Motory a zase jen motory: kde se vzaly elektromobily, hybridy a palivové články? (7. díl)

Žijeme v době, kdy se na automobilovou scénu vrátily ve větší míře elektromobily a hybridní vozy. Ano, vrátily. Už se tu totiž vyskytovaly před desítkami let, ale neuspěly.

Moderní společnost čím dál více dbá na životní prostředí a zaměřuje se na energetické zdroje, které jej co nejméně zatěžují. To má zásadní vliv na automobilový průmysl, ovšem nejde o jediný parametr. Výrobci automobilů se také ohlížejí na ceny ropy, resp. pohonných látek, a její vytěžené množství. Stejně tak sledují pokroky v bateriových technologiích, elektronice atd. Krátce řečeno emisní legislativa a požadavky na co nejlevnější provoz automobilů výrobce donutily, aby po zhruba více než sto letech opět sáhly po elektrických nebo hybridních technologiích.

Nicméně přes tlak státních a mezinárodních institucí na ekologičnost dopravy a technologické novinky zatím nezapříčinil, že by lidé upřednostňovali ve velkém elektromobily či hybridy před vozy se spalovacími motory. Žijeme v době, kdy se elektřina vrací, ale rozhodně se netěší oblibě, jakou měla na konci 19. století a počátkem století následujícího. Elektřinou poháněná vozidla měla totiž co nabídnout a disponovala i mnoha výhodami oproti spalovacím motorům. Obecně totiž nabízela vyšší komfort a snadnější obsluhu. Elektromobily netrpěly vibracemi, nezanechávaly za sebou nepříjemný zápach a dým, řidiče neobtěžovalo složité a namáhavé řazení či startování pomocí kliky.

Navíc elektromobily nehendikepovala vlastnost, která je jím vyčítána v současnosti, tj. malý dojezd. Na konci 19. století a začátkem 20. století byla síť kvalitních silnic velmi malá, proto se automobily používaly jen pro lokální dopravu. Omezený dojezd elektromobily vůči vozům se spalovacími motory nijak neznevýhodňoval. I ceny obou druhů automobilů nebyly příliš odlišné, na rozdíl od současnosti. Jednoduše proto, že v počátku šlo v obou případech o malosériové modely. Například v USA stály nejlevnější elektromobily kolem tisíce dolarů, luxusní vozy od tří tisíc. Typickým představitelem průměrného amerického komerčního elektromobilu byl Phaeton od společnosti Woods Motor z Chicaga, jenž se dal pořídit za dva tisíce dolarů a dosahoval rychlosti kolem 22 km/h a dojezdu přibližně 30 km.

Počátky elektřiny u automobilů

Dalo by se říci, že historie elektromobilů se začala psát v roce 1828, kdy slovenský fyzik Štefan Anián Jedlík sestrojil malý vůz poháněný elektrickým motorem vlastní konstrukce. V následujícím desetiletí se o totéž úspěšně pokusili skotský inženýr Robert Anderson a nizozemský profesor Sibrandus Stratingh se svým asistentem Christopherem Beckerem. Ve stejné době za velkou louží jistý kovář Thomas Davenport postavil ve Vermontu malý vůz poháněný prvním americkým stejnosměrným elektrickým motorem. Davenport pak začátkem 40. let postavil použitelný vůz i v praxi, který poháněly bateriové články, ovšem bez možnosti znovunabytí.

V pozdním 19. století se líhní elektromobilů staly především Británie a Francie. Například Gaston Plante v roce 1865 vyrobil první akumulátorovou baterii, kterou o dvě desetiletí později zdokonalil jiný Francouz jménem Camille Faure. Běžnému použití elektromobilů nic nebránilo. Proto se také v Anglii do roku 1886 datuje první použití elektromobilu v roli taxíku. V posledním desetiletí 19. století a začátkem 20. století se objevilo množství technologických novinek, které posunuly elektromobily na výsluní, především v USA. Tehdy Henri Tudor vyvinul olověný akumulátor, Edison a Waldmar Junger zase přišli se svými NiCd bateriemi.

Není tedy divu, že v roce 1899 belgický závodník a konstruktér Camille Jénatzy postavil elektromobil pojmenovaný La Jamais Contente, se kterým jako první v historii překonal magickou hranici 100 km/h. Zhruba v téže době začala v New Yorku ve větším měřítku používat elektrické taxi společnost Electric Carriage and Wagon. Právě roky 1899 a 1900 byly zlatým věkem elektromobilů v USA. První rok nového století výrobci v USA vyprodukovaly 1681 parních vozidel, 1575 elektromobilů a 936 aut se spalovacími motory.

Úpadek a pomalý návrat

Jenže onen zlatý věk trval opravdu jen krátce. Brzy spalovací motory elektřinu na hlavu porazily. Bylo to především tím, že se rychle rozšiřovala silniční síť, a tím pádem byly potřeba vozy s dlouhým dojezdem. Zvětšovala se též hustota míst, kde se dal koupit benzín a těžba ropy se rozjela na plné obrátky. Navíc těžkosti se startováním brzy odstranil elektrický startér. Benzín se také mohl do nádrže doplnit kdykoliv, nabíjení akumulátorů ale zabralo mnoho hodin (což se vlastně nezměnilo dodnes).

V neposlední řadě elektromobily poslala do zapomnění masová výroba aut se spalovacími motory. Tím se totiž výrazně snížila cena, byly tedy pro běžné zákazníky mnohem dostupnější. Takový Henry Ford dokázal prodávat auta i za cenu hluboko pod tisíc dolarů, to u elektromobilů nehrozilo. Tak se stalo nevyhnutelné. V roce 1913 v USA vyrobili celkem pouze 6000 elektromobilů, ovšem jen Fordova modelu T se prodalo přes 180 tisíc. Dá se říci, že do třicátých let elektromobily v podstatě vyhynuly.

Na desítky let pak zmizely ze silnic. Až 60. a 70. léta přinesla nové impulsy. V roce 1966 americký Kongres přijal první dokument, který doporučoval využívání elektromobilů jako prostředku ke snižování emisí. Ropná krize v dalším desetiletí nastartovala postupný návrat elektromobilů na scénu. Například americká státní pošta začala od roku 1975 po stovkách využívat elektrické dodávky od AMC, které měly dojezd přes 60 km.

Hybridní vozy

Symbolem hybridních vozů (neboli HEV) se stala Toyota Prius. Ovšem nebyla první. Také kombinace spalovacího a elektrického motoru pochází z počátku 20. století. V druhé polovině 90. let 19. století se vídeňský výrobce kočárů Jacob Lohner obrátil na českého Němce Ferdinanda Porscheho, aby mu pomohl postavit vůz, jenž by nepotřeboval koňské spřežení, ale zároveň aby nebyl hlučný a neobtěžoval okolí zplodinami a kouřem. Porsche zabudoval své vlastní elektromotory do nábojů kol kočáru a výsledkem byl Lohner-Porsche Elektromobile, který se představil na výstavě v Paříži v roce 1900. Šlo o vůbec první hybridní vůz v historii, protože Porsche přidal do vozu ještě benzínový motor, který poháněl generátor, jenž dobíjel akumulátory.

Už zmiňovaná společnost Woods Motor o šestnáct let později představila v USA svůj hybrid, využívající benzínový čtyřválec, nicméně jeho prodeje byly propadákem, ve srovnání s 300 prodanými Porcheho Elektromobily. To byly na desetiletí jediné pokusy, jak prorazit s hybridy. Až v 60. letech jistý americký inženýr Victor Wouk zkoušel postavit HEV na základě Buicku Skylark a nabídnout je americkým úřadům. Narazil na nezájem, tak toho po několika letech nechal. Ovšem s hybridním pohonem laborovala i korporace GM, její typ GM 512 z konce 60. let využíval elektromotor pro malé rychlosti a spalovací pro vyšší.

O dalších třicet let později, v roce 1989, představilo Audi svůj experimentální vůz Duo na bázi modelu 100 Avant Quattro. U něj už elektromotor nesloužil jen jako pomocná jednotka, ale poháněl zadní kola, kdežto spalovací motor poháněl přední. A to už jsme vlastně v současnosti. Rok 1997 se stal milníkem, neboť Toyota představila v Japonsku první produkční hybrid Prius. Jen první rok se jej prodalo na 18 tisíc kusů. O pár let později přišel i na americký trh, a stal se tak průkopníkem. Ještě téhož roku Audi představilo svůj hybrid na bázi A4, o dva roky později přišla Honda s hybridním modelem Insight. Dnes už je jen málo automobilek, které hybridní model nenabízejí.

Palivové články pro budoucnost

Vedle elektromobilů a hybridů se ke slovu stále více hlásí i vozy s palivovými články, které jsou zdrojem energie pro elektromotory. Většinou se používá vzdušný kyslík a stlačený vodík. Nicméně ani tato technologie není novinkou a pochází z dob, kdy ještě nebylo jisté, kam se automobilismus vydá. Koncept palivového článku popsal už začátkem 19. století anglický chemik Humphry Davis. Ovšem za jeho vynálezce je považován Sir William Grove, velšský fyzik, který velkou část svého života zasvětil experimentům s tzv. plyno-voltaickou baterií, jak palivový článek nazýval.
Nicméně první v praxi použitelný palivový článek se objevil koncem 50. let minulého století v upraveném traktoru společnosti Allis-Chalmers, která jej testovala. Motorem vývoje palivových článků se ale staly závody v dobývání vesmíru. NASA vyvinul pro program Gemini palivové články, které poskytovaly elektrickou energii po čas letu ve vesmíru. Vývoj pak pokračoval i v souvislosti s programem Apollo a lety na měsíc. Například lunární moduly čerpaly energii právě z palivových článků. V polovině 60. let pak General Motors vyvíjel svůj první vůz s palivovými články nazvaný Chevrolet Electrovan. Palivové články se využívaly i při misích amerických raketoplánů v 80. letech a později. Teprve v následujícím desetiletí se o tuto technologii začaly výrobci aut zajímat hlouběji.

Hmatatelné výsledky vývoje se však objevují až v posledních letech. Zmiňme například Hondu FCX Clarity z roku 2008, kterou si bylo možné v Japonsku a Kalifornii pronajmout. Minulý rok nabízel Hyundai pronájem modelu ix35 FCEV. Existují i další projekty, například GM HydroGen4, Mercedes-Benz F-Cell nebo Audi A7 h-tron. Nejnověji nabízí společnost Toyota státním a korporátním zákazníkům typ Toyota Mirai.