéria je podobná svojou veľkosťou a tvarom batérii, ktorá sa používa na štartovanie bežných automobilov. Rozdiel je len v tom, že elektromobil má batérií podstatne viac - často 15 až 30 kusov.

Elektromobil má aj iný regulačný systém, ktorý zabezpečuje dodávku elektrickej energie do elektromotora vždy keď vodič šliapne na „plynový“ pedál. Elektromotor, ktorý má veľkosť asi 20-litrovej nádoby, tiež nahrádza prevodovku klasického vozidla. V niektorých automobiloch sa dokonca používa osobitný elektromotor na pohon každého kolesa, čo síce nahrádza použitie diferenciálu, má to však za následok vyššiu cenu. Elektromobily z produkcie veľkých automobiliek, ktoré sa v súčasnosti objavujú na trhu, sú často len upravené klasické vozidlá na benzín alebo naftu. Existuje však aj mnoho vozidiel od malých výrobcov, špecializujúcich sa výlučne na výrobu elektromobilov.

Napriek tomu, že osobných vozidiel na elektrický pohon je na cestách veľmi málo, nie sú elektromobily neznámym pojmom. Najčastejšie sa s nimi môžeme stretnúť v podobe trolejbusov. Tieto dopravné prostriedky však batérie nepotrebujú, nakoľko energiu čerpajú z elektrického vedenia. V zahraničí sa testujú aj tzv. duobusy, ktoré sú v podstate  trolejbusmi s malými batériami používanými na preklenutie krátkych vzdialeností bez elektrického vedenia.

Okrem trolejbusov a tradičných elektrických vozidiel ako sú rôzne malé nakladače a prepravné vozidlá používané v skladoch, na letiskách a v iných väčšinou uzatvorených priestoroch, sa v súčasnosti objavujú na cestách nielen osobné vozidlá s elektrickým pohonom ale aj malé dodávky a autobusy. Úplne bežné je tiež použitie elektrického pohonu v lokomotívach. Menej bežné sú elektrické bicykle, člny alebo dokonca lietadlá.

HISTÓRIA
Elektromobily nie sú novými vozidlami. Sú dokonca staršie ako automobily jazdiace na benzín. Prvé elektrické vozidlo sa objavilo na ceste v roku 1873 a jeho konštruktérom bol Angličan Robert Davidson. Prvé benzínom poháňané motorové vozidlo sa na ceste objavilo až o dvanásť rokov neskôr. Už v roku 1887 sa na cestách v Londýne pohybovalo takmer 100 elektrických taxíkov. Elektromobily boli veľmi populárne na prelome storočí a začiatkom tohto storočia ich bolo na cestách ešte stále viac ako automobilov s benzínovými motormi, s ktorými súťažili o priazeň zákazníkov. V roku 1900 bolo v USA registrovaných asi 4000 vozidiel z nich 40% tvorili parné stroje, 38% elektromobily a 22% vozidlá s benzínovým motorom.

Autá na benzín boli začiatkom storočia veľmi drahé, a nakoľko nemali elektrické zapaľovanie, vyznačovali sa problémami so štartovaním. Pri štartovaní bolo nutné ich  roztáčať kľukou. Navyše boli hlučné a produkovali veľa dymu. Preto boli elektromobily veľmi obľúbené v mnohých krajinách. Len v USA, v čase ich najväčšej obľuby, ich bolo na cestách až 50 tisíc. V dôsledku rýchlejšieho technologického pokroku v oblasti spaľovacích motorov však tieto vozidlá veľmi skoro museli ustúpiť vylepšeným vozidlám s benzínovým motorom. Tieto mali už elektrické zapaľovanie a umožňovali aj dlhší dojazd vozidla. Navyše profitovali aj z lacného benzínu.

Začiatkom 90-tych rokov sa však pozornosť opätovne sústredila na elektromobily. Príčinou boli problémy so znečisťovaním ovzdušia a ohraničené možnosti znižovania emisií klasických automobilov. V Kalifornii, kde je na cestách 23 milión vozidiel, prijal Úrad na ochranu ovzdušia zákon, podľa ktorého malo byť do roku 1998 zabezpečené, aby 2% predaných nových vozidiel boli tzv. „zero emission vehicles“ (vozidlá s nulovými emisiami), čo v praxi spĺňajú len elektromobily a automobily na vodík, ktoré sa však nachádzajú len vo fáze vývoja.

Tento cieľ bol mimoriadne ambiciózny a vyvolal vlnu odporu zo strany výrobcov automobilov, ktorým hrozilo, že v prípade nedodržania limitu predaja vozidiel s nulovými emisiami v danom roku, budú musieť zaplatiť za každé predané klasické vozidlo vysokú daň - až 5000 dolárov. Úrad vzhľadom na problémy, ktoré s uplatnením tohto zákona mali veľké automobilky (Ford, General Motors a Chrysler) pôvodný zákon zmenil. Podľa súčasného znenia zákona môžu automobilky v období 1998-2002 dobrovoľne prijať kroky na zavádzanie áut s nulovými emisiami na trh, avšak od roku 2003 musia zabezpečiť, aby najmenej 10% automobilov z ich produkcie bolo s nulovými emisiami. Desať percentný podiel na trhu by znamenal predaj až 110 tisíc vozidiel s nulovými emisiami každý rok len v Kalifornii. Podobnú legislatívu prijali aj v štáte New York a Massachusetts.

V súčasnosti sú elektromobily jedinými komerčne dostupnými vozidlami na trhu vyznačujúcimi sa nulovými emisiami. Ako vidno z nasledujúcej tabuľky, záujem o ne však nie je veľký. Súvisí to hlavne s obmedzeným dojazdom na jedno nabitie batérií, dlhou dobou dobíjania a vyššími nákladmi pri kúpe vozidla. Všetky tieto nevýhody sa viažu na obmedzenia vyplývajúce z elektrochemického skladovania energie v batériách. Počet automobilov s elektrickým pohonom sa dnes odhaduje asi na 20 tisíc. V nasledujúcej tabuľke je uvedený stav v niektorých krajinách ku koncu roka 1995:

 EMISIE
Nulové emisie pri jazde, vysoká účinnosť využitia energie a tiež krátky dojazd na jedno nabitie robia z elektromobilov vhodné vozidlá hlavne pre mestskú premávku. Častým argumentom, ktorý sa pri nulových emisiách elektromobilov uvádza je, že emisie sa len presúvajú na iné miesto - do elektrární. Je skutočne dôležité, akým spôsobom sa elektrická energia, potrebná na dobíjanie ich batérií, vyrába. Pokiaľ sa na túto výrobu využívajú klasické elektrárne, ktoré zaťažujú životné prostredie emisiami SO2, NOx, VOC, CO2 a tuhými časticami, tak nie je možné hovoriť o nulových emisiách. Avšak aj v takomto prípade sú celkové emisie nižšie - často až o 90% v porovnaní s klasickými vozidlami. Súvisí to s tým, že vo veľkých elektrárňach je možné zabezpečiť účinnejšie čistenie spalín ako v motorových vozidlách.

 Keby však mali elektromobily úplne nahradiť klasické vozidlá, viedlo by to síce  k výraznému zlepšeniu kvality ovzdušia v mestách, ale aj výraznému nárastu spotreby elektriny. Na základe vykonaných simulácií zohľadňujúcich súčasné zloženie elektrárenského parku vo svete vychádza, že v niektorých prípadoch by takto mohlo prísť k zvýšeniu emisií tuhých častíc. Ide predovšetkým o krajiny, kde sú silne zastúpené elektrárne spaľujúce uhlie a ropu. Percentuálne zníženie emisií používaním elektromobilov sa preto líši v závislosti na zložení elektrárenského parku. V nasledujúcej tabuľke sú uvedené hodnoty zníženia emisií, ktoré by bolo možné dosiahnuť používaním elektromobilov v niektorých krajinách:

VÝHODY ELEKTROMOBILOV
Elektromobily podobne ako všetky ostatné automobily jazdiace na alternatívne palivá sa vyznačujú viacerými výhodami (ale aj nevýhodami) v porovnaní s klasickými vozidlami. Výhody sa, okrem už uvedených nulových emisií, sústreďujú hlavne do oblasti chodu a prevádzky motora.

HLADKÝ CHOD MOTORA
Zrýchlenie a samotná jazda v elektromobile sú veľmi hladké a v týchto parametroch sa mu nevyrovnajú ani luxusné vozidlá s najlepšími prevodovkami. Elektromotor tým, že sa vyznačuje nízkymi otáčkami pri štarte, umožňuje hladké a rýchle rozbiehanie aj ťažkých nákladných vozidiel.

TICHÝ CHOD VOZIDLA
Súčasné elektromobily sa vyznačujú takmer nehlučným chodom, nakoľko počas jazdy nedochádza k žiadnemu spaľovaciemu procesu a jediným zvukom vo vozidle býva kontakt pneumatík s vozovkou, riadenie a prípadne ventilácia.

ČISTOTA
Elektromobily nemajú výfuk, a preto neprodukujú žiadne emisie, čo má význam nielen pri jazde, ale aj pri čakaní na križovatkách a iných miestach, pri ktorých sa v klasických vozidlách nevypína motor. Elektromotor pri státí nebeží a zapne sa až pri zošliapnutí plynového pedálu.

ÚČINNOSŤ
Elektromobily sa vyznačujú vyššou účinnosťou využitia energie ako klasické benzínové (resp. naftové) vozidlá. Rozdiel v účinnosti elektrického a benzínového motora je v niektorých prípadoch až 400%. Pokiaľ sa však berie do úvahy celý proces získavania energie, je tento rozdiel menší. Napriek tomu, že samotný elektromotor má vysokú účinnosť (oveľa vyššiu ako spaľovací motor), celková energetická účinnosť elektromobilu je asi 21%. Na tejto účinnosti sa podieľa „len“ 39%-ná účinnosť výroby elektriny z plynu (pre iné vstupné palivá ešte menej), 95%-ná účinnosť prenosových trás (el. vedenie), 70%-ná účinnosť pri nabíjaní batérií a 80%-ná účinnosť elektromotora pri konštantnej rýchlosti (60% pri zrýchlení). Benzínový motor má celkovú účinnosť využitia energie asi 14% pri započítaní 90%-nej účinnosti pri výrobe benzínu z ropy, 15%-nej účinnosti spaľovacieho motora pri konštantnej rýchlosti. Energetická účinnosť pri zrýchlení je asi 9%. Aj keď energetická účinnosť elektromobilu je vyššia ako v prípade klasického vozidla, množstvo uskladnenej energie na jeden kilogram batérie predstavuje len 1/100 energetickej hustoty benzínu, čo si vyžaduje podstatne väčší objem batérií na dosiahnutie rovnakého dojazdu.

REKUPERÁCIA ENERGIE
Rekuperácia (znovu získavanie) energie uvoľňovanej pri brzdení a spomaľovaní vozidla je v elektromobiloch veľmi dôležitá a pritom jednoduchá. V mestskej premávke je bežne možné takto získať a využiť na dobíjanie batérií až 70% kinetickej energie vozidla.

INFRAŠTRUKTÚRA
Výhodou elektromobilov z hľadiska ich možného širšieho uplatnenia na našich cestách je aj dostatočná infraštruktúra v zásobovaní elektrickou energiou. Rozvodné elektrické siete sú v rozvinutých krajinách na vysokej úrovni a nepredstavujú pre rozvoj takejto dopravy žiadnu bariéru. Náklady sa preto viažu len na budovanie staníc dobíjajúcich batérie. Dobíjacie stanice však môžu mať aj podobu parkovacích automatov prispôsobených pre tento účel. Parkovanie vozidla spojené s čerpaním energie je veľmi perspektívne. Takéto zariadenia už vyvinulo viacero firiem a ich použitie je veľmi jednoduché. Pripojenie pomocou čipovej karty prebieha podobným spôsobom ako napr. telefonovanie z verejného automatu na telefónnu  kartu.

NEVÝHODY ELEKTROMOBILOV
Batérie
Olovené batérie, ktoré zostávajú stále najpoužívanejším typom, sa vyznačujú energetickou hustotou len 30-40 Watthodín na kg, čo je v porovnaní s benzínom, ktorý má energetickú hustotu 3000 Wh/kg veľmi málo. Nevýhodou tiež je, že dobíjanie batérií trvá niekoľko hodín a navyše sa musia vymieňať každé 2–3 roky.

Obmedzený dojazd
Hoci bežné olovené batérie neumožňujú dlhší dojazd ako 150 km na jedno nabitie, je táto nevýhoda elektromobilov často preceňovaná. Za prvé dnes existuje značný trh vozidiel, od ktorých sa vyžaduje krátky dojazd a za druhé vývoj batérií napreduje veľmi rýchlo a umožňuje predlžovať tento dojazd na prijateľné úrovne. Dnes nie je výnimočné sa stretnúť s elektromobilmi, ktoré majú dojazd 180 alebo viac ako 200 km. Krátky dojazd však nemusí byť neprekonateľnou prekážkou. Veľká časť v súčasnosti uskutočňovaných ciest motorovými vozidlami je kratších ako 100 km a môžu byť v plnej miere pokryté elektromobilmi aj s olovenými batériami.

Dobíjanie batérií
Olovené batérie si vyžadujú 8 až 12 hodinové dobíjanie na plnú kapacitu. Existujú však technológie a vozidlá, ktoré si vyžadujú kratšie doby. Dobíjanie batérií modelu Ford Ecostar trvá približne 4 až 6 hodín. Táto doba je však stále veľmi dlhá a v bežných podmienkach vodičom zvyknutým na čerpanie pohonných hmôt v priebehu pár minút určite nevyhovuje. Nabíjanie batérií z elektrickej zásuvky má však aj isté výhody. Elektromobily môžu byť dobíjané všade tam, kde je prístup k elektrickej sieti s bežným napätím 220 V. Môže to byť tak doma v garáži ako aj na parkoviskách (napr. počas pracovnej doby v zamestnaní), čo má značnú výhodu oproti automobilom na benzín alebo naftu. Vozidlo stačí pripojiť do elektrickej zásuvky, podobne ako mixér, fén alebo iný elektrospotrebič a nabíjanie prebieha automaticky.  Pre mnohých vodičov by nabíjanie doma v nočných hodinách a v práci cez deň úplne pokrylo nároky na jazdu.

V súčasnosti však existujú aj batérie a nabíjacia technológia na veľmi rýchle nabíjanie, ktoré netrvá viac ako 10 až 15 minút. Nevýhodou je, že technológia si vyžaduje vyššie náklady a navyše pre mnohých vodičov je uvedená doba ešte stále oveľa dlhšia ako pri klasickom čerpaní pohonných hmôt. Jedným z vozidiel využívajúcich rýchle nabíjanie je aj Honda Civic VX upravená na elektrický pohon. Nabitie batérií na 50% kapacitu si vyžaduje len 3 minúty, čo je porovnateľné s čerpaním benzínu alebo nafty na čerpacích staniciach.

Inou možnosťou ako zabezpečiť rýchle nabitie batérií je výmena za dobité napr. na  čerpacej stanici. Podobne ako sme toho svedkami napr. pri výmene kolies pri pretekoch  F-1, aj v prípade batérií je možné zabezpečiť ich rýchlu výmenu. Na pretekoch elektrických vozidiel každoročne uskutočňovaných v USA sa táto činnosť vykonáva bežne a štvorčlennému servisnému tímu trvá výmena 250 kg batérií v priemere 15 sekúnd. Pre bežné vozidlo by výmena 600 kg batérií trvala asi 40 sekúnd. Je zrejmé, že výmena batérií napr. na čerpacích staniciach, by si vyžadovala isté opatrenia, ktoré sú však určite zvládnuteľné.

Ceny
Pretože elektromobily sa v súčasnosti nevyrábajú vo veľkých sériách, je aj ich cena o niečo vyššia ako v prípade benzínových alebo naftových vozidiel. Ceny sériovo vyrábaných elektromobilov sa v USA pohybujú od 10 tis. do 35 tis. dolárov (GM EV1). Veľa elektromobilov si však upravili motoristi sami z klasických vozidiel. Nahradenie benzínových častí vozidla za elektrické vychádza na asi 3 až 15 tisíc dolárov. Úprava je lacnejšia v prípade použitia jednosmerného napájania ako striedavého.
 
 

Z hľadiska nárokov na údržbu a prevádzku vozidla sú elektromobily ekonomickejšie ako bežné vozidlá na benzín alebo naftu. Pri bežnej spotrebe energie 0,25 až 0,51 kWh/km (EV1 má spotrebu 0,1 kWh/km) vychádza cena za prejdenie 100 km v našich podmienkach na max. 50 Sk, čo je približne 3-krát menej ako pri benzínovom vozidle so spotrebou 7 l/100 km. Uvedená spotreba znamená, že pri najazdení 100 tisíc km predstavuje úspora viac ako 100 tisíc Sk. Pre účinnejšie modely je to však oveľa viac. V USA vychádzajú priemerné ročné náklady na dobíjanie batérií elektromobilu na 200 dolárov pri najazdení 15 tisíc km. Táto suma je porovnateľná s nákladmi na celoročnú prevádzku typickej americkej chladničky. Vyššie úspory sa dajú dosiahnuť pri dobíjaní batérií nočným prúdom, ktorý je lacnejší.

Náklady na údržbu elektromobilu sú taktiež veľmi nízke a vychádzajú približne na polovicu nákladov benzínového vozidla. Súvisí to s tým, že elektromobily majú menej pohyblivých častí v motore. Elektrické vozidlá tiež nepotrebujú olej, nemrznúce kvapaliny, sviečky, čerpadlá a iné súčiastky. Nepotrebujú katalyzátory a nie je potrebné s nimi absolvovať pravidelné emisné kontroly. Elektromotor vydrží niekoľko rokov bez akejkoľvek údržby. Jednosmerné elektromotory si vyžadujú náhradu niektorých častí asi po najazdení 120 tisíc km.

Na druhej strane je treba poznamenať, že elektromobily majú podstatne vyššie náklady na výmenu batérií, ktorú je potrebné uskutočniť po cca 3 rokoch. Keď sa náklady na výmenu batérií započítajú do celkových nákladov na údržbu vozidla vychádza, že oba typy vozidiel sú z hľadiska nákladov na ich prevádzku porovnateľné. V nasledujúcej tabuľke je uvedené porovnanie celkových prevádzkových nákladov pre elektromobil a benzínové vozidlo pri najazdení asi 90 tisíc km v USA:

ELEKTROMOBILY A SLNEČNÁ ENERGIA
Z hľadiska ochrany životného prostredia je dôležité hovoriť nielen o elektromobile, ale aj o spôsobe výroby elektrickej energie, ktorou sú jeho batérie dobíjané. V ideálnom prípade sa na túto výrobu využívajú obnoviteľné zdroje energie (pozri kap. o obnoviteľných zdrojoch). Príkladov takéhoto spolužitia je vo svete viac. V nemeckom Regensburgu bol miestnou energetickou a vodárenskou spoločnosťou (Regensburger Energie und Wassreversongung AG (REWAG) vybudovaný fotovoltaický systém nabíjania elektromobilov. Solárna elektráreň s plochou 9 m2 kremíkových slnečných článkov vyrába približne 1000 kWh elektrickej energie ročne. Aby bola obídená nutnosť skladovania energie v batériách, je elektrina dodávaná do elektrickej siete, z ktorej sa v nočných hodinách odoberá na dobíjanie batérií. Elektromobil je malé dvojmiestne vozidlo, ktoré dosahuje max. rýchlosť 80 km/h a je vhodné hlavne do mestskej premávky. Nakoľko sa jedná o starší typ elektromobilu (rok výroby 1990) je maximálny  dojazd len asi 70 až 100 km.

Vo februári 1991 otvoril rakúsky motoristický klub ARBÖ vo Viedni  prvú  slnečnú  čerpaciu  stanicu  pre  autá  na elektrický pohon.  Elektrická energia získavaná z fotovoltaických  článkov, ktorá sa nespotrebuje na dobíjanie akumulátorov elektromobilov sa v prípade  mimoriadne slnečných dní dodáva do elektrickej siete. Z nej sa tiež energia čerpá v prípade  nepriaznivého počasia. Slnečná čerpacia stanica poskytuje výkon 1,6 kW z 18 m2 fotovoltaických článkov. Ideálnym príkladom ekologickej  dopravy  je  tzv.  SUN and RIDE  koncept, pri ktorom  sa   využíva kombinácia železničnej medzimestskej dopravy s mestskou dopravou  zabezpečovanou elektromobilmi dobíjanými slnečnou energiou. SUN and RIDE systém funguje vo Švajčiarskom Liesthale, kde slnečná elektráreň spolu s požičovňou elektromobilov je  umiestnená  pri  železničnej stanici. Vzhľadom na to, že miestne orgány tento ekologický systém dopravy  podporujú, je SUN and RIDE pre užívateľov výhodný aj finančne.

ELEKTRICKÉ BICYKLE
Revolučným objavom v oblasti dopravy bol bicykel, o čom svedčí aj skutočnosť, že na jeho konštrukcii sa za uplynulých 80 rokov zmenilo len veľmi málo. Bicykel je ľahký, spoľahlivý, lacný a rozšírený po celom svete. Napriek uvedeným výhodám existujú aj skutočnosti, ktoré bránia jeho širšiemu využívaniu. Fyzická námaha, vrtochy počasia, množstvo áut na cestách sú len niektoré z nich. Jednou z možností ako znížiť fyzickú námahu bicyklistu je použitie tzv. elektrického bicykla. Takýto bicykel, ktorý má pod sedadlom zabudovaný elektrický motor, znižuje námahu pri „šliapaní“ na polovicu. V niektorých krajinách ako je napr. Japonsko počet týchto bicyklov na cestách rastie neuveriteľne rýchlo. Elektrické bicykle dnes vyrábajú  také firmy ako sú Honda, Yamaha, Sanyo a mnoho ďalších. Elektrickú energiu bicykel  skladuje v malej batérii (12-24 V), ktorá sa dobíja počas jazdy. Z tejto batérie sa energia odoberá a používa sa na pohon elektrického motora hlavne pri rozbiehaní alebo stúpaní do kopca, pri ktorom nie je potrebné šliapať do pedálov.

Okrem elektrického motora a batérie je takýto bicykel vybavený aj regulačným systémom a nabíjačkou batérie. Tieto zariadenia vážia približne 6 až 10 kg, avšak energia skladovaná v batérii (25 Ah) vykompenzuje bicyklistovi zvýšenú hmotnosť bicykla. Cena elektrického bicykla je v porovnaní s klasickým vyššia asi o 100 dolárov (motor 20 USD, batéria 35 USD, dvojrýchlostný regulátor 25 USD a zvyšok 20 USD).

V niektorých modeloch sa dobíjanie batérie uskutočňuje aj počas brzdenia využitím podobného systému regenerácie energie ako v elektrických automobiloch. Na rozdiel od elektrických automobilov sa batérie nenabíjajú z vonkajšieho zdroja, ale výlučne ľudskou silou pri jazde. Každý, kto mal možnosť vyskúšať elektrický bicykel, ocení úsporu námahy a skutočne pohodlnú jazdu. Aj keď elektrický bicykel vyvoláva spomienky na v minulosti používaný moped, má od tohto vozidla veľmi ďaleko. V mopedoch (názov pochádza z kombinácie slov motor a pedál), ktoré kombinovali funkcie bicykla a motorky bol motor poháňaný benzínom. Navyše moped bol omnoho ťažší a pripomínal skôr motorku ako bicykel. Každý kto skúsil „pedálovať“ s mopedom k najbližšej benzínovej čerpacej stanici zistil, čo je to námaha. Na rozdiel od neho elektrické bicykle námahu znižujú na minimum.