Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice. II. ročník (kombinované studium, obor DMML) Cempírková Eva. Název práce: Alternativní pohony

Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice

II. ročník (kombinované studium, obor DMML) Cempírková Eva

Název práce: Alternativní pohony

Prohlášení: Prohlašuji, že předložená práce je naším původním autorským dílem, kterou jsem vypracovala samostatně. Literaturu a další zdroje, z nichž jsem při zpracování čerpala, v práci řádně cituji.

Anotace: Semestrální práce se zabývá v širší souvislosti nahrazením fosilních paliv (benzín, nafta, zemní plyn aj.) ekologickým palivem na bázi vodíku, bionafty a nebo elektrickou energií. Jsou zde uvedeny jak základní charakteristiky náhradních zdrojů, tak i charakteristiky moderních úsporných vznětových a zážehových motorů.

Klíčová slova: Doprava, emise, oxid uhličitý, oxid dusný, oxid uhelnatý, metan, zkapalněný rafinérský plyn, stlačený zemní plyn, vodík, bioplyn, bioetanol, bionafta, elektrická energie, hybridní pohon, vznětový motor, zážehový motor, provozní hmoty.

Cempírková: Alternativní zdroje pohonu

-1-

OBSAH 1.

ÚVOD .........................................................................................................................................................3

2.

ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE V DOPRAVĚ..............................................................................3

2.1 CNG 4 2.2 Vodík.............................................................................................................................................................5 2.3 Bioetanol .......................................................................................................................................................6 3. TRENDY V OBLASTI POHONNÝCH JEDNOTEK AUTOMOBILŮ VE VAZBĚ NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ ......................................................................................................................................................6 3.1 Moderní extrémně úsporné vznětové a zážehové motory .............................................................................6 3.2 Plynové pohony.............................................................................................................................................7 3.3 Pohony využívající elektrickou energii.........................................................................................................7 3.3.1 Vozidlo s akumulovanou energií...................................................................................................7 3.3.2 Vozidlo s vlastní výrobou energie.................................................................................................8 3.4 Hybridní pohony ...........................................................................................................................................8 4.

OD UHLÍKU K VODÍKU A DALŠÍM ALTERNATIVNÍM ZDROJŮM ENERGIE ..............................9

5.

ENERGIE ZÍSKÁVANÁ Z ROSTOUCÍCH SUROVIN .........................................................................11

5.1 Vývoj motoru na pohon metylesterovým řepkovým olejem .......................................................................11 5.2 Řepka jako mazivo pro motorovou naftu ....................................................................................................13 6.

PROVOZNÍ HMOTY ...............................................................................................................................13

LITERATURA:................................................................................................................................................14

-2-


1.

Úvod

Dopravní politika je na křižovatce. Zatímco se všeobecně uznává zásadní význam přiměřených dopravních zařízení pro moderní společnost a ekonomiku, narůstají důsledky v podobě větších kongescí, záporných vlivů na životní prostředí a nehody. Doprava je v každé společnosti základní službou. Doprava věcí zajišťuje, že lze výrobky vypravovat z podniků na trhy a osobní doprava, soukromá i veřejná, umožňuje občanům Evropy se vzájemně navštěvovat, jezdit do práce nebo do škol a podílet se na nesčetných ekonomických a společenských aktivitách. Dopravní systémy se podílejí na znečišťování ovzduší, což v létě vyžaduje, aby se více a více občanů odříkalo aktivit venku. Odhaduje se, že tisíce evropských občanů každoročně umírá na choroby zaviněné některou formou znečištění ovzduší. Podle některých studií znečištění ovzduší z dopravy zabíjí jen ve Velké Britanii ročně přes 6 000 lidí. Proto se ve svém příspěvku zabývám možnostmi snížení znečišťování životního prostředí využitím alternativních zdrojů energie pro pohon především silničních dopravních prostředků. Hustota silniční dopravy se postupně stává nesnesitelnou pro řidiče samotné a produkce škodlivých látek silničních vozidel nebezpečně zatěžuje životní prostředí. Vztah dopravy k životnímu prostředí pro příští období bude vycházet ze zákonů na ochranu životního prostředí, souvisejících předpisů a ze závazků, které Česká republika přijala podpisem závěrečných dokumentů Evropské unie.

2.

Alternativní zdroje energie v dopravě

Doprava v České republice představuje jako v jiných vyspělých zemích jeden z hlavních faktorů, jenž při svém rozvoji nepříznivě ovlivňuje životní prostředí. Největší podíl v tomto směru náleží silniční dopravě. Její negativní vliv se projevuje v produkci emisí tzv. skleníkových plynů a látek znečišťujících ovzduší, vyšší hladině hluku i záboru půdy při výstavbě nebo rekonstrukci silniční infrastruktury. Největší podíl na emisích škodlivých látek má individuální automobilová doprava a silniční nákladní doprava. Na celkovém znečistění se v ČR doprava podílí emisemi CO2, CO, NOx, CxHy a Pb a pevnými částicemi. Podíl dopravy na emisích oxidu uhličitého se zvýšil z 4,2 % v roce 1990 na 8,5 % v roce 2000. Tento podíl je však ve srovnání s EU nízký, neboť v zemích EU dosahuje až 26 %. Rostoucí mobilita, rostoucí přepravní výkony a objemy v silniční dopravě jsou fenoménem několika posledních let. S tímto zákonitě přichází rovněž nárůst množství výfukových plynů, které působí negativně na zdraví obyvatel a na složky životního prostředí. Výfukové plyny obsahují látky, které působí toxicky a genotoxicky na zdraví a životní prostředí a mají i karcinogenní účinky. Další emitované plyny jako např. oxid uhličitý, oxid dusný nebo metan dlouhodobě přispívají k oslabování ozónové vrstvy atmosféry. Příčinou tohoto stavu je rostoucí využívání fosilních paliv - hlavně ropy. Východiskem z této negativní bilance může být orientace na čistší druhy paliv tzv. alternativní zdroje energie pro dopravní systémy [5]. Alternativní zdroje pro pohon motorových vozidel by měly nahradit dnes používaný benzín a motorovou naftu především z těchto důvodů: • zásoby ropy jsou omezené, • alternativní zdroje nezatěžují životní prostředí, • dosažení nižších provozních nákladů, • účelné využití nadbytečných zemědělských ploch, • snahy o racionální využití odpadu. Alternativní zdroje energie pro vznětové a zážehové motory existují v mnoha podobách a skupenstvích.


-3-

Plyny •

LPG (Liquified Petroleum Gas) – zkapalněný rafinérský plyn pro pohon, v ČR je distribuován jako topná směs, splňuje ČSN 656482. Obsah: nasycené a nenasycené uhlovodíky sulfan a síra.

•

CNG (Compressed Natural Gas) – stlačený přírodní (zemní) plyn. Hlavní složkou zemního plynu je metan (CH4) a to 93 – 98 %.

•

Vodík H2,

•

Bioplyn – hlavní složkou bioplynu je metan (CH4).

Kapaliny •

Bioetanol – kvasný etanol ze zemědělských plodin, vysoce ekologický a plně obnovitelný zdroj energie,

•

Bionafta – vícekomponentní směsná nafta.

Zvláštní skupinou jsou další zdroje: •

Elektrická energie – zdroj akumulátory, solární články, rekuperace.

Vzhledem ke konkrétním podmínkám možností aplikace alternativních zdrojů energie pro dopravu v ČR, tj. jejich dostupnost v požadované kvalitě, existence plnících a čerpacích stanic, včetně odpovídajícího legislativního zabezpečení jsou v různých oblastech dopravy, především využívány stlačený zemní plyn, kapalné rafinérské plyny a bionafta II. generace (směs nafty a metylesterů). Počátkem 90. let byla v podvědomí také bionafta I. generace, což byl čistý metylester nenasycených mastných kyselin řepkového oleje. Používání této palivové směsi bylo populární, ale širšího využití se nedočkalo. V technických, ekonomických a legislativních podmínkách ČR nebyla bionafta I. generace dostatečně konkurenceschopným palivem vůči motorové naftě. V České republice je v současnosti minimální počet vozidel, které jsou upraveny výhradně pro využívání alternativních paliv. Jedná se většinou o vozidla sloužící v městském provozu a městské hromadné dopravě. Jako příklad lze uvést provoz městských autobusů v Havířově, vozidel pro svoz komunálního odpadu v Uherském Hradišti, které využívají CNG, hlídková vozidla městské policie v Brně využívají LPG a autobusy DP Most a Litvínov využívají LPG. Technické zařízení umožňující použití dvojího paliva, tzv. „Bifuel“, které bývá do vozidel montováno dodatečně, je oficiálně využíváno přibližně 5 % vozidel. Připočtemeli také ilegální konverze resp. vozidla, která možnost využívání alternativních zdrojů nemají vyznačenou v osvědčení o technické způsobilosti vozidla, dostáváme se přibližně k 13 % vozidlového parku.

2.1

CNG

Nejvíce zatěžují životní prostředí emise z provozu vozidel se vznětovými motory, které jsou vestavěny v nejběžněji používaných nákladních vozidlech a vozidlech hromadné dopravy. Vznětové motory se nejsnáze přestavují na spalování stlačeného zemního plynu (CNG) a to i v podmínkách ČR, kde dodatečné náklady na konverzi se pohybují kolem 50. tis. korun (závislé na výrobci vybavení). CNG je proto v současnosti nejperspektivnějším zdrojem energie pro tyto kategorie vozidel. Hlavním důvodem využití CNG v ČR, ale i ve světě je jeho ekonomická výhodnost. CNG je také palivem ekologickým. Výhody CNG vyplývají z jeho složení, neboť zemní plyn je tvořen z 98 % metanem (CH4). Metan má příznivější poměr C:H (1:4), než má např. nafta, což vede k menšímu množství produkovaného CO a CO2. Zkušenosti z praktického použití vozidel s pohonem na zemní plyn ukázaly, že provoz těchto vozidel se oproti provozu vozidel s naftovými motory z hlediska životního prostředí vyznačuje především následujícími výhodami: • výrazné snížení emisí pevných částic, které jsou u naftových motorů považovány z důvody mutagenních a karcinogenních účinků za nejzávadnější, • snížení dalších dnes sledovaných složek emisí – oxidu dusíku NOx a emisí oxidu uhelnatého CO, • snížení emisí oxidu uhličitého (skleníkového plynu) asi o 10 – 15 %, • výrazné snížení nemetanových aromatických a polyaromatických uhlovodíků a aldehydu, -4-


• spaliny z motorů na zemní plyn neobsahují SO2, • úroveň hluku plynových autobusů oproti naftovým je díky „měkčímu“ spalování nižší o 50 % vně vozidel a o 60 až 70 % uvnitř vozidel, • zamezení rizika kontaminace půdy v důsledku úniku nafty na silniční komunikace, • provozní výhody – menší zatěžování motorů, lepší startování při nízkých teplotách, • vysoká antidetonační schopnost, vysoké oktanové číslo zemního plynu umožňuje motoru pracovat i v oblasti výrazného ochuzení palivové směsi, zvyšuje odolnost klepání motoru, • lepší směšování plynu se vzduchem umožňuje rovnoměrnost palivové směsi, možnost pracovat s vysokým součinitelem přebytku vzduchu, rovnoměrnější plnění válců, • jednoduchost distribuce plynu k uživateli – zemní plyn je přepravován již vybudovanými plynovody, jeho používáním se snižuje počet nákladních cisteren s naftou v silničním provozu. Používání CNG k pohonu silničních vozidel má i svoje nevýhody. Především mezi ně patří vyšší pořizovací náklady vozidla s pohonem na plyn, zvýšení pohotovostní hmotnosti v důsledku instalace tlakových lahví, zmenšení objemu zavazadlového prostoru v důsledku instalace tlakových lahví, složitější, citlivější a na údržbu a kontrolu náročnější příslušenství motoru a celé palivové soustavy a řídká síť plnících stanic stlačeného zemního plynu v ČR. V evropských zemích je v současnosti pohon na CNG nejvíce rozšířen v SRN, Francii, Itálii, Nizozemí a Švédsku. Ve Francii je výrazně podporován plynárenskou společností Gas de France a Reault V.I.. V SRN byl nárůst počtu autobusů na zemní plyn stimulován především snížením spotřební daně na plyn použitý k pohonu silničních vozidel k 1.101995. Tato daňová úleva měla původně skončit k 31.12.2000. Německý parlament 3.3.2000 rozhodl o prodloužení do roku 2009 [5].

2.2

Vodík

Představuje jiný případ alternativního zdroje energie pro dopravu. Je zdrojem energie pro vozidla a transformace jeho chemické energie může probíhat ve spalovacím motoru a palivovém článku. Největšími výhodami vodíku je jeho nevyčerpatelnost, protože vodík se nachází prakticky ve všech látkách. Je-li použit ve spalovacím motoru, pak je vysloveně čistým palivem a může být využit i jako zdroj pro elektrochemickou transformaci chemické energie na elektrickou v palivových článcích, kdy jsou vlastní emise prakticky nulové (až na odpadní teplo). Pokud by byl vodík vyráběn z vody s využitím jaderné energetiky nebude přispívat ani k emisím skleníkových plynů. Vynakládané prostředky do výzkumu a vývoje palivových článků jsou vysoké. První vozidla vyráběná s palivovými články se předpokládá, že budou zavedeny do provozu asi v roce 2005. Důvody spočívají ve vysoké ceně palivových článků, zčásti dané platinovým katalyzátorem. Vysoká cena současných prototypů palivových článků, velký objem a hmotnost, závislost účinnosti článku na jeho vnitřním odporu, vedou k omezení výkonu pod hranici v současnosti běžnou u spalovacích motorů. U palivového článku hrozí ztráta účinnosti při vysokém zatížení a další řešitelné, i když nepříjemné provozní problémy za nízkých venkovních teplot, kdy je nutný ohřev palivového článku na provozní teplotu před rozjezdem vozidla. Proto se uvažuje o hybridních uspořádáních a to v kombinaci spalovací motor/alternátor – palivový článek – elektrochemický akumulátor – trakční elektromotor. Pravděpodobná jsou uspořádání s jedním transformátorem zařazeným za zdrojem trakční energie, kterým bude buď pístový motralternátor nebo palivový článek. Akumulovaná energie přispěje ke krytí potřebných výkonových špiček, přičemž spalovací motor by byl zmenšen a palivový článek zvětšen na optimální velikost, zabezpečující vysokou účinnost při provozu na plné vytížení. Kromě toho lze využít i rekuperace kinetické energie vozidla při brždění, i když za cenu další komplikace a navýšení ceny vozidla neboť nabíjení akumulátorů brzdícím výkonem není bez dalších opatření, jako např. použití kondenzátoru nebo setrvačníkového motorgenerátoru.


-5-

2.3

Bioetanol

Je kvasný líh vyrobený ze zemědělských plodin a představuje vysoce ekologický a obnovitelný zdroj energie. Efekt tohoto biopaliva na životní prostředí spočívá ve snížení emisí CO2. V roce 1995 začalo využívání bioetanolu v dopravě v ČR. Závěrečná zpráva poradenského projektu Phare Cesa 025 doporučila využít přebytků zemědělské půdy k pěstování zemědělských plodin k nepotravinářskému využití. Vláda v roce 1996 zadala úkol pro ministerstvo zemědělství zpracovat normy a organizační předpoklady k použití bioetanolu v pohonných směsích. V roce 1997 byla schválena novela Zákona o lihu č.61/1997 Sb. o využití lihu jako zdroje obnovitelné energie v pohonných hmotách a jako palivo při výrobě energie a nebo tepla, který může být vyroben pouze ze zemědělských plodin vypěstovaných na území ČR a musí být pro tyto účely zvláštně denaturován. Novelou zákona o spotřebních daních, schválil Parlament ČR č. 129/1999 Sb., osvobození bioetanolu použitého jako součást paliv pro motorová vozidla od spotřební daně z paliv a maziv. Osvobození od této spotřební daně se vztahuje i na bioetanol použitý k výrobě ETBE (ethyl-terc-butylether), jako náhrady za MTBE (methyl-terc-butylether) používané jako aditivum bezolovnatých benzinů a přímé mísení bioetanolu do automobilových benzínů do 5 % [5]. Limitujícím faktorem pro použití bioetanolu jako paliva je vysoká cena výchozí suroviny, kterou je cukrovarská nebo obilná melasa. Cena tohoto paliva nemůže konkurovat cenám paliv z fosilních surovin. Bioetanol je využíván hlavně v Brazílii a ve Švédsku.

3.

Trendy v oblasti pohonných jednotek automobilů ve vazbě na životní prostředí

Intenzivní výzkum v oblasti vývoje nových způsobů pohonu podporovaný výrobci v automobilovém průmyslu souvisí s rostoucím důrazem na snižování podílu automobilů na poškozování životního prostředí emisemi ve výfukových plynech a hlukem, neustále se zvyšujícími cenami klasických pohonných hmot a klesajícími celosvětovými zásobami ropy, které budou jednou vyčerpány. Ve vývoji nových pohonů existují v současnosti tyto základní směry: a) moderní extrémně úsporné vznětové a zážehové motory, b) plynové pohony, c) pohony využívající elektrickou energii − vozidla s akumulovanou energií − s výrobou energie přímo ve vozidle

d) hybridní pohony. 3.1

Moderní extrémně úsporné vznětové a zážehové motory

Využívají přímé vstřikování paliva systémem Common Rail. U systému Common Rail palivo do spalovacího motoru dopravuje vysokotlaké čerpadlo prostřednictvím společného potrubí pod tlakem 138 MPa. Do válců se pak nafta vstřikuje přímo vstřikovači. Vysoký tlak zaručuje rovnoměrné rozptýlení paliva ve spalovacím motoru a optimalizuje rozložení teplot. Podle potřeby se individuálně mění tlak i množství paliva dodávané do jednotlivých válců. Mimo jiné je pak umožněn i proměnlivý časový průběh vstřiku palivu se vstříknutím malého množství před hlavním vstřikem. To napomáhá měkčímu průběhu spalování a snižuje vibrace. Motory mají sníženou spotřebu paliva, jsou omezeny emise škodlivých látek ve výfukových plynech, radikálně je snížena hladina hluku až na úroveň zážehových motorů a současně je zlepšený jízdní komfort a aktivní bezpečnost zásluhou lepší výkonové a momentové charakteristiky. Přímovstřikové vznětové motory s vysokým výkonem, kultivovaným během a velmi nízkou spotřebou paliva se v posledních letech staly skutečným fenoménem evropské automobilové produkce [6]. -6-


Koncern PSA (Pegueot/ Citroen) patří mezi špičkové výrobce v oblasti pohonných jednotek. Po vysokotlakém vstřikování systémem Common Rail u vznětových motorů HDi a zachycování pevných částic rovněž u vznětových motorů, představil koncern PSA zážehový motor s přímým vstřikováním benzínu HPi. U motorů s nepřímým vstřikováním je potřeba dodržet stechiometrický poměr se vzduchem ve směsi 1:14,6. Při elektronicky řízeném vstřikování paliva přímo do pracovního prostoru lze v některých režimech pracovat se spalováním chudé směsi až v poměru 1:30, tedy takové jakou za normálních okolností nelze zapálit. To samozřejmě vede k hospodárnějšímu provozu, který nezatěžuje tolik životní prostředí. Vývojový tým ověřoval různé konfigurace spalovacího prostoru a umístění vstřikovací trysky. Motor HPi (High Pressure direct injection) ma nový tvar spalovacího prostoru se svisle umístěnou spalovací svíčkou. Píst má nesymetrický tvar s vyoseným vybráním v jeho dně. To, spolu se šikmo skloněnou tryskou s úhlem sklonu vstřiku 700, způsobuje rotaci směsi. Aerodynamika spalovacího prostoru usměrňuje proud směsi v optimálním směšovacím poměru zpětným proudem na elektrody spalovací svíčky, zatím co zbytek spalovacího prostoru zaplňuje vzduch. V otáčkách do 3500 za minutu, tedy odpovídajících městskému provozu nebo umírněné jízdě po silnici, motor spaluje chudou směs. Při vyšších otáčkách motor pracuje se směsí ve stechiometrickém poměru 1:14,6. Palivový systém motoru HPi pracuje s mnohem větším tlakem než běžné motory. To si vynutilo konstrukci nového dvoustupňového palivového čerpadla a vstřikovačů pro vstřikovací tlak v rozmezí 3 MPa. Pro porovnání: motory s nepřímým vstřikováním tlak cca 0,354 MPa. Vzhledem k přebytku vzduchu je ve výfukových plynech více kyslíku než u konvenčních motorů. Proto se musel řešit problém emisí NOx. Pro dodatečnou likvidaci NOx byl vynalezen nový způsob jeho zachycování. Motor HPi pracuje se dvěma katalyzátory - malým předkatalyzátorem o objemu 0,8 l a hlavním třílitrovým. To umožňuje, aby se dosahovalo pracovní teploty, při které je účinnost zachycování NOx největší (až 90 %). NOx se zachytává na vrstvě baria, kde se pozvolna proměňuje v H2. Navíc použitý systém recirkulace 30 % spalin redukuje vznik NOx snížením teploty výfukových plynů a zmenšuje ztráty. Výsledkem je, že motor HPi se značnou rezervou splňuje požadavky normy emisních limitů Euro 3 a vyhovuje již i normě Euro 4.

3.2

Plynové pohony

LPG nepředstavuje dlouhodobé řešení problému automobilového průmyslu. Spalováním LPG vznikají stejné hlavní znečišťující látky jako u benzinu a nafty, ale je jich daleko méně, a nejedná se o obnovitelný zdroj energie. To samé se dá říci o stlačeném zemním plynu, na který dnes rovněž jezdí některá vozidla s dvojím pohonem. CNG je dále nevýhodný v tom, že se musí skladovat ve speciálních nádržích, protože se skladuje pod vysokým tlakem.

3.3

Pohony využívající elektrickou energii

3.3.1 Vozidlo s akumulovanou energií - klasický automobil stále naráží na zásadní problém akumulátorů, které při současné kapacitě neumožňují dlouhý dojezd a zvyšují hmotnost vozidla. V tomto směru nelze v nejbližší budoucnosti čekat zásadní řešení. Nissan představil verzi městského elektromobilu Hypermini, který je důsledně ekologickým vozidlem. Neznečišťuje své okolí ani výfukovými plyny, ani hlukem, má plně recyklovatelný hliníkový bezpečnostní skelet a zbytek karoserie je z plastů. Velký podíl plastových dílů je z recyklovatelných materiálů. Zdrojem pohonu je magnetický synchronní elektromotor, který vyvine až 24 kW a jeho točivý moment začíná trvalým maximem 130 Nm mezi 0 a 1000 otáčkami za minutu, takže zaručuje dynamický rozjezd charakteristický pro elektromobily. Hypermini je dvoumístný, dosahuje až 100 km/h a má dojezd maximálně 115 km. Potom vyžaduje 4 hodiny dobíjení speciálním 200 V napájecím zdrojem. Vozidlo není pouhou studií, je to plně provozuschopné vozidlo určené především do husté městské dopravy, ale je schopné překonávat i dálniční úseky. Nevýhoda spočívá ve vysoké ceně, která odpovídá vozům vyšší střední třídy, ale při hromadné výrobě


-7-

a vyspělejšími zdroji energie se tento typ městského vozidla ZEV (Zero Emission Vehicle) může stát významnou součástí vozového parku blízké budoucnosti [6].

3.3.2 Vozidlo s vlastní výrobou energie – jedná se o vozidla s palivovými články, pro pohon je využíván elektrický proud vytvořený elektrochemickou reakcí. Palivové články jsou pro pohon vozů nejperspektivnější. Z ekologické stránky je to pro automobil viděno dnešníma očima ideální řešení. Elektrická energie k pohonu elektromotoru se získává přímo ve voze a to bez škodlivých emisí naprosto čistým způsobem. Proces v palivových článcích probíhá kontinuálně bez hluku a přitom účinnost automobilu jako celku poháněného palivovými články je kolem 40 %, což je oproti pohonu spalovacím motorem značný rozdíl. Oproti zjednodušenému popisu funkce palivového článku je praktická realizace pro reálný pohon, včetně složitého zázemí hodně komplikovaná a to z důvodu obrovské hmotnosti a prostorové náročnosti. Kyslík získávaný přímo ze vzduchu je nutné stlačovat dmychadlem s možností jeho pohonu např. turbínou, která využívá na výstupu energii tepelného spádu vodní páry. Pro vodík, který se používá v palivovém článku existuje několik možností jeho přepravy. Řešením jsou tlakové nádoby, ale jejich velká hmotnost a objem zapříčiňují omezený dojezd. Samozřejmě ani tankování vodíku není jednoduchá záležitost. Lze jej skladovat v kryogenních nádobách v kapalném stavu podchlazený na – 250 0C, ale ani to není konečné řešení a zkouší se vázání vodíku na uhlík nebo na některé slitiny kovů. Studie automobilů poháněných palivovými články používají jako palivo vodík nebo metanol. U metanolu již tak složité zařízení dále komplikuje, protože je z něho třeba získat vodík reformingovým procesem. Jako vedlejší produkt vzniká oxid uhličitý (CO2) a oxid uhelnatý (CO), ale ten je nutno v dalším procesu nutno přeměnit na CO2. Jeho výmět ve výfuku by neměl být závažný, protože je ho asi polovina než u současných srovnatelných motorů. Nejdéle se vývoji automobilů s palivovými články věnuje koncern Daimler-Benz, který první studii představil v roce 1994 jako součást projektu „NECAR“ (New Electric Car). Daimler-Benz spolupracuje s kanadskou firmou Ballard Power systems, absolutní světovou špičkou ve vývoji palivových článků a dostal se svými studiemi až do oblasti kompaktního vozu. Pouze elektrickou energii a vodní páru produkuje nejnovější NECAR s elektromotorem o výkonu 55 kW dosahuje předváděné vozidlo až 145 km/h a na jedno natankování vodíku ujede 450 km. Sériová výroba je nahlášena na rok 2004. Rovněž Ford, General Motors a většina dalších výrobců již dala na vědomí, že nehodlají zůstat pozadu. Většina představitelů automobilového průmyslu zastává názor, že nejpraktičtější palivo bude metanol, i když bude zdrojem emisí oxidu uhličitého. Emise budou nejméně o 30 % nižší než u nejúčinnějšího motoru s vnitřním spalováním. Metanol se může vyrábět do nekonečna z obnovitelných zdrojů jako jsou stromy, proto se nemusí doprava obávat vyčerpání ropných ložisek, ke kterému má dojít asi za 40 let. Automobil s palivovým článkem se ale nedostane na trh, aby se významněji podílel na dobrovolném závazku evropského automobilového průmyslu snížit úroveň emisí oxidu uhličitého u nových aut o 25 % do roku 2008. Ani Daimler-chrysler neočekává, že automobily s palivovým článkem by měly mít do roku 2010 významný podíl na trhu. A tak práce na nových generací zážehových i vznětových motorů za použití zlepšení jako je vysokotlaké vstřikování Common Rail, pokračuje dále. Mezi pokračující aktivity patří i výroba hybridů využívajících kombinaci pohonu pomocí akumulátorů i motoru s vnitřním spalováním za účelem zefektivnění spotřeby a snížení emisí škodlivin [6].

3.4

Hybridní pohony

Hybridní pohony tvoří kombinace elektromotoru a spalovacího motoru. Fiat představil Multiplu Hybrid Power. Hybridní vozidlo je poháněné zážehovým motorem i elektromotorem. S alternativním pohonem se v případě tohoto vozu počítalo již při jeho vývoji, zejména prostorové uspořádání využívající zvýšenou podlahu a přitom objemný interiér je pro tyto účely mimořádně vhodný. -8-


Lze volit jeden ze tří režimů jízdy: • E (Elektrický pohon, vhodný do městského provozu); • ER (Elektrický pohon se současným chodem zážehového motoru v konstantních otáčkách nabíjejícího přes alternátor akumulátory • H (hybridní pohon – vůz je poháněn zážehovým motorem a elektromotorem, takže klesá spotřeba paliva a emise, vhodné pro dálniční provoz). Problémem je omezený dojezd do 80 km při čistě elektrickém pohonu a zejména cena vozu (akumulátory jsou údajně dražší než cena celé Multiply se zážehovým motorem). Honda se prezentuje hybridním vozidlem Insight. Pohon je kombinací úsporného litrového tříválce a kompaktního elektromotoru. Jde o plnohodnotný automobil se spotřebou 3,4 l na 100 km, zrychlením z 0 na 100 km/h za 12 s a maximální rychlost je 180 km/h. Vzdálenější budoucnost představuje koncept FCX, u kterého elektromobilu dodávají energii palivové články získávající vodík z metanolu. Prvním plnohodnotným hybridním automobilem v sériové výrobě je Toyota Prius. Prius je poháněn klasickým zážehovým motorem ve spolupráci s elektromotorem. Celý systém má název THS (Toyota Hybrid System) a vedle jmenovaných jednotek je doplněn generátorem. Zdrojem energie mimo benzinu je také souprava akumulátorů. Zážehovou jednotkou je šestnáctiventilový čtyřválec o zdvihovém objemu 1,5 litru s výkonem 53 kW. Disponuje systémem proměnného časování ventilů, a to mimo jiné umožňuje jeho pružný chod. Agregát je spojen přes spojku s elektromotorem. Je na střídavý proud a má výkon 33 kW při točivém momentu 350 Nm již od 400 otáček za minutu. Zdrojem energie pro elektromotor je buď generátor (přebírá výkon od klasické zážehové jednotky a pokud nepohání elektromotor, tak po usměrnění proudu slouží k dobíjení akumulátorů) nebo soustava bezúdržbových nikl-metalhydridových akumulátorů. Ta je sestavena ze 38 samostatných modulů zapojených do série a poskytuje napětí 274 V. Elektromotor pracuje jako samotný pouze při rozjezdu, jinak jen pokud má přispět k dosažení dynamiky požadované větším sešlápnutím plynového pedálu. Elektronický řídící systém monitoruje potřebu výkonu a udržuje oba zdroje pohonu v ekologicky nejvýhodnějším režimu spolupráce. Kromě toho reguluje podmínky dobíjení poháněcích akumulátorů jednak rekuperací ve fázi brždění, jednak využíváním přebytku výkonu spalovacího motoru k pohonu generátoru. Akumulátor je udržován trvale v provozuschopném stavu, bez potřeby dobíjení z vnějších zdrojů. Prius je ekologickým průkopníkem. Nepatří do kategorie bezemisních vozidel (Zero Emission Vehicles) ani téměř bezemisních vozidel NZEV (Near ZEV), přináší však významné snížení všech škodlivin včetně hluku, a to bez omezení ostatních užitných hodnot. Výrobci automobilů pokračují ve vývoji a výzkumu na ekologičtějších systémech pohonů. Tyto činnosti mají smysl, protože emise škodlivin zážehových motorů jsou výrazně nižší než před 10 lety a obdobně je tomu u moderních vznětových agregátů, roste počet vozů poháněných plynem. To vše jsou hmatatelné výsledky snahy o nalezení ekologičtějších systémů pohonu.

4.

Od uhlíku k vodíku a dalším alternativním zdrojům energie

Dějiny lidstva jsou doprovázené rostoucí mobilitou a s tím spojenou rostoucí spotřebou energie. Energii získával člověk po staletí především ze dřeva, později z uhlí. Dnes je hlavním energetickým zdrojem ropa. Získávání energie v dnešní době spalováním látek s vysokým obsahem uhlíku uvolňuje do okolí CO2 . Vysoká spotřeba energie otevírá v současnosti dva problémy. Jeden je spojen s omezenými zdroji fosilních energetických zdrojů a druhý upozorňuje na zvyšující se nebezpečí změny globálního klima v důsledku vznikajícího skleníkového efektu, který způsobuje rostoucí exhalace CO2. Zachování dnešního klima vyžaduje nová řešení [4]. Jedno řešení se zaměřuje na redukci spotřeby energie efektivním využíváním a hledáním možností vyhnout se potřebě energie.


-9-

V ostatních se jedná o usilovné hledání alternativních nositelů energie, které jsou prakticky v neomezené míře k dispozici a co možná nejméně zatěžují životní prostředí. Z dnešního pohledu je takovou látkou zvlášť vhodný vodík. Je považován za pohonnou látku budoucnosti a je získáván z vody postupem, při kterém musí být vynaložena energie. Výhodné je zde využít sluneční energii. Při spalování vodíku vzniká opět voda. BMW od konce 70 let zkoumá možnost využití vodíku jako pohonné látky pro automobil. Testují jednoválcový vývojový motor a modifikované sériové motory. Pro zkušební automobily byly použity motory se zdvihovým objemem 2,5 - 5 litrů s výkonem 80 - 150 kW. Protože infrastruktura zatím není vybavena zařízením pro doplnění vodíku musí mít automobily ještě benzinový motor. Ve vývoji je spalovací motor, který při elektrochemické přeměně energie produkuje z vodíku a kyslíku elektrický proud, který pohání nápravové elektromotory. Využití je vzhledem k hmotnosti a prostorové náročnosti pro automobily omezené. Uvedený systém použila firma BMW v letošním roce u automobilu s označením 3er. Rovněž firma MAN letos představila autobus s vodíkovým pohonem pro město Erlangen. Další dopravní prostředky předvedly a zkoušely jiné světové firmy jako například v Kanadě Ballard, v Německu Siemens, v Itálii De Nora a Ansaldo a ve Francii Renault. Při využití zemního plynu jako pohonné látky se sníží zatížení životního prostředí o 25 % CO2 než při využívání ropných produktů, protože obsahuje méně uhlíku a více vodíku. V současné době je infrastruktura vybavena zařízením pro jeho využívání. BMW se desetiletí zabývá využitím alternativních pohonů pro automobily a v roce 1995 zahájil sériovou výrobu dvou modelů na pohon zemním plynem. V současné době je v provozu v USA, Argentině, Rusku, Itálii, SRN, Holandsku a dalších zemích více než 1 milion automobilů. Elektrický pohon je naprosto vhodným doplňkem k Ottovu- nebo dieselovému motoru. Od 70 let sbírá BMW praktické zkušenosti s automobily na elektrický pohon. Především v oblastech s ovzduším zatíženým škodlivými látkami, může jeho využití v praxi snížit koncentraci imisí. První dva automobily od BMW s elektrickým pohonem byly představeny pro olympiádu v roce 1972, k pohonu byl použit motor s výkonem 12 kW, olověné baterie postačily dodávat elektrický proud do vzdálenosti 45 km. V roce 1981 BMW předvedl dalších 8 automobilů označených 325 iX vybavených bateriemi NaS s vysokou kapacitou a dobou životnosti od firmy ABB, které byly předány do služebního provozu pošt, úřadů a nadací. V roce 1991 na výstavě ve Frankfurtu byl touto firmou předveden ideální typ městského automobilu Ur-E1 s dostatečnými prostory pro cestující a zavazadla. U automobilu byl použit motor s výkonem 32 kW a pro zkušební provoz byly použity baterie NaS, NaCiCl2 , NiCd a další alternativy s přibližně 20 kWh. O dva roky později byl vyvinut nový model E1, který představuje hybridní vozidlo. Volba pohonu je podle účelu použití vozidla, v městském provozu je přepnut na elektrický pohon a na delší vzdálenosti na motorový pohon. Benzinový motor BMW K 1100 je čtyřválcový s výkonem 60 kW. Při brždění je dodáván elektrický proud do baterie. Snížení emisí v dopravě je jednou z hlavních otázek dnešních dnů, kdy dopravní politika je na křižovatce. Zatímco se všeobecně uznává zásadní význam přiměřených dopravních zařízení pro moderní společnost a ekonomiku, narůstají důsledky v podobě větších kongescí, vlivů na životní prostředí a nehody. Rozsah a podíly znečištění ovzduší emitovaným motorem závisejí na velkém počtu činitelů, včetně konstrukce a velikosti motoru, charakteristik paliva a podmínek, za nichž se vozidlo používá, druhu pohonu, stáří a stavu údržby. Znečišťování ovzduší (např. ozón) v létě vyžaduje, aby více a více občanů odříkalo své aktivity a pobyt na venku (na přímém slunci, na plážích apod.). Odhaduje se, že tisíce evropských občanů každoročně umírá na choroby, zaviněné některou formou znečištění ovzduší.

- 10 -


5.

Energie získávaná z rostoucích surovin

Z rostoucích surovin, jejichž existence je zatím neomezena, získáváme následující druhy energií [2]: a) dřevo, obilí, sláma jsou v elektrárnách přeměňovány na teplo a elektrický proud, b) řepka je využívána pro výrobu bionafty, která bude postupně nahrazovat dosud používanou motorovou naftu.

5.1

Vývoj motoru na pohon metylesterovým řepkovým olejem

Dieselový motor jak je znám, je v mnoha oblastech každodenního života v trvalém použití, jako např. v osobních automobilech individuální dopravy, v užitkových nákladních vozidlech a u zdrojů na výrobu elektrické energie. To jsou pouze nejznámější oblasti, kde jsou naftové motory použity. U všudypřítomného naftového motoru – přestože existují alternativní pohony jako např. palivový článek – se nic podstatného nezměnilo, při vyloučení časového pohledu na jeho vývoj [1]. Vyčerpatelnost fosilních paliv na jedné straně a stále větší problémy se životním prostředím včetně rostoucích emisí oxidu uhličitého na straně druhé nás nutí, aby byla hledána nová řešení pohonných látek pro naftové motory. Cesta, která byla sledována při vývoji motorů, je hledání takové pohonné látky, která by byla příznivější k životnímu prostředí, při její přeměně na hnací energii. Jedná se o média na bázi rostlinných olejů. Multifunkční motor typu TBD 16 je výsledkem úspěšného projektu „Optimálnost metylesterové řepkové nafty pro pohon užitkového motoru při zohlednění požadavků na životní prostředí“. Na řešení projektu se podílely Deutz AG Mannheim, katedry Univerzity Kaiserslautern se zaměřením na motory a pracovní stroje; strojní součásti a jejich konstrukci; organickou chemii a Fuchs DEA Schmierstoff GmbH v Mannheimu. Výchozím bodem pro pracovníky projektu byla dostatečná známost vlastností metylesterových mastných kyselin rostlinných olejů. Neurčité poznatky se ale přece jenom vyskytly s více či méně vhodným použitím esterované rostlinné nafty jako alternativní pohonnou látkou. Dosud byly vyvinuty motory pouze na pohon motorovou naftou. Při použití rostlinné motorové nafty (bionafty) se často dostalo deficitního provozního chování. Předpokladem výzkumné motivace bylo nejen tyto náhodně se vyskytující deficity vyloučit, ale optimalizovat provoz motoru na použití metylesterového řepkového oleje. V části projektu, kterou zpracoval Deutz AG, bylo dosaženo zlepšení provozních výsledků u motoru a snížení produkce emisí škodlivých látek, tak jak projekt předpokládal. Esterovaná řepková nafta je vhodné palivo pro naftové motory. Fyzikální a chemické vlastnosti vždy kolísají (částečně/značně) ve srovnání s tradiční naftou, v závislosti na jejím původu. U přírodní nafty jsou jako jednoznačně výhodné nepřítomnost síry a aromatických uhlovodíků, rovněž spaliny (zplodiny hoření), tak jako uzavřená bilance oxidu uhličitého (CO2). Poslední uvedená výhoda dokládá, že při spalování řepkové nafty vzniká přesně tolik CO2, kolik ho rostlina přijímá při růstu. Musíme zde podotknout, že při procesu transesterifikace vzniká rovněž CO2, a proto bilance není plně vyrovnaná. Ve srovnání s motorovou naftou má metylesterová bionafta vyšší hustotu a nižší výhřevnost. Z toho vyplývají změny v provozním chování motoru a tyto byly zjištěny již v prvních fázích jeho vývoje. Jako zkušební verze posloužil modifikovaný motor TBD 616 V s turbodmychadlem, s přímým vstřikováním paliva a se vzduchovým chlazením. Deutz AG tento motor nabízí pro různé použití. Technické údaje nabízených motorů: uspořádání válců V 8, V 12, V 16; uspořádání válců do V, úhel 600; průměr válců 132 mm, zdvih válců 160 mm, zdvihový objem válce 2,19 m3; jmenovitý počet otáček 1 500 – 2 300 min-1; maximální užitečný střední tlak 22 barů; maximální jmenovitý výkon 85 kW/válec; střední rychlost pístu 8 – 12,27 m/s; minimální spotřeba pohonné látky 190 gkW-1; tlak spalování (při zážehu) 160 bar. Cílem navazujících optimalizačních prací bylo odstranění nevýhod, které se ukazovaly ve srovnání s konvenčními naftovými motory, ale s důrazem neovlivnit dosažené výhody. Nevýhody, které byly pozorovány se týkaly změny poměru produkce emisí u jednotlivých typů motorů. Příčinou byla okolnost, Cempírková: Alternativní zdroje pohonu

- 11 -

která je typická pro metylesterovou bionaftu. Jedná se o uhlovodík s určitou strukturou molekul. Motorová nafta je proti bionaftě směsí různých uhlovodíků. Tento rozdíl působí značně na tvorbu jednotlivých škodlivých látek v motorových spalinách. Pro řešení tohoto problému lze použít v zásadě: − vhodnou techniku pro úpravu výfukových zplodin, − vnitřní úpravu motoru, kterou docílíme redukci zplodin na co možná nejnižší úroveň. Deutz AG se ve své části projektu zaměřil na úpravy vnitřní konstrukce motoru, aby zplodiny byly co nejnižší. Prosadil přitom takové úpravy, které bezpečně splňují přípustné platné hodnoty v Evropě (normu EURO II) a k budoucím hodnotám (EURO III) se přibližují. V rámci optimalizace byly obměňovány následující parametry: geometrie a poloha vstřikovacích trysek; geometrie spalovacích komor; variantnost pohybu nákladu; vstřikovací tlak turbodmychadla; variantnost statického pracovního začátku. Dosahované výsledky postupně vykazovaly zlepšení. Průběh emisí dosáhl následující hodnoty – CO 0,6 g/kWh, HC 0,7 g/kWh, NOx 4,6 g/kWh a polétavých částic 0,1 g/kWh. Dosažené hodnoty jsou výrazně nižší než předepisuje norma EURO II, jsou nižší než předepisuje norma EURO III, ale zatím nejsou dostatečně bezpečné. Další výzkum probíhal ve spolupráci s katedrou motorů a pracovních strojů Univerzity Kaiserslautern při zvýšení kompresního poměru a cílem bylo definovat aplikaci motoru, která bude splňovat budoucí požadavky na emise. Dalším důležitým bodem byla specifická spotřeba paliva motoru, která při provozu s metylesterovým řepkovým olejem vzrostla cca o 7 – 10 %. Příčinou je nižší výhřevnost bionafty, kterou sice vyšší hustota vyrovnává, ale ne vždy může být plně kompenzována. Pro posouzení kvality motoru musí být tedy obsahová energie spalovací látky (bionafty) srovnatelná. Při zkouškách byla dosažena vyšší účinnost motoru v porovnání s konvenčním naftovým motorem na motorovou naftu. Výsledky podle zkušebních podmínek jsou pouze jednou stránkou vývoje. Pro další využití musí motor v každém případě vykazovat spolehlivost při dlouhodobém zatížení. Z tohoto důvodu byl vývojový motor plně zatížen po dobu více než 1 000 pracovních hodin. Zkoušky ověřily, že motor s pohonem metylesterovým řepkovým olejem je možný. Na základě toho byl dán pokyn pro vývoj dalších typů motorů se shodným spalovacím médiem. U motorů s tímto pohonným médiem se předpokládalo, že výměny motorového oleje budou probíhat v polovičních intervalech, protože zde může docházet k jeho kontaminaci pohonnou látkou. Na základě průběžných měření obsahu pohonné látky v mazacím oleji při dlouhodobých zkouškách lze konstatovat, že u testovaného motoru (TBD 616) se tyto předpoklady nepotvrdily a navržený předpis pro výměnu motorového oleje neplatí. To z pohledu provozních nákladů a životního prostředí představuje velký pokrok. Závěrem lze konstatovat, že motor s pohonem metylesterovým řepkovým olejem je konkurenceschopný ve srovnání s konvenčními dieselovými motory. Platné mezní hodnoty škodlivých látek jsou dodrženy a v budoucnu očekávaná zvýšená přísnost bude realizovatelná. Motor dosahuje vyšší stupeň účinnosti, průběh naměřených hodnot leží nad úrovní hodnot srovnatelných dieselových motorů. Aby zákazníci akceptovali vyšší objemovou spotřebu paliva, je třeba, aby se cena bionafty držela pod úrovní motorové nafty. Jistě nemůže biodieselový motor zcela nahradit konvenční naftový motor, protože roční produkce metylesterového řepkového oleje nemůže pokrýt potřebu. V každém případě je ekologický naftový motor příspěvkem ke snížení zatěžování životního prostředí a je přímo předurčen pro použití v oblastech (zónách) vodních zdrojů pitné vody a chráněných oblastech. Že motory nejsou vhodné pouze pro pohon silničních tahačů dokazuje následující příklad. V Berlíně jsou použity dva motory se 12 válci s pohonem metylesterovým řepkovým olejem jako náhradní zdroje v úřadě vlády. Bionafta je alternativní pohonná látka, u které uživatel nemusí počítat s omezeními vztahujícími se na dopravní prostředek, bezpečnost, čerpání pohonné látky, akční rádius (dostupnost) a mazání. Do roku 2004 bude ve Spolkové republice Německo postaveno 5 provozů na výrobu bionafty. Dnešní provoz v brandeburském Schwarzheide vyrábí ročně 100 000 tun bionafty a 30 000 tun glycerinu, který vzniká jako vedlejší produkt při esterizaci řepkového oleje. Jedná se o největší provoz v SRN.

- 12 -


5.2

Řepka jako mazivo pro motorovou naftu

K dodržení stále přísnějších mezních hodnot u motorových spalin je také mimo jiné nutné používat pohonné látky s optimálním množstvím škodlivých látek. Použitím pohonných látek chudých na síru a aromatické uhlovodíky bude dosaženo zlepšení u emisí polétavých částic a předpokladem pro nasazení moderních systémů pro konečnou úpravu spalin (katalyzátor) [1]. Pohonné látky s obsahem síry: −

dobrá mazací schopnost,

−

zvýšení emisí polétavých částic,

−

nevhodnost pro systémy upravující spaliny.

Pohonné látky bez obsahu síry: −

špatná mazací schopnost,

−

snížení emisí polétavých částic,

−

vhodnost pro systémy upravující spaliny (katalyzátory).

Aby byl snížen obsah síry u motorové nafty, musí nastat hydrogenace při výrobě – frakci nafty. Při hydrogenaci se síra kontaktem s vodíkem uvolňuje z nafty. Při tomto čištění není odstraněna z budoucí pohonné látky pouze síra, ale zároveň kyslík, dusík a jiné komponenty. Tímto klesá její polarita, což negativně ovlivňuje mazací schopnost. Cesta, která zlepší mazací schopnost u extrémně nízkého obsahu síry v motorové naftě je tzv. dynamické sčítání. S ohledem na příznivost k životnímu prostředí je zde možnost přidání metylesterových rostlinných olejů. Produkty, které jsou k dispozici z domácích zdrojů, jsou metylesterový řepkový olej a metylesterový slunečnicový olej. Oba mají velmi dobré mazací schopnosti (vlastnosti). Procentním poměrem s motorovou naftou se zlepší její mazací vlastnosti. Směs s nižším obsahem metylesterového oleje (< 5 %) nemá vedle zlepšení mazacích schopností žádný vliv na další hodnoty pohonné látky. Jistým problémem zde zůstává hodnota stability oxidace, která již při přidání malého množství esteru bude překročena, produkt neodpovídá normě s ohledem na teplotu vznětu. Tento problém byl odstraněn použitím vstřikovacího čerpadla pro přidání metylesterového oleje do motorové nafty.

6.

Provozní hmoty

V závěru předložené práce se snažím přiblížit stav v používání pohonných hmot v České republice, tak jak předepisuje Sbírka zákonů č. 244/1999 Sb. Pro provoz vozidel se smí používat pouze provozní hmoty předepsané výrobcem takových systémů nebo zařízení [3]. Pohonné hmoty prodávané pro jejich přímou spotřebu a používané v provozu silničních motorových vozidel musí svými kvalitativními parametry splňovat požadavky stanovené platnými vnitrostátními technickými normami nebo příslušnými mezinárodními normativy s přihlédnutím k daným nebo předpokládaným klimatickým podmínkám. Automobilové benzíny a motorové nafty dodávané pro jejich přímou spotřebu k provozu silničních motorových vozidel musí splňovat, kromě příslušných technických norem, také následující podmínky: a) automobilový benzín olovnatý musí obsahovat nejméně 0,03 g.l-1 a nejvíce 0,15 g.l-1 olova, b) automobilový benzín bezolovnatý může obsahovat nejvíce 0,005 g.l-1 olova, c) motorová nafta může obsahovat nejvíce 0,50 g.kg-1 síry. Počínaje dnem ukončení prodeje olovnatého automobilového benzínu musí být u čerpacích stanic zařízených na výdej benzínu pro motory starších vozidel používajících olovnaté benzíny k dispozici kromě benzínu bezolovnatého také buď bezolovnatý automobilový benzín s přísadami dodanými výrobcem, které umožní Cempírková: Alternativní zdroje pohonu

- 13 -

spolehlivý provoz těchto motorů, nebo v prodeji přísady, jejichž přidání ve stanoveném množství k určitému druhu bezolovnatého benzínu zabezpečí palivo potřebné pro zážehové motory, pro které výrobce stanovil olovnatý benzín. K pohonu vznětových motorů se používá motorová nafta a nebo lze použít metylesterový řepkový olej (tzv. biopalivo). Biopalivo se používá buď samostatně podle české technické normy ČSN 65 6507 nebo ve směsi s ropnými složkami v množství nad 30 % hmotnosti metylesterů podle české technické normy ČSN 65 6508 nebo ve směsi s ropnými složkami v množství do 5 % hmotnosti metylesterů podle české technické normy ČSN 65 6509. Pro použití směsí s ropnými složkami v množství nad 5 % hmotnosti metylesterů musí výrobce daného motoru vyjádřit souhlas s jejich použitím. Zkapalněný plyn (LPG) určený k pohonu spalovacího motoru musí odpovídat české technické normě ČSN EN 589. Stlačený zemní plyn (CNG) určený k pohonu spalovacího motoru musí odpovídat české technické normě ČSN 38 6110. Analýzy odebraných vzorků pohonných hmot pro účely ověření jejich kvality ze strany kontrolních orgánů se provádějí v akreditovaných laboratořích. Shodnost výsledků kontrolních analýz odebraných vzorků provozních hmot ve vztahu k mezím jejich specifikací musí odpovídat příslušné české technické normě ČSN EN ISO 4259 (65 6003). Přes tyto uvedené kvalitativní požadavky na pohonné hmoty podle národních i mezinárodních norem s cílem, aby nedocházelo k zatěžování životního prostředí škodlivými látkami při jejich spalování, může nastat obrat k lepšímu pouze tehdy, když se výrazně omezí individuální motorismus a přepravy zboží s nízkou tunovou cenou budou převedeny na železniční dopravu, která je šetrnější vůči životnímu prostředí.

Literatura: [1] Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. Vielfeld aus 1001 Projektidee. Časopis Nachwachsende Rohstoffe, Gülzov 2001, str. 28 – 31. [2] Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. Spitzentechnologie ohne Ende. Časopis Nachwachsende Rohstoffe, Gülzov 2000, str. 2 – 3. [3] Sbírka zákonů č. 244/1999 Ministerstva dopravy a spojů ze dne 27. října 1999, kterou se mění vyhláška

Ministerstva dopravy č. 102/1995 Sb. o schvalování technické způsobilosti a technických podmínkách provozu silničních vozidel na pozemních komunikacích, ve znění pozdějších předpis. [4] CEMPÍREK, V. Alternativní zdroje pohonu pro osobní automobily. Časopis Doprava a Silnice č. 11/96, str. 10-11. [5] PALÁN, J.: Přednáška Alternativní zdroje energie v dopravě, Sborník konference Doprava, životní prostředí a udržitelný rozvoj 2001, Liberec. [6] CHOLAVA, R.: Přednáška Trendy v oblasti pohonných jednotek automobilů ve vazbě na životní prostředí, Sborník konference Doprava, životní prostředí a udržitelný rozvoj 2001, Liberec.

- 14 -


Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice. II. ročník (kombinované studium, obor DMML) Cempírková Eva. Název práce: Alternativní pohony

Recommend Documents