Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice šk.rok 2003/2004, letní semestr I.ročník (obor DMML), kombinované studium Pithartová Ivana 31.5.2004 Název práce: EKOBUS
Prohlášení Prohlašuji, že předložená práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracovala samostatně. Literaturu a další zdroje, z nichž jsem při zpracování čerpala, v práci řádně cituji. Souhlasím se zveřejněním práce na webovém serveru Univerzity Pardubice.
Anotace Tato semestrální práce se zabývá v širším rozsahu otázkou zkvalitnění životního prostředí v oblasti dopravy zaváděním ekologických autobusů na plynový pohon do hromadné městské i příměstské dopravy. Jsou zde uvedeny výhody i nevýhody alternativních paliv (zejména zemního plynu).
Klíčová slova: EKOBUS,ekologizace hromadné autobusové dopravy, zemní plyn, alternativní paliva, nafta, plnící stanice
1
Obsah Úvod 1. Ekologizace hromadné autobusové dopravy 1.1. Projekt ekologizace hromadné autobusové dopravy 1.2. EKOBUS 1.3. Data o EKOBUSU 2. Zemní plyn 2.1. Charakteristika zemního plynu 2.2. Výhody a nevýhody zemního plynu 2.3. Porovnání EKOBUSU s naftovými motory 2.4. Zemní plyn - ekonomické palivo 2.5. Zemní plyn – bezpečné palivo 2.6. Situace v České republice 2.7. Plnící stanice stlačeného zemního plynu a jejich rozšiřování 2.8. Alternativní paliva 3. Pohled Evropské unie a investiční podpora Fondů v Evropské unii 3.1. Pohled Evropské unie na využití zemního plynu v dopravě 3.2. Investiční podpora Fondů Evropské unie Závěr Seznam použité literatury
2
3 4 4 4 5 6 6 7 9 13 13 13 14 17 17 17 18 20 21
Úvod Negativní důsledky dopravy na životní prostředí jsou důležitým problémem pro současnou a budoucí populaci, neboť zatížení životního prostředí z dopravy neustále narůstá a jeho sumárně nepříznivý vliv se stále prohlubuje. Doprava představuje v ČR jeden z hlavních faktorů, který při svém rozvoji nepříznivě ovlivňuje kvalitu životního prostředí. Negativní ovlivňování kvality životního prostředí je důležitým faktorem pro život. V oblasti dopravy se jedná zejména o: •
zatížení hlukem a další nepříznivé účinky komunikací na okolí,
•
spotřebu energie (z neobnovitelných zdrojů): fosilních paliv popř. elektrické energie z těchto paliv,
•
ovlivnění klimatu produkcí skleníkových plynů,
•
znečistění ovzduší oxidem uhelnatým, oxidy dusíku, těkavými organickými látkami, prachovými částicemi a dalšími polutanty včetně přízemního ozonu.
V případě infrastrukturních prostředků bývají následky, spojené například a fragmentací krajiny a postižení ekosystémů, výrazně vyšší v případě novostaveb než u přestaveb stávajících tras. Naproti tomu ovšem v některých případech napomůže novostavba naopak pozitivním jevům – například stavba vysokorychlostní železnice pomůže odlehčit přesycené dálnice, anebo nové silniční komunikace odlehčí hlukovému i imisnímu zatížení území. V oblasti vlivu skleníkových plynů je pro znečisťování atmosféry oxidem uhličitým závažnější původ z dlouhodobého zásobníku, tj. při spalování fosilních paliv (uhlí,ropy, zemního plynu, atd.). Naopak méně závažný je oxid uhličitý pocházející z krátkodobého zásobníku (bioplyn, spalování biomasy a odpadků z biomasy, bionafta apod.). Základním cílem je zlepšit kvalitu životních podmínek obyvatel ČR v souvislosti s působením na omezení negativních vlivů rostoucí dopravy na životní prostředí, včetně podpory doprav šetrnějších k životnímu prostředí, tj. zajišťovat potřebnou mobilitu občanů a zboží v ČR tak, aby docházelo k co nejmenšímu zatížení životního prostředí. Dílčí cíle vycházejí ze základních cílů dopravní politiky a cíle bude dosahováno prostřednictvím následujících dílčích aktivit: •
budování ochranných opatření pro předcházení negativních dopadů dopravy na krajinu,
•
podporování příznivějších druhů dopravy (např. dopravy kombinované)
•
podpora zavádění alternativních pohonů a paliv,
•
podpora výzkumných projektů zabývajících se rovností podmínek provozování jednotlivých druhů včetně internalizace externalit.
Jednou z cest efektivního celkového snížení výfukových emisí z dopravy je ekologizace některých silničních vozidel – městských a příměstských autobusů a komunálních vozidel, nahrazením jejich naftových motorů motory plynovými. Jako opodstatněné se jeví i alternativní nahrazení benzínů plynnými palivy v kategorii osobních automobilů a lehkých 3
užitkových vozidel. Vývoj plynových motorů určených pro silniční vozidla zaručuje kvalitativně vyšší úroveň plnění emisních limitů. Zanedbatelný není ani efekt strategického navýšení podílu spotřeby alternativních paliv vůči spotřebě ropných produktů.[2]
4
1. Ekologizace hromadné autobusové dopravy
1.1. Projekt ekologizace hromadné autobusové dopravy Projekt ekologizace hromadné autobusové dopravy je směrován do oblastí s vysokou emisní a imisní zátěží, které jsou zároveň i oblastmi velkoplošně narušenými těžbou hnědého uhlí a další intenzivní průmyslovou exploatací krajiny v minulosti a s nejvyšší mírou nezaměstnanosti v České republice v současné době. Jedná se zejména o okresy Chomutov, Most, Teplice a Ústí nad Labem. Projektem ekologizace hromadné autobusové dopravy v oblasti severozápadních Čech – společnost ČSAD BUS Ústí nad Labem a.s. – se zabývá aplikací alternativních paliv v dopravě, zejména zemního plynu, již od roku 1996. V kooperaci ŠKODA LIAZ s finským dodavatelem LAHDEN AUTOKORI OY Lahti představila v České republice první továrně vyrobený nový autobus s pohonem na stlačený zemní plyn v městském i linkovém provedení a dále provádí homologované hromadné přestavby všech typů autobusů KAROSA řady 700 na zemní plyn. Společnost iniciovala a v posledních dvou letech se podílela na úspěšném vývoji a výrobě prototypu autobusu EKOBUS poháněného stlačeným přírodním plynem řešeného na platformě SOR, jako autobusu pro městskou a příměstskou dopravu se sníženou nástupní hranou a umístěním plynových zásobníků na střeše vozidla. Jedná se o v tuzemsku unikátní a vůbec první takovéto provedení s použitím celokompozitových zásobníků, které představují v současné době nejlepší technické řešení. Na konci minulého roku otevřela společnost ČSAD BUS Ústí nad Labem a.s. první plnící stanici stlačeného zemního plynu v severozápadních Čechách, a to v krajském městě Ústí nad Labem. Tato stanice se stala základem budované infrastruktury pro plynofikaci dopravy v tomto regionu. Společnost ČSAD BUS Ústí nad Labem a.s. je však v prvé řadě neopomenutelným provozovatelem ekologických autobusů na linkách vedoucích z Mostu, Ústí nad Labem, Nového Boru a České Lípy a v místní dopravě v České Lípě. Již v roce 2001 společnost ČSAD BUS Ústí nad Labem a.s. zpracovala a předložila zastupitelům města Ústí nad Labem alternativní projekt ekologizace dopravy v městské části Střekov cestou provozování EKOBUSŮ v městské dopravě, jehož realizací mohlo dojít ke značné úspoře investičních prostředků. Hlavním cílem projektu je ekologický efekt, kterého bude dosaženo při náhradě klasických kapalných paliv plynnými v hromadné autobusové dopravě v oblasti severozápadních Čech.[1] 1.2. EKOBUS EKOBUS (obr.1) je nový ekonomický a ekologický autobus využívající alternativní palivo stlačený přírodní zemní plyn. Ten neobsahuje žádné karcinogenní substance a není zdrojem zplodin narušujících ozónovou vrstvu atmosféry. V porovnání s naftou se jeho spalováním produkuje o 30% méně oxidu uhličitého, až o 90% méně oxidu uhelnatého a o 25% méně oxidů dusíku. Současně jako jedno z mála paliv spalováním neprodukuje pevné částice a saze, které se v případě dieselových autobusů usazují v plicích. Tlakové zásobníky jsou umístěny na střeše vozidla, což nesnižuje objem zavazadlových prostor a zajišťuje úplnou bezpečnost dopravy plynu. Plynová soustava je elektronicky kontrolovatelná, má univerzální plnící ventil a tlakový spínač vyvedený do zorného pole řidiče (obr.2). EKOBUS je dvounápravový, třídveřový autobus, který je konstruován nejmodernějšími technologiemi. Je vyráběn ve třech různých modifikacích v závislosti na jeho využití v praxi a třech délkách karosérie: 9,5, 10,5 a 12m. Pro městskou hromadnou dopravu se využívá 5
EKOBUS CITY, pro příměstskou verze INTERCITY, verze INTERCITY je produkována ve verzi LC se zvýšenými sedačkami. Standardně jsou všechny verze vybaveny odbavovacím a informačním systémem na přání zákazníků, bezpečnostními prvky jako je ABS, retardér. Pro městskou hromadnou dopravu se využívá EKOBUSU verze B, pro příměstskou verze C, meziměstské ekologické autobusy jsou produkovány ve verzi LC. Přizpůsobení EKOBUSU verze B pro městskou hromadnou dopravu spočívá na ideách co nejvíce vyjít vstříc cestujícím. Je vyráběn se sníženou podlahou v prostoru středních dveří je umístěna plošina pro bezbariérový přístup. Rozmístění sedadel umožňuje dostatek prostoru pro invalidní vozík nebo dětský kočárek. EKOBUS má výborné jízdní vlastnosti a díky své délce 10,5m i vynikající manévrovatelnost, a proto se plně uplatní v náročných dopravních situacích velkých měst. Pořizovací cena ekologického autobusu EKOBUS je sice vyšší ve srovnání s dieselovou verzí, při předpokládaném počtu 50 000 km ujetých ročně a předpokládaném rozdílu ceny nafty (která je o cca 50% vyšší než cena zemního plynu), je návratnost investice 7 let. Ovšem s tím, že v průběhu sedmi let EKOBUS vyprodukuje o 57,4 tun zplodin méně než dieselová verze. Krom ekonomických úspor je další předností stlačeného zemního plynu též jeho vyšší bezpečnost při použití pro pohon automobilů, než např. u benzínu. Plyn je uskladněn v pevných nádržích z oceli nebo kompozitních materiálů. Nádrže jsou odolné proti úderům kladiva, nárazům i střelbě. Jsou zajištěny bezpečnostním uzávěrem, který při překročení určitého průtoku automaticky reaguje a nádrž uzavře. Výhodou zemního plynu je také jeho konzistence, protože při případném úniku ihned stoupá vzhůru a nemůže dojít ke vznícení automobilu ani ke kontaminaci zeminy. Zápalná teplota zemního plynu je navíc např. oproti benzínu dvojnásobná. Na konci května 2004 byl na mezinárodní konferenci představen EKOBUS CITY plus. Jedná se o nízkopodlažní autobus s automatickou převodovkou vhodný jak pro příměstskou dopravu s velkou frekvencí přepravy kočárků či invalidů či tak pro menší a střední městské hromadné dopravy.[1]
Obr.1 EKOBUS
Obr.2 Stanoviště řidiče
1.3. Data o EKOBUSU: Kapacita: verze EKOBUS CITY: 90+1, EKOBUS INTERCITY 10,5: 75 (81)+1, EKOBUS INTERCITY LC: 45 (46)+1, EKOBUS CITY plus: 102+1, EKOBUS INTERCITY plus: 83+1. Technologie: EKOBUS využívá současné nejmodernější technologie: americko-kanadský motor Cummins Westport B 5,9 /verze plus také 8,3/ plus s plně elektronicky řízeným vstřikováním paliva a francouzské celokompozitové lahve Ullit (typ 4) s životností 20 let.
6
Nízká spotřeba: verze EKOBUS INTERCITY LC: od 21m3/100km, EKOBUS INTERCITY: od 25m3/100km, EKOBUS CITY: od 28m3/100km Dojezd: 450-700 km (v závislosti na počtu lahví). Emisní tabulky: tab. 1 Tab. 1 Specifické emise základních škodlivin (g/kWh) [3] Norma EURO 3 Norma EURO 4 Norma EURO 5 EKOBUS
CO 5,45 4 4 0,012
MNHC 0,78 0,55 0,55 0
CH4 1,6 1,1 1,1 0,25
NOx 5 3,5 2 2,08
T. částice 0,16 0,03 0,03 0
EKOBUSY se v praxi při plném provozu výborně osvědčují a zvláště ve znečistěných průmyslových oblastech výrazně přispívají k rychlému zlepšení životního prostředí. Provoz EKOBUSU je ekonomicky výhodný, za stejnou cenu pohonných hmot ujede EKOBUS oproti dieselové verzi dvojnásobnou vzdálenost. Dojezd EKOBUSU je v závislosti na počtu lahví v rozmezí 400 – 700 km. 2. Zemní plyn 2.1. Charakteristika zemního plynu Obnovitelné zdroje stačí k pokrytí jen malé části energetické potřeby, a tak musíme i nadále využívat fosilní zdroje energie. V našem vlastním zájmu je však preferovat takové zdroje, jejichž využívání v co nejmenší míře negativně ovlivňuje životní prostředí. Z hlediska ochrany životního prostředí má zemní plyn ve srovnání s ostatními fosilními palivy a energiemi řadu výhod: •
výstavba plynovodů a ostatních zařízení je spojena s minimálním záborem půdy, která se ve většině případů vrací původnímu účelu;
•
plynovody jsou uloženy v zemi, takže nikterak nenarušují tvář krajiny.
Jediným problémem spalování zemního plynu je vznik oxidů dusíku. Směs oxidu dusnatého a oxidu dusičitého vzniká spalováním dusíkatých látek obsažených v palivu a ze vzdušného dusíku při vysokých teplotách. Zemní plyn má ve srovnání s pevnými a kapalnými palivy jednu výhodu – neobsahuje žádné dusíkaté látky, takže oxidy dusíku mohou vznikat právě jen ze vzdušného dusíku. Jejich tvorba je závislá na teplotě spalování – čím je teplota vyšší, tím je vyšší i tvorba oxidů dusíku. Výrobci plynových spotřebičů věnují omezování vzniku oxidů dusíku velkou pozornost. Konstrukčními úpravami hořáků a spalovacích komor spotřebičů se podařilo snížit emise oxidů dusíku až na 10 % původních hodnot. Zemní plyn je jako každé uhlíkaté palivo také zdrojem oxidu uhličitého, který je klimatologickými průzkumy označován za látku, která významnou měrou přispívá ke zvýšení tzv. skleníkového efektu. Ve srovnání s ostatními palivy zemní plyn opět nemá konkurenci – na uvolněnou jednotku tepla vzniká při spalování zemního plynu
7
•
o 40 až 50 % méně oxidu uhličitého ve srovnání s tuhými palivy
•
o 30 až 35 % méně oxidu uhličitého ve srovnání s kapalnými palivy
Zemní plyn má velký potenciál pro využití jako motorové palivo. Je levný, má vysoké oktanové číslo, jedná se o čisté palivo, které nemá problémy se současnými i budoucími emisními limity. Zemní plyn může být užíván jako motorové palivo v klasických spalovacích motorech, benzínových nebo přímo plynových. Pro využívání zemního plynu ve vozidlech slouží speciální zásobník plynu a vstřikovací systém. Zemní plyn lze využívat jednak ve formě stlačeného plynu - CNG (tlak 200 barů), tak ve zkapalněné formě - LNG (při teplotě -162°C). CNG verze je v současnosti častější variantou. 2.2. Výhody a nevýhody zemního plynu Výhody zemního plynu v dopravě[4] • snadná distribuce plynu k uživateli • větší perspektiva zemního plynu vzhledem k jeho větším zásobám oproti ropě Zemní plyn má velký potenciál pro využití jako motorové palivo. Je levný, má vysoké oktanové číslo, jedná se o čisté palivo, které nemá problémy se současnými i budoucími emisními limity. Zemní plyn může být užíván jako motorové palivo v klasickým spalovacích motorech, benzínových nebo přímo plynových. Pro využívání zemního plynu ve vozidlech je zapotřebí speciální zásobník plynu a vstřikovací systém. Zemní plyn lze využívat jednak ve formě stlačeného plynu (tlak 200 barů), tak ve zkapalněné formě (při teplotě -162°C). „Vysokotlaká“ verze je v současnosti preferovanější variantou.Technologie zemního plynu je plně vyvinutá a v dlouholeté praxi vyzkoušená. Ve světě jezdí na zemní plyn více než 3 miliony vozidel v 60 zemích. Kromě možnosti přestavovat existující benzínová vozidla stále více automobilek nabízí přímo vozidla s pohonem na zemní plyn.Delší životnost zásob zemního plynu oproti ropě a rovnoměrnější rozložení nalezišť zemního plynu ve světě je velmi významnou skutečností pro budoucí rozvoj využití zemního plynu v dopravě. Ekologie Ekologické výhody zemního plynu v dopravě jsou jednoznačné, vyplývají z jeho složení, především poměru atomů uhlíku a vodíku v molekule. Hlavní ekologické výhody zemního plynu se projevují až při jeho spalování,při kterém vzniká ve srovnání s uhlím nebo s kapalnými palivy daleko méně škodlivin – prach a oxid siřičitý jsou ve spalinách obsaženy v zanedbatelném množství a také emise oxidu uhelnatého a uhlovodíků jsou ve srovnání s ostatními palivy výrazně nižší. Zemní plyn je tvořen z cca 98 % metanem s příznivým poměrem uhlík/vodík =1/4. Vozidla na zemní plyn produkují výrazně méně škodlivin než vozidla s klasickým pohonem. A to nejen dnes sledovaných škodlivin (oxidů dusíku, oxidu uhelnatého, uhličitého, pevných částic, ale také i karcinogenních látek), polyaromatických uhlovodíků, aldehydů, aromátů včetně benzenu. Rovněž vliv na skleníkový efekt je u vozidel na zemní plyn menší v porovnání s benzínem či naftou. Oproti benzínu zemní plyn nabízí potenciál 20–25 % snížení emisí oxidu uhličitého. 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 (PM – Particulate Matters), které jsou u naftových motorů považovány z důvodu mutagenních a karcinogenních účinků za nejzávažnější, 8
• • • •
kouřivost vznětových motorů je u plynových pohonů prakticky eliminována, snížení dalších dnes sledovaných složek emisí – oxidů dusíku a emisí oxidu uhelnatého snížení emisí oxidu uhličitého (skleníkového plynu) cca o 10 -15 %, výrazné snížení nemetanových, aromatických a polyaromatických uhlovodíků (PAU), aldehydů, • snížení tvorby ozónu v atmosféře nad zemí, který způsobuje tzv. „letní smog“, • spaliny z motorů na zemní plyn neobsahují oxid siřičitý, do zemního plynu se nepřidávají aditiva a karcinogenní přísady, • plynové motory mají tišší chod, úroveň hluku plynových autobusů oproti naftovým je díky „měkčímu“ spalování nižší o 50 % vně vozidel, o 60 - 70 % uvnitř vozidel, • při tankování nevznikají žádné ztráty paliva (odpařování nafty), • nemožnost kontaminace půdy v důsledku úniku nafty na silnici, v garáži. Provoz • u dvoupalivových systémů zůstává zachována možnost užívání benzínu, • lepší směšování plynu se vzduchem umožňuje rovnoměrnost palivové směsi, možnost pracovat s vysokým součinitelem přebytku vzduchu, rovnoměrnější plnění válců, menší zatěžování motoru, • zvýšení celkového dojezdu u dvoupalivových systémů (u zemního plynu o cca 200–250 km), • díky čistotě paliva se prodlužuje životnost motorového oleje i samotného motoru, nevytvářejí se karbonové usazeniny, • nemožnost zcizení pohonné hmoty, • ve srovnání s naftovými motory snížení hlučnosti motoru, • lepší startování při nízkých teplotách (odpadá používání zimní nafty), • vysoká antidetonační schopnost – vysoké oktanové číslo zemního plynu (130) umožňuje motoru pracovat i v oblasti výrazného ochuzení palivové směsi, zvyšuje odolnost vůči klepání motoru. Autobusy Ekobus mají: vynikající emisní parametry (EURO 5) nízkou spotřebu paliva (21–33 m3/100 km – verze B) dobrý dojezd (nad 700 km se 7 tlakovými CNG lahvemi) malý objem motoru (5,9 l, 173 kW) nízkou celkovou hmotnost (13.500 kg) Nevýhody • Nedostatečná infrastruktura - každé alternativní palivo, které se snaží konkurovat tradičním pohonným hmotám, trpí neexistencí dostatečné infrastruktury potřebné k rozšíření jeho užití. Zejména se jedná o problém menšího počtu plnících stanic. • Vyšší náklady a) Vyšší náklady na vozidlo : - přestavby vozidel na plyn zvyšují cenu vozidla vzhledem k investici na pořízení (schválení) plynové zástavby do vozidla, - sériově vyráběné plynové vozy jsou dražší (menší počty kusů, individuelní výroba) b) Vyšší náklady na plnící stanice, na díly plynových zástaveb -vzhledem k doposud malému rozšíření a tudíž malosériové výrobě plynových vozidel jsou náklady vyšší. Lze očekávat, že náklady klesnou s širším využíváním zemního plynu v dopravě. Zhoršení stávajícího komfortu - nutnost pravidelných kontrol plynových zástaveb, 9
- zmenšení zavazadlového prostoru nebo užitného prostoru o prostor, který zabírá tlaková nádrž. Pozn. je možno řešit umístěním tlakové nádrže na střechu (autobusy), pod vozidlo (osobní, nákladní automobily) nebo do jiných prostor (př. místo náhradního kola). Provozní nevýhody • zvýšení celkové hmotnosti automobilu a tím snížení povolené hmotnosti užitečné v důsledku instalace tlakové nádrže na plyn. Pozn. řešením je užití tlakových lahví z kompozitních materiálů, které jsou až 5x lehčí než tradiční ocelové. • zpřísněná bezpečnostní opatření (garážování, opravy ...), • snížení výkonu motoru (o cca 5–10 %) u přestavovaných vozidel, • menší dojezd CNG vozidel oproti klasickým palivům (osobní automobil dodatečně upravený na provoz na zemní plyn – 200–250 km). V České republice se zemní plyn jako pohonná hmota začal uplatňovat již od roku 1981, kdy byla provedena první přestavba vozidla na zemní plyn. Počátkem 90.let patřila Česká republika v plynofikaci dopravy na přední místa ve světě. Dobře se rozbíhající program plynofikace dopravy se ale zpomalil, nastala léta stagnace. Před Českou republiku se dostaly a dostávají další evropské země, které s plynofikací dopravy začínaly daleko později. V současné době zemní plyn jako pohonnou hmotu využívá cca 250 vozidel, z toho je přibližně 150 osobních a dodávkových vozidel (především distribuční plynárenské společnosti a 100 autobusů, jak městských (Havířov, Frýdek Místek, Prostějov …), tak meziměstských (ČSAD Bus Ústí nad Labem). Největší provozovatelé plynových vozidel jsou: -Pražská plynárenská, a. s. (více než 70 vozidel na zemní plyn), -ČSAD Bus Ústí nad Labem (52 CNG autobusů), -Dopravní podnik Havířov (42 CNG autobusů). V provozu je 14 CNG plnících stanic: -z toho 8 veřejných (Praha 2x, Plzeň, Liberec, České Budějovice, Horní Suchá, Frýdek Místek, Prostějov) -7 neveřejných stanic (především v areálech ČSAD Bus Ústí nad Labem). Prodej zemního plynu pro pohon vozidel v České republice se pohybuje mezi 2 a 3 miliony m3. 2.3. Porovnání EKOBUSU s naftovými motory Provoz EKOBUSŮ s pohonem na zemní plyn v porovnání s naftovými motory se z hlediska životního prostředí především vyznačuje následujícími výhodami, shrnuta v tab.2 Tab. 2 Porovnání EKOBUS a Diesel [3] (g/kWh) emise NOX org. látky VOC včetně benzo(a)pyrenu CO tuhé částice CH4 CO2 reálné emise, není v EURO 3
EKOBUS 2,080 0,000 0,012 0,000 0,250
Diesel (EURO 3) 5,000 0,780 5,450 0,160 1,600
169
207
Rovněž vliv na skleníkový efekt je v porovnání s benzínem či naftou u vozidel na zemní plyn menší. Významné je snížení emisí oxidu uhličitého až o 25 % proti benzínu:
10
•
výrazné snížení emisí pevných částic - kouřivost vznětových motorů se u plynových pohonů prakticky nevyskytuje
•
spaliny z motorů na zemní plyn neobsahují oxid siřičitý
•
snížení emisí oxidu uhličitého (skleníkového plynu) cca o 10–15 %
•
u plynových motorů je díky „měkčímu“ spalování hlučnost nižší o 50 % vně vozidel a o 60–70 % uvnitř vozidel
•
při tankování nemůže dojít ke kontaminaci půdy na rozdíl od případného úniku nafty či benzínu[3]
Motorová nafta Motorová nafta je velmi rozšířeným palivem pro pohon dieselových motorů, převážně strojů, agregátů, nákladní dopravy a v menší míře i osobních vozidel s moderními dieselovými motory. Nafta zajišťuje vysoký výkon motoru a vysoký krouticí moment při nižší spotřebě, což je výhodou právě u těžké dopravní techniky. Oproti benzinovému pohonu je motorová nafta olejového složení, čímž zajišťuje současně i mazání palivového systému. Záměna motorové nafty za benzin má za následek velmi rychlé zadření motoru. Olejové složení motorové nafty však má i svoje nevýhody, kterými jsou tuhnutí, filtrovatelnost, horší hoření a spalování, usazování karbonizačních zbytků v motoru apod. Kvalitu motorové nafty určují hlavně parametry cetanový index a destilační křivka. V zimním období je potom velmi důležitým parametrem filtrovatelnost. Parametry odpovídají ČSN EN 590. V současné době distribuujeme naftu třídy "B" dle ČSN.[6] Výsledkem spalování benzínu a nafty jsou výfukové plyny plné toxických látek. Mezi nejnebezpečnější patří oxid uhelnatý, který se, jak víme, váže na hemoglobin a inhibuje tak vázání kyslíku na toto krevní barvivo. Dále to jsou např. rakovinotvorné polycyklické uhlovodíky. Oxidy dusíku jsou škodlivé, protože způsobují kyselé deště, snižují odolnost vůči virovým onemocněním a vedou k poškození dýchacích cest. Podobné účinky mají také oxidy síry. Olovo negativně ovlivňuje nervový systém a žlázy s vnitřní sekrecí. Nicméně o škodlivosti olova se ví delší dobu a jeho množství emitované dopravou se stále snižuje, zejména díky moderním palivům, v nichž olovo není obsaženo vůbec. Vzniká také přízemní ozón, který ničí dva mimořádně významné druhy plicních buněk. Jedny se starají o čistotu vzduchu a odstraňují z něj nečistoty a druhé o přívod kyslíku do krve. To vede k podráždění sliznic, produkci hlenu, poruchám dýchání, bolestem hlavy a únavě, k dýchacím onemocněním a astmatickým záchvatům.[6] Katalyzátory sice pomáhají, ale mají i jisté nevýhody. Tak například začínají fungovat až po určitém zahřátí motoru, přesněji je to po 4 km jízdy. Jenže ve městech je čtvrtina jízd kratších! Katalyzátory dovedou zadržet oxid uhelnatý, podstatnou část oxidů dusíku i značný podíl pevných částic, ale zase na druhou stranu produkují mnohem více oxidu uhličitého. Tedy jejich negativní stránkou je zvyšování množství nejvýznamnějšího skleníkového plynu. Přírodní zdroje (např. vulkanická činnost) se na množství emisí oxidů síry na území Evropy podílejí pouhými 2 procenty. Zbylých 98 % sirného znečištění pochází z průmyslu (tedy včetně dopravy). Oxidy síry jsou toxické a vážně poškozují zdraví, spoluvytvářejí smog. Jsou také příčinou kyselých dešťů. U dieselových motorů, spalujících motorovou naftu, je situace se sirnými emisemi mnohem horší, protože zplodiny obsahují v průměru šestkrát více oxidů síry, než při spálení stejného množství benzínu. Také u produkce oxidu siřičitého je na prvním místě doprava automobilová (94,4 %) před ostatními.
11
Pod pojmem sirné emise se mnoha lidem vybaví kouř stoupající z komínů tepelných elektráren. Mnohem méně je v povědomí veřejnosti zapsán fakt, že významným zdrojem oxidů síry je i spalování nafty a benzínu v dopravě a ropných produktů při výrobě tepla. Díky trvalému úsilí se během posledního čtvrtstoletí podařilo snížit sirné exhalace v zemích Evropy o 20 procent a to hlavně díky prosazení odsiřování spalin z tepelných elektráren, které se na množství oxidů síry v ovzduší stále podílejí v průměru 50- 65 procenty, zatímco doprava se na množství těchto emisí podílí průměrně „pouhými“ 3 procenty . Tato hodnota se může zdát malá, ale je třeba připomenout, že v některých zemích EU dosahuje tento podíl z dopravy až deseti procent. V úvahu je také zapotřebí vzít i celkovou změnu charakteru znečištění, ke které došlo v posledních 25 letech. Podle údajů z evropské sítě měřících stanic (materiály CORINAIR) došlo k přechodu od mnoha malých ohnisek znečištění (např. lokální vytápění, malé průmyslové podniky a pod.) k jednotlivým velkým zdrojům – ohniskům znečištění. Co odborníky zvlášť znepokojuje je fakt, že tyto velké zdroje emisí se často kryjí s hustě osídlenými oblastmi a městskými aglomeracemi. Zatímco dřívější situaci lze popsat jako výskyt znečištění velkého územního rozsahu, dnešní stav charakterizuje výskyt lokalit, kde jsou povolené limity škodlivin překračovány trvale, díky stále rostoucí automobilové dopravě. Jako nejkřiklavější příklady takových míst lze uvést rušné křižovatky, silnice s hustou dopravou, podzemní parkoviště, silniční tunely a jejich vyústění a čerpací stanice, kde může znečištění dosahovat až čtyřicetinásobku městského průměru. Zájemcům o geografické rozložení znečištění na území ČR lze doporučit webové stránky Českého hydrometerologického úřadu www.chmi.cz , kde jsou k dispozici mapy území se zobrazením koncentrací znečištění jednotlivými škodlivinami a podrobné informace z české sítě měřících stanic. Důvody proč se emisím oxidů síry věnuje v EU pozornost jsou následující: - jsou toxické a vážně poškozují zdraví - společně s prachovými částicemi a přízemním ozónem vytvářejí pro zdraví nepříznivý smog a to i v letních měsících - zapříčiňují kyselé deště, které poškozují přírodu i stavební památky - emise oxidu siřičitého ve výfukových zplodinách znemožňují zavedení již vyvinutých kvalitnějších automobilových katalyzátorů a znemožňují jejich recyklaci Primárním cílem však zůstává lidské zdraví. Na základě studií WHO (Světová zdravotnická organizace) byl přijat plán, který stanovuje maximální limit pro 24 hodinovou koncentraci oxidu siřičitého na 125 ug/m3 (mikrogramů na 1 kubický metr) současně s požadavkem, že tato hodnota smí být překročena pouze třikrát ročně. Automobilová doprava však neprodukuje pouze oxidy síry. Ve výčtu škodlivin uvolňovaných do ovzduší spalováním ropných látek zaujímají přední místo oxidy uhlíku - oxid uhličitý, působící jako skleníkový plyn a oxid uhelnatý, který je jedovatý a již v nízkých koncentracích snižuje schopnost krve vázat a přenášet kyslík. Další složkou spalin jsou oxidy dusíku : oxid dusný, oxid dusičitý. Oxid dusný vzniká během spalovacího procesu v motorech za vysoké teploty, kdy dochází k oxidaci vzdušného dusíku. Oxid dusný je poměrně reaktivní plyn, takže se dále slučuje se vzdušným kyslíkem na oxid dusičitý. Oxid dusičitý se podílí na vzniku dvou dalších škodlivých látek. Reakcí se vzdušnou vlhkostí vytváří kyselinu dusičnou, která přispívá ke kyselým dešťům. Působením slunečního se oxid dusičitý opět rozkládá podle rovnice oxid dusičitý + sluneční světlo rovná se oxid dusný + kyslík. Uvolněný atom kyslíku je vysoce reaktivní a slučuje se vzdušným kyslíkem na ozón. Přízemní ozón je pro lidské zdraví rovněž škodlivý. Vysoké koncentrace ozónu
12
způsobují dýchací problémy a poškozují plíce. Ozón má také vliv na průběh fotosyntézy a poškozuje zelené porosty. Oproti zmíněným plynům (oxidů uhlíku a oxidů dusíku) se emise kysličníku siřitého z dopravy mohou zdát relativně malé. Zatímco u oxidu uhličitého jde řádově o miliony tun, oxid siřičitý je zastoupen „pouhými“ stovkami tisíc tun. Problémem je množství oxidu siřičitého ve výfukových plynech vzniklých při spalování benzínů. To je stále dost vysoké pro nové typy katalyzátorů, které by díky novým vlastnostem umožnili více snížit emise oxidu uhličitého a oxidů dusíku. U dieselových motorů, spalujících motorovou naftu, je situace se sirnými emisemi mnohem horší – zplodiny obsahují v průměru 6x více oxidu siřičitého, než při spálení stejného množství benzínu. Pro otázky životního prostředí, jde nyní o prolomení technické bariéry, kterou oxid siřičitý ve zplodinách představuje. Odstranění této bariéry, otevře cestu pro další snižování emisí oxidu uhličitého. Použití tzv. bezsírového benzínu má své opodstatnění i v případě starších dopravních prostředků, které nejsou vybaveny katalyzátory. Čistší palivo na vstupu znamená i méně škodlivin na výstupu, ve výfukových plynech. Pojem bezsírový benzín, používaný v mnoha dokumentech, neznamená nulový obsah síry v palivu. Tímto pojmem je označován benzín s obsahem síry nižším než 10 mg/kg. Hodnoty síry v dnes prodávaném benzínu jsou přibližně 20krát vyšší. Požadavky na výrobu čistšího paliva v EU vycházejí ze studie Auto Oil Programme I (AOP I), která sledovala dopady různých množství síry v benzínu (18, 95, 182, 382 ppm). Na AOP I a další směrnice navázala směrnice 98/70/EC stanovující limity síry v pohonných hmotách prodávaných na území EU. Vývoj snižování obsahu síry v pohonných hmotách zachycuje následující tabulka : V České republice jsou požadavky na složení kapalných paliv a na emise z mobilních zdrojů jsou upraveny vyhláškou MDS č. 102/1995 Sb., o technických podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích, ve znění vyhlášky č. 299/1996 Sb. Vyhláška je zcela kompatibilní se směrnicemi č. 70/220/EEC, č. 72/306/EEC a 88/77/EEC a prakticky kompatibilní se směrnicí č. 92/55/EEC. Nižší míra kompatibility dosud přetrvává vzhledem ke směrnici č. 85/210/EEC o obsahu olova v benzinu (norma pro bezolovnaté benzíny je kompatibilní, norma pro olovnaté benzíny nikoliv) a směrnici č. 93/12/EEC o obsahu síry v kapalných palivech. Se směrnicí 98/70/EC naše legislativa kompatibilní není. Vyhláška Ministerstva dopravy 102/1995 Sb. ze dne 31. května 1995 o schvalování technické způsobilosti a technických podmínkách provozu silničních vozidel na pozemních komunikacích ve znění pozdějších předpisů (poslední novela 244/1999) stanovuje maximální limit síry pouze v motorové naftě a to na hodnotu 500 mg/kg. Další českou vyhláškou, kde je stanoven maximální obsah síry v ropných látkách, je vyhláška Ministerstva životního prostředí 97/2000 Sb. ze dne 10. dubna 2000, kterou se stanovují emisní limity a další podmínky provozování stacionárních zdrojů znečišťování a ochrany ovzduší. Vyhláška udává limitní obsah síry v kapalném palivu, jako nejvýše přípustný obsah sloučenin síry vyjádřených jako síra v hmotnostních procentech. Pro tekutá paliva (vytápění) obecně je hodnota sirných sloučenin stanovena 0,2 %, tedy na 2000 mg/kg. Povolené množství pro topnou naftu je stanoveno na 0,05%, tedy 500 mg/kg. [5] 2.4. Zemní plyn - ekonomické palivo •
náklady na zemní plyn jsou nižší - provoz „plynových“ automobilů je tedy levnější.
13
•
od 1. 1. 2004 , tedy i po zavedení spotřební daně, je cena stlačeného zemního plynu v České republice méně než poloviční ve srovnání s benzínem. CNG tak zůstává nejlevnějším palivem pro pohon vozidel
•
nízké venkovní teploty mají menší vliv na startování vozidla
•
zemní plyn - jako pohonnou hmotu - nelze odcizit
•
čisté palivo, které nevytváří karbonové usazeniny, pozitivně ovlivňuje životnost motoru i motorového oleje[4]
2.5. Zemní plyn – bezpečné palivo Vozidla na zemní plyn jsou bezpečnější než vozidla používající benzín, naftu nebo LPG. Tento fakt vyplývá z fyzikálních vlastností zemního plynu i ze zkušeností z dlouhodobého provozu, protože: •
zemní plyn je, oproti kapalným palivům (benzinu, naftě, LPG), lehčí než vzduch
•
zápalná teplota zemního plynu je oproti benzínu dvojnásobná
•
silnostěnné plynové tlakové nádoby, vyráběné z oceli, hliníku nebo kompozitních materiálů, jsou bezpečnější než tenkostěnné nádrže na kapalné pohonné hmoty [4]
2.6. Situace v České republice V České republice se zemní plyn jako pohonná hmota začal uplatňovat již od roku 1981 provedena první přestavba vozidla na zemní plyn. Počátkem 90. let patřila Česká republika v plynofikaci dopravy na přední místa ve světě. Dobře se rozbíhající program plynofikace dopravy se zpomalil, nastala léta stagnace. Před Českou republikou jsou evropské země, které s plynofikací dopravy začínaly daleko později. V posledních dvou letech je možné vidět velký posun ve vnímání využitelnosti přírodního zemního plynu na trhu dopravy jako alternativního ekologického paliva. S tímto faktem je možné konstatovat, že vznikla spolupráce mezi plynárenskými společnostmi a firmami, které na trh vstupují s produkty se zemním plynem souvisejícím. Je velmi povzbudivé, že EKOBUS podporují také plynárenské distribuční společnosti skupiny RWE Gas, vlastníka českého plynárenství. Koordinací aktivit plynárenských společností a dalších subjektů zainteresovaných v programu využití zemního plynu v dopravě v České republice byl pověřen Český plynárenský svaz (ČPS), při kterém bylo zřízeno koordinační pracoviště ČPS NGV. Společnou snahou je dosáhnout srovnatelné evropské úrovně, přispět k vytvoření dostatečné infrastruktury plnících stanic, obslužných a servisních míst a zajímavé nabídky vozidel a technologií, poskytujících zákazníkům potřebný komfort a splňující představy dopravní obslužnosti v rámci integrující se Evropy.
14
2.7. Plnící stanice stlačeného zemního plynu a jejich rozšiřování[7] Stav využití zemního plynu v dopravě je závislý na jeho dostupnosti, tzn. na existenci plnících stanic. Veřejné plnící stanice jsou provozovány především na Moravě, a to ve Znojmu, Prostějově, Uherském Hradišti, Frýdku Místku a Horní Suché u Havířova. V Čechách provozuje 2 stanice Pražská plynárenská a.s., a to v Měcholupech a ve Švehlově ulici v Praze. V minulém roce byla dokončena a zprovozněna plnící stanice v Liberci, kterou investičně zajistila Severočeská plynárenská a.s. a ke konci roku 2001 uvedla do zkušebního provozu vlastní plnící stanici v Ústí nad Labem společnost ČSAD BUS Ústí nad Labem a.s. Umístění plnících stanic (obr.3) odpovídá i intenzita využívání stlačeného zemního plynu v dopravě. Největším provozovatelem autobusů na stlačený zemní plyn je ČSAD Havířov a.s. se 45 staršími přestavěnými plynovými autobusy, dále autobusy na zemní plyn provozuje ČSAD Frýdek Místek a.s., ČSAD Uherské Hradiště a.s., FTL – First transport lines, a.s. Prostějov, Znojemská dopravní společnost- PSOTA a.s. a ČSAD BUS Ústí nad Labem a.s. ve svých filiálkách Litvínov, Ústí nad Labem a Česká Lípa.
Obr.3 Mapa plnících stanic v České republice Rozdělení CNG stanic Podle způsobu provedení plnícího procesu jsou používány: a) stanice pro rychlé plnění Doba plnění plynu je srovnatelná s čerpáním kapalných paliv (3 – 5 minut). b) stanice pro pomalé plnění Plnění aut zemním plynem se provádí přímo pomocí kompresoru, plnění trvá zpravidla několik hodin.
15
Rychle plnící (obr.4)
Obr.4 Schéma rychle plnící stanice Kompresor plnící stanice odebírá zemní plyn z plynovodní přípojky a po sušení (zbavení možného kondenzátu a případných nečistot) ho stlačuje v několika kompresních stupních až na tlak 300 bar. Komprimovaný zemní plyn je uskladněn ve vysokotlakých zásobnících. Pro lepší využití zásobníků pro plnění vozidel jsou tyto zpravidla rozděleny do tří dílčích sekcí, a sice do vysoko-, středo- a nízkotlaké sekce. Plnění vozidel zemním plynem se provádí pomocí výdejního stojanu. Plnící konektor hadice výdejního stojanu („pistole“) se připojí pomocí rychloupínacího systému na plnící ventil vozidla a stlačený zemní plyn je přepouštěn do plynových tlakových nádob ve vozidle. Moderní výdejní stojan je vybaven hmotnostním měřením průtoku plynu, měřením teploty a tlaku a pomocí elektronického řízení zajišťuje plnění tlakových nádrží ve vozidle na stanovený provozní tlak 20 – 22 MPa. Zařízení plnící stanice zemního plynu: • přípojka zemního plynu, • kompresorová jednotka, • plynový zásobník, • sušení plynu, • expanzní zásobník, • měřící, řídící a regulační zařízení • plnící výdejní stojan včetně plnící hadice. Pomalu plnící (obr.5) Plnění aut zemním plynem se provádí přímo pomocí kompresoru, přičemž může být tankováno několik vozidel současně. Plnění probíhá zpravidla několik hodin v době, kdy vozidlo není v provozu – v nočních hodinách nebo v přestávkách jízdy. V praxi se setkáváme s řadou názvů zařízení pro pomalé plnění, oficiální mezinárodní název je VRA – Vehicle Refuelling Appliance (zařízení / přístroj / pro plnění vozidel). Často je také používán název FuelMaker, odvozený od kanadského výrobce s dominantním postavením na trhu. V češtině použití tohoto zařízení nejlépe vystihuje pojmenování „domácí plnička plynu“. Norma definuje pomaluplnící zařízení jako přístroj, jehož hlavní součástí je kompresor zemního plynu a který zároveň nezahrnuje zásobník plynu. Zařízení je limitováno
16
maximálním výkonem 20 m3/hod, maximálním plnícím tlakem 26 MPa a maximální skladovací kapacitou plynu 0,5 m3.
Obr.5 Schéma pomalu plnící stanice Výhody a nevýhody pomalu plnících stanic Výhody • Instalace › jednoduchá, zařízení lze instalovat všude, kde je zaveden plyn a elektřina › snadné přemístění v případě potřeby › rychlá doba výstavby • Snadná obsluha › před plněním nasazení hadice na plnící ventil vozidla a stisknutí tlačítka START › po ukončení plnění odpojení hadice › minimum servisních požadavků • Plně automatizovaný provoz › plnění vozidla probíhá plně automaticky, při dosažení maximálního přípustného tlaku se zařízení automaticky vypne › elektronický systém diagnostikuje provoz zařízení – vstupní a výstupní tlak, okolní teplotu, provozní hodiny … › kompenzace maximálního plnícího tlaku v závislosti na venkovní teplotě • Ekonomika › nižší cena pohonné hmoty, její výše závisí na ceně zemního plynu a elektřiny v místě plnění • Bezpečnost › automatické přerušení plnění při úniku plynu nebo porušení plnící hadice • Nízká hlučnost • Nezávislost › na infrastruktuře veřejných stanic zemního plynu › na čerpacích stanicích klasických pohonných hmot Nevýhody • Pořizovací cena Pomalu plnící zařízení jsou vhodná především pro osobní a lehké nákladní automobily, které parkují na stálém místě a nejezdí nepřetržitě. V Kanadě a USA jsou využívána i pro některá speciální vozidla – vysokozdvižné vozíky nebo rolby ledu na zimních stadionech.
17
Jedna malá čerpací stanice plynu umožňuje běžně plnit 1 až 2 vozidla, v případě optimálního harmonogramu plnění i 4 až 6. Optimální počet vozidel záleží na jejich konkrétních projezdech a z toho plynoucích požadavků na četnost plnění. Společnosti s velkým počtem vozidel na zemní plyn např. pošty, zásobovací firmy, plynárenské společnosti používají ve svých areálech až desítky malých čerpacích stanic na zemní plyn. Fuel Maker je možné doplnit o tlakové zásobníky plynu a výdejní stojan, což umožní rychlé plnění. U této varianty je počet vozidel omezen kapacitou zásobníků a dobou potřebnou k jejich doplnění. Tato varianta je proto vhodná v začátcích plynofikace dopravy, kdy počet vozidel na zemní plyn je nízký a nevyplácí se zatím stavět rychle plnící stanici. Malé, pomalu plnící stanice zemního plynu jsou v některých případech vhodnějším řešením než velké rychle plnící stanice. Mají výhodu v rychlé době pořízení, mohou být instalovány všude tam, kde je zaveden zemní plyn a jejich velikost lze dimenzovat s ohledem na optimální ekonomiku. Pro řadu podnikatelů nebo firem mohou být zároveň s převodem vozového parku na zemní plyn ekonomicky zajímavým projektem.[7] 2.8. Alternativní paliva Zemní plyn je přírodní plyn, z chemického hlediska se jedná o směs plynných uhlovodíků s proměnnou příměsí neuhlovodíkových plynů. Jeho hlavní složkou je metan.V dopravě je hlavně využíván stlačený zemní plyn, v menší míře zkapalněný zemní plyn. Propan butan je směs zkapalněných rafinérských plynů – uhlovodíků, obsahující převážně propan a butan a menší množství vyšších uhlovodíků. Surovinou pro získávání propan butanu je zejména ropa. Propan butan se za normálních atmosférických podmínek vyskytuje v plynné formě. Poměrně snadno, ochlazením nebo stlačením, ho lze převést do kapalného stavu. Do vozidel je plněn a v nich skladován v kapalné formě, ve zplyňovači se mění na plyn, který je poté ve směšovači mísen se vzduchem na palivovou směs. Bioplynem se v dopravě rozumí palivo vzniklé biologickými procesy z organických hmot, které je pro účely pohonu motorových vozidel zbaveno nežádoucích příměsí, zejména oxidu uhličitého a sirovodíku, tak aby odpovídalo požadavkům na zemní plyn. Především je využíván vyčištěný skládkový plyn. Nevýhodou používání bioplynu je jeho omezené množství a pouze lokální možnost použití. Pohonnou hmotou budoucnosti se dle mínění expertů má stát další plyn – vodík.[7] 4.
Pohled Evropské unie a investiční podpora Fondů v Evropské unii
3.1. Pohled Evropské unie na využití zemního plynu v dopravě V zájmu zlepšení kvality životního prostředí a výrazného snížení ekologických zátěží jsou investice do ekologie nezbytností. Legislativa Evropské unie je v této oblasti také nekompromisní a problematika životního prostředí je považována za jedno z hlavních témat vstupních rozhovorů do EU. V této souvislosti je třeba připomenout, že Unie uvolňuje na tyto investice pro životní prostředí značné prostředky, v oblasti podpory vozidel na zemní plyn a souvztažné infrastruktury se jednalo např. o projekty CENTAUR, ENTIRE, JUPITER-2, ZEUS a NGVeurope. Akční plán Evropské komise z konce roku 2001 počítá s 20% náhradou benzínu a nafty alternativními palivy do roku 2020.
18
Dle expertů EU pouze tři alternativní paliva/technologie mají šanci nahradit z více než 5% spotřebu motorových paliv v příštích 20 letech. a) biopaliva, v současnosti již používaná, b) zemní plyn ve střednědobém horizontu, c) vodík a palivové články v dlouhodobém horizontu. Klíčové motivační faktory při tvorbě nových iniciativ EC jsou hlavně: - bezpečnost dodávek energie , - ochrana životního prostředí (snížení skleníkového plynu oxidu uhličitého). Scénář předpokládaného vývoje tab.3[7] Tab.3 Scénář vývoje Rok
Biopaliva (%)
Zemní plyn (%)
2005 2010 2015 2020
2 6 (7) (8)
2 5 10
Vodík (%)
Celkem (%)
2 5
2 8 14 (23)
V konkrétních číslech výše uvedená % představují: - 23,5 milionu vozidel na zemní plyn, - spotřebu zemního plynu jako motorového paliva ve výši 47 miliard m3, - 20 tisíc plnících stanic zemního plynu. Evropská komise považuje CNG za nejperspektivnější alternativní palivo pro období do roku 2020. Evropská komise stanovila v Zelené knize „K evropské strategii bezpečnosti energetických dodávek (2000)“ cíl nahradit do roku 2020 celkem 20% paliv v dopravě alternativními zdroji, z toho zemní plyn má tvoři minimálně 50%. Směrnice 2003/30/ES „o podpoře biopaliv a dalších obnovitelných paliv v dopravě“ následně podíl 20% alternativních paliv do roku 2020 přijala. Směrnice 2003/96/ES „o zdanění energetických výrobků a elektřiny“ umožňuje členským státům uplatnit v článku 15, odstavec i, celkovou nebo částečnou výjimku ze zdanění u zemního plynu využívaného jako hnací látky, tzn. od 1.1.2004 budou moci členské státy EU uplatnit nulovou spotřební daň pro CNG v dopravě.[7] 3.2. Investiční podpora Fondů v EU Fond soudružnosti – uznatelné náklady projektu nad 300 mil. Kč (administrátor MŽP) Strukturální fondy – Operační program infrastruktura. Opatření 2.3. „Podpora zavádění alternativních paliv“ zahrnuje jak vývoj, tak podporu zavádění CNG. (administrátor MDS a MŽP) 6. rámcový program „CITIVAS“ (2002-2006) pro menší a střední města do 500.000 obyvatel. (administrátor Evropská komise) [3] Operační program – Opatření 2.3. „Podpora zavádění alternativních paliv“[2] Opatření je navrhováno pro podporu projektů předkládaných vlastníky vozidel, u nichž se předpokládá použití nové technologie.
19
Největší podíl na produkci škodlivých exhalací náleží dopravě silniční, jejíž negativní vliv se projevuje hlavně ve městech a obcích produkcí emisí tzv. „skleníkových plynů“ a látek znečisťujících ovzduší. Příčinou tohoto stavu je rostoucí využívání fosilních paliv, zejména ropy. Postupně je mohou nahrazovat čistší druhy paliva, tzv. „alternativní paliva“. Vzhledem ke konkrétním podmínkám možností aplikace alternativních paliv v České republice, tj. jejich dostupnost v požadované kvalitě, existence plnících a čerpacích stanic, včetně odpovídajícího legislativního zabezpečení, jsou v různých oblastech dopravy především využívána následující média: stlačený zemní plyn, kapalné rafinérské plyny, bionafta (čistý metylester nenasycených mastných kyselin řepkového oleje) a směsná nafta (směs nafty a metylesterů). Uvažuje se také o využití motorových paliv s příměsí biopaliva do 5 % v souladu s příslušnými standardy. Množství motorových vozidel využívající pouze alternativní palivo je v České republice zatím nízké. Přibližně 0,1 % vozidel využívá jako jediné palivo zemní plyn. Ve střednědobém horizontu je zastoupení motorových vozidel s nízkou spotřebou pohonných hmot a nižšími emisemi prozatím malé. Ze zjištěných údajů lze prozatím vypozorovat vzestupnou tendenci v počtu vozidel u kategorie osobních vozidel na plynový pohon. Možné důvody lze hledat v ekonomické náročnosti přebudování vozidla na tento pohon a v modernizaci vozového parku. Popis opatření Zavádění alternativních paliv silničních vozidel je jednou z možných cest ke snižování koncentrací škodlivin emitovaných dopravními prostředky. V důsledku jednoduššího chemického složení a struktury uhlovodíků vzniká spalováním CNG (stlačený zemní plyn) nebo LPG (zkapalněný rafinérský plyn) oproti naftě o 15 – 30 % méně oxidu uhličitého. Plyn jako palivo motorů silničních vozidel může také značně zmírnit emise pevných částic, oxidů dusíku, benzenu, některých vyšších uhlovodíků, a oxidu uhličitého. Předpokladem k dosažení takového snížení je však správné řešení a technická úroveň spalovacího motoru. Do oblasti zavádění alternativních paliv musíme zahrnout již podstatně se rozvíjející program uplatnění metylesteru řepkového oleje jako paliva pro vznětové motory, které ve formě bionafty I. a II. generace dosáhlo v roce 2002 podílu 4,3 % na celkovém objemu prodaných pohonných hmot. Dalším je alternativní palivo BIOETANOL, především uplatňovaný buď přímo ve směsích s benzínem nebo jako výchozí surovina pro výrobu kyslíkatých aditiv. V souladu s příslušnou legislativou Evropského společenství je rozvojem výroby a spotřeby obou výše uvedených paliv po vstupu do Evropské unie nadále počítáno a jejich podporu je nutno do opatření zahrnout. Operační cíle opatření • snížení ekologické zátěže, která je způsobena rozvojem silniční dopravy, • zvýšení podílu motorových vozidel využívajících alternativní paliva, mj. biopaliva a to v souladu se směrnicí Evropského společenství s indikativním cílem dosažení podílu 2% na celkové spotřebě motorových paliv do roku 2005 a 5,75% v roce 2010. Typy podporovaných projektů • výzkumné projekty na podporu rozvoje alternativních typů pohonu • podpora zavádění alternativních paliv • podpora aplikace technologií pro výrobu a skladování vodíku pro silniční vozidla a technologií pohonu vozidel palivovými články 20
Kategorie oblastí intervence strukturálních fondů • infrastruktura životního prostředí • ochrana ovzduší • technologie šetrné k životnímu prostředí, čisté a hospodárné energetické technologie Specifická kritéria pro výběr projektů • snížení ekologické zátěže, zejména v oblasti globálních změn klimatu • vyhodnocení dopadů na životní prostředí navržených intervencí Forma a výše podpory • formou podpory bude nevratná přímá pomoc pro jednotlivé projekty, • výše příspěvku na jednotlivé projekty bude stanovena v souladu s čl.29 nařízení Rady č.1260/1999, • pro příspěvek platí horní mez nejvýše 75 % celkových uznatelných nákladů, na které lze poskytnout podporu, a zpravidla nejméně 50 % veřejných výdajů, na které lze poskytnout podporu, • v případě investic do infrastruktury, které jsou spojeny se značnými čistými příjmy, nesmí příspěvek překročit 50 % celkových uznatelných nákladů, • v případě investic do podniků nesmí příspěvek překročit 35 % celkových uznatelných nákladů, • výše podpory musí být v souladu s horními mezemi pro výši podpory a pro kombinace podpor stanovené v oblasti státní podpory, • míry podpory budou stanoveny v Pokynech žadatele, které schvaluje Podvýbor doprava. Koneční příjemci podpory • zadavatelé výzkumných projektů ve veřejném zájmu, • právnické osoby provozující dopravu.[2]
Závěr Podle mého názoru je otázka zlepšení kvality ovzduší důležitá. Proto projekt ekologizace hromadné autobusové dopravy sem patří. EKOBUSY se v praxi při plném provozu výborně osvědčují zvláště ve znečistěných průmyslových oblastech výrazně přispívají k rychlému zlepšení životního prostředí. EKOBUS je držitelem ceny „Grand Prix“, Ecocity 2003.
21
Seznam použité literatury: [1] Projekt ekologizace hromadné autobusové dopravy v oblasti severozápadních Čech, informace pro Ministerstvo životního prostředí ČR, 2002 [2] Interní materiály Ministerstva dopravy [3] http://www.ekobus.cz [4] http://www.zemniplyn.cz [5] http://www.infojet.cz/ekologie/sulphur_free_fuel.html [6] http://chemie.pedf.cuni.cz/env.-viktor/env.-viktor2.html [7] http://www.cng.cz/cz/index.php
22
I.ročník (obor DMML), kombinované studium Pithartová Ivana Připomínky: • Nesprávné uvádění odkazů na zdroje („...produktů.[2]“) • Typografické chyby (opakovaně „30%“, „125 ug/m3“ aj.) • Nejsou důsledně citovány zdroje („V porovnání s naftou se jeho spalováním produkuje o 30% méně oxidu uhličitého, až o 90% méně oxidu uhelnatého a o 25% méně oxidů dusíku.“, „Oproti benzínu zemní plyn nabízí potenciál 20–25 % snížení emisí oxidu uhličitého.“ − bez odkazu na zdroj) • U použitých obrázků nejsou uvedeny zdroje • Nesprávné jednotky („tlak 200 barů“) • Informační zdroje jsou citovány chybně, zcela v rozporu s ISO 690
Po obsahové stránce je práce pěkná, obsahuje formální chyby. Hodnocení: nezveřejňuje se 10. 6. 2004 JM
23
