Vědecké okénko: Na cestě do historie elektromobility, díl 1. aneb jak to všechno začalo
Vítejte u premiérového dílu Vědeckého okénka na Elektrických vozech, seriálu, kde budeme rozšiřovat naše i vaše obzory. Čím jiným začít, než výletem do minulosti? Historie je nečekaně dlouhá a najdete v ní jména, která jste asi ani neslyšeli. Jaký vývoj dělí kromě století první elektromobil a moderní produkci? Proč se tehdy tato technologie nedokázala prosadit?
I když se může pojem elektromobilita zdát jako výmysl několika posledních let, málokterá odpověď by byla tak daleko od pravdy. S myšlenkou elektricky poháněných vozidel přišlo několik vynálezců a česká stopa na poli vývoje nás zavede až do 19. století. Prvenství není jisté, obecně se za skutečně funkční model uvádí vůz, který sestavil v roce 1835 Holanďan Sibrandus Stratingh se svým asistentem. K vynálezu ho přiměla zkušenost, kdy se málem udusil zplodinami parního motoru.
Jeho vůz připomínající spíš odrážedlo fungoval na jednorázové články, které se musely po dojezdu vyhodit. Až v roce 1859 objevil francouzský fyzik Gaston Planté olověný akumulátor a vznikla známá autobaterie. Na jejím základě vznikaly elektromobily konce 19. století. Vývoj má i českou stopu: roku 1895 vypouští vynálezce František Křižík vlastní hnaný kočár: elektromobil. Měl baterii 42 olověných článků a motor o výkonu 3,6 kW. Později Křižík svůj model přepracoval – použil dva menší motory 2,2 kW a ukryl je přímo do zadních kol.
S koncem století také elektromobil prolomil bariéru 100 km/h. Belgická La Jamais Contente (Věčně nespokojená), jak elektrické auto-raketě říkali, měla 2 motory s výkonem 25 kW a litou karoserii z lehkých prvků hořčíku a hliníku. Ta vážila 200 kg, jenže když se přidalo 100 olověných článků po 7 kg a motory po 125 kg, máme více než tunovou krasavici. Na svou dobu ale s ní inženýr Camille Jenatzy mohl být pořádně spokojený. Dnes je vystavena v muzeu v Compiègne na severu Francie.
Další příběh elektromobilů ani konstruktéra nebyl moc šťastný. Jeho divoký život skončil při bizarním incidentu. V roce 1913 byl Jenatzy na lovu v lese s kamarády. Ukryl se do křoví a pokusil si z nich vystřelit vydáváním zvuků divoké. Žertík se ale zvrtnul a jeden z kamarádů do křoví vypálil. Svůj omyl si poté uvědomil a krvácejícího Jenatzyho vezl do nemocnice. Ten však byl ještě před přijetím po smrti.
Pak to ale začalo být s elektromobilitou bídné. Ještě na začátku 20. století měly elektromobily na trhu 40 %. Jejich problémem byl především nízký dojezd (60 km) a provozní rychlost (30 km/h). Nejprve se je snažily vytlačit motory s vnějším spalováním – tedy parní. Kvůli nízké tepelné účinnosti a masivní konstrukci se však ukázaly být slepou cestou. Novou větev vývoje přinesl objev motoru s vnitřním spalováním.
Legendární Ford model T se stal po představení roku 1908 masovkou. Nabídl dojezd přes 200 km, rychlost 60 km/h a vzhledem k lacinému a dostupnému benzínu to měly spalováky na trhu dlouho jisté. Paradoxně jim pomohl také elektromotor – objev automatického startéru. Tím padla jejich hlavní nevýhoda, a to nutnost je roztočit do pracovních otáček. Spalovací motor totiž v klidu nedává kroutící moment a do provozu ho musí uvést cizí síla.
Spalovací motory se hřály neohroženě na výsluní do 70. let. Prošly mohutným vývojem, změnilo se uspořádání ventilových rozvodů, účinnost spalování se zvýšila, po druhé světové válce byly v nabídce kvůli úsporám paliva i naftové varianty a aut nebylo tolik, aby se někdo zabýval jejich emisemi. Jenže politika se občas zamíchá do života nečekaně, a tak s automobilovým průmyslem otřásla do základů roku 1973 ropná krize.
Byl říjen, ropa nebyla
Když egyptská a syrská vojska zahájila jomkipurskou válku vpádem na Sinajský poloostrov, mnoho zemí včetně USA, Kanady, Japonska a Spojeného království bránilo Izrael. „Neposlušné“ státy se tehdy arabská ropná organizace (OAPEC, pozor, nezaměnit s OPEC) rozhodla ztrestat a přestala jim prodávat ropu. Embargo trvalo půl roku a vznikl tzv. první ropný šok. Státy si uvědomily, že ropa je dost dobrý artikl k vydírání. Arabským státům to umožnilo si vynutit na Evropském společenství a Japonsku potvrzení územních nároků v Palestině. OPEC, kartelová organizace sdružující některé státy těžící ropu si mohla dovolit zdražení ropy ze 3 na 12 dolarů/barel. O 6 let později vypukl druhý ropný šok a krize, která cenu poslala nad 40 tehdejších dolarů! (V přepočtu dnešním kurzem 140USD/3000 Kč.) Na čerpacích stanicích USA to vypadalo během krizí takto:
Bylo jasné, že závislost na nestabilní komoditě z často nepřátelských zemí není to ideální. Začalo nové hledání udržitelnějšího zdroje energie. Mimo pokusy o pohon původně benzínových vozidel lihem se výzkumníci začali zajímat o zapomenuté elektromobily. Floridská společnost Sebring Vanguard vyvinula v roce 1974 vozítko CitiCar. Jednoduché, malé a úsporné. Jeho výkon ani ne 3 kW sice neohromí, ale pro spoustu lidí přineslo naději, že budoucnost pojede bez ropy. Skromné městské vozítko jelo rychlostí až 56 km/h a ujelo něco kolem 60 km. Dočkalo se i nástupce ComutaCar a celkem se jich vyrobilo necelých 5 000. Jeho popularita byla dokonce označena za druhou vlnu elektromobility. Vývoj byl ale ukončen, když cena ropy opět spadla. Dnes se jedná o cenný historický kousek v muzeích i soukromých sbírkách.
Designový kousek. Kdyby se dožil dneška, to by bylo memů… Foto: Flickr/Klaus Nahr [CC BY-SA 2.0]
Další pokusy lze už dosledovat ke snaze o menší znečištění ovzduší. Emise oxidu uhličitého tehdy ještě nebyly hlavním důvodem, zájem byl o nedokonalé produkty spalování a oxidy dusíku. Tahounem se stala Kalifornie, která často trpí přízemním ozónem. (Odtud také vzniklo označení tohoto typu smogu – kalifornský. Ozón vzniká reakcí oxidu dusičitého a kyslíku za přítomnosti světla a uhlovodíků. Proto také oficiální pojmenování fotochemický smog. Nad obzorem mnoha měst lze vidět typický „barevný“ opar.)
Fotochemický smog nad městem (také oxidační, letního typu). Foto: Fidel Gonzalez [CC BY-SA 3.0]
V roce 1990 stanovila kalifornská vyhláška, že místní automobilky musí do 8 let zajistit 2 % nízkoemisních vozidel. To málem skončilo fiaskem, neboť tehdejší NiMH články byly podle názoru výrobců pro lehká vozidla zbytečnou a drahou zátěží. Nastala diskuze o dalších typech pohonu: hybridní a vodíkové. Až komerční nasazení Li-ion článků umožnilo rozvoj elektrických vozidel do té míry, že mohou konkurovat spalovacím. Ale o tom podrobněji příště.
V příštím díle se můžete těšit na novodobou historii, různý přístup k elektromobilitě a jak to Kalifornie s velkolepými ambicemi zvládá. Rozebereme i boom elektromobilů po světě a trend jejich zlevňování na trzích. Podíváme se i na elektrické supersporty.
