Analýza: elektromobil a energetika SR. Dokáže Slovensko utiahnúť prechod na elektromobily?

Elektromobil je prezentovaný ako ekologický a ekonomický dopravný prostriedok už neďalekej budúcnosti. Elektrická energia sa prezentuje ako čistá energia s minimálnym dopadom na životné prostredie. Tak isto je prechod na elektromobily prezentovaný ako bezproblémový. Je to však naozaj tak?  Pozrime sa teda ako to s tou pripravenosťou energetiky na príchod elektromobilov v skutočnosti je.

Slovenské elektrárne na svojej webovej stránke uvádzajú nasledujúcu informáciu. „Slovenské elektrárne v roku 2017 celkovo vyrobili 19 444 gigawatt-hodín elektrickej energie. Čistá dodávka elektriny Slovenských elektrární dosiahla 17 547  GWh.“ ^[2] Zároveň tu nájdeme históriu výroby elektrickej energie na Slovensku od roku 2010. V posledných rokoch má klesajúci trend aj keď v minulom roku nepatrne vzrástla.

Druhý údaj na to aby, sme mali predstavu o tom, ako to v energetike pred príchodom elektromobilov vyzerá, je počet evidovaných motorových vozidiel na Slovensku. Odpoveď sa nachádza na stránke ministerstva vnútra Slovenskej republiky ^[3] Graf zachytáva vývoj počtu registrovaných vozidiel od roku 1983. V roku 2017 bolo na Slovensku registrovaných 3 077 648 vozidiel. Povedzme, že z toho je okolo 250 000 prívesov. Zjednodušme si výpočet a počet vozidiel, ktoré potrebujú palivo zredukujme na 2 800 000.

Koľko energie dokážeme poskytnúť naša energetická sieť denne pre jedno takéto vozidlo? Výpočet je jednoduchý. Celkovo dodanú elektrickú energiu vydelíme počtom dní a počtom vozidiel.

17 547 GWh / 365 dní / 2 800 000 vozidiel = 17 169,27 Wh (17,169 kWh)

Áno vidíte dobre. Na jedno vozidlo pripadne cca. 17 kWh. Je tu však jedno veľké ALE. Uvedených 17 kWh získame iba v prípade, že všetky elektrospotrebiče na Slovensku budú vypnuté. Inak povedané, všetka vyrobená elektrickej energie bude smerovaná iba do nabíjania batérií.

Pripomeňme si, ako je to so spotrebou energie elektromobilu. Detaily nájdeme v článku Elektromobil a fyzika alebo koľko energie si vyžaduje pohyb ^[4]. Na pohyb po meste nám toto množstvo energie vystačí aj na niekoľko hodín, ale na dlhšie cesty sa radšej nevydávajte, ak nechcete ísť 50 km rýchlosťou. Tu môžete oprávnene namietať, že nie každý jazdí dlhé trasy. Často stačí iba presun na krátku vzdialenosť a tak 16 kWh je postačujúce. Ako protiargument použijem množstvo nákladných áut, autobusov, dodávok. Tie majú hodinovú spotrebu niekoľkonásobne prevyšujúcu uvedenú hodnotu. Pritom jazdia hodiny a hodiny denne. Ak má niekto chuť, môže to prepočítať dôkladnejšie. Detaily o počte jednotlivých typov vozidiel nájde na stránke Ministerstva vnútra.

Obávam sa, že naša (a nie len naša) energetická sieť na príchod elektromobilov, tak ako sa to prezentuje, nie je pripravená. Nič na tom nezmení ani dostavba 3 a 4 bloku atómovej elektrárne Mochovce. Každý z nových blokov nám ponúkne 471 MWh. [4] Na stránke jej autori píšu „Výkon každého bloku bude 471 MWe – jeden reaktor pokryje 13 % spotreby elektriny na Slovensku.“ Po prepočte nám ponúkajú ročne 8 250 GWh.

Tieto dva bloky by mali vykryť viac ako štvrtinu spotreby elektrickej energie na Slovensku. Ak to porovnáme s výsledkom za vlaňajší rok, tak je to takmer polovica. Táto nová výrobná kapacita môže v hrubom poskytnúť každému autu ďalších približne 7 - 8 kWh. V tom prípade by sme mali k dispozícii cca 24 kWh.

Stále sa mi to zdá málo. Prečo? Pozrime sa na to z druhej strany. Čo sa skrýva za 24 kWh? Preveďme túto energiu na watt sekundy – jouly. Prevod je jednoduchý

24 000 W * 3 600 sec = 86 400 000 Ws

Prečo tento prevod? Aby sme vedeli porovnať ponúkanú energiu s energiou ukrytou v nafte či benzíne. Na to nám poslúžia tabuľky [8]. Dozvieme sa, že benzín, ako aj nafta, nám ponúka v 1 kg približne 40 MJ energie. Aj keď sa tieto údaje môžu nepatrne v rôznych tabuľkách líšiť, hrubé porovnanie nám prezradí, že máme k dispozícii cca 2 – 2,5 kg paliva. Preveďme to na litre [9] a zistíme, že budeme mať k dispozícii max 3,5 litra benzínu alebo 3,1 litra nafty. A to som započítal neexistujúce bloky v Mochovciach. Dnes by sme mali k dispozícii o tretinu energie menej (cca. 2 - 2.2 litra). Do hry vstupuje ešte jeden parameter. Účinnosť motora. Pri štandardných dieselových i benzínových motoroch nemožno očakávať účinnosť vyššiu ako 40%. Elektromotory môžu mať účinnosť okolo 90%. To by umožnilo elektromobil približne dvojnásobný dojaz.

Zároveň si treba uvedomiť, ako už bolo uvedené vyššie, že všetku vyrobenú elektrickú energiu smerujeme do automobilovej dopravy. Nik iný k elektrine nemá prístup. V podstate sme sa vrátili do stredoveku.

Tu sa dá ukončiť jedna kapitola elektromobily a energetika. Poskytuje nám pohľad na to, či naozaj máme dostatok elektriny, aby sme v krátkom čase nahradili dnešné automobily elektromobilmi. Záver nech si spraví každý sám.

Druhá strana mince je distribúcia energie na dobíjacie stanice. Existujúca sieť na to nie je dimenzovaná. Navyše jej topológia nezodpovedá požiadavkám ľahkého prístupu k nabíjacím staniciam. Dobíjanie doma prichádza do úvahy možno v rodinných domoch. Ľudia žijúci v meste, v bytoch, o túto možnosť jednoducho prišli. Pre tých by mali byť určené práve dobíjacie stanice. V článku Za 20 minút nabíjania dojazd 500 km ^[5] získame predstavu o tom, ako to s nabíjaním akumulátorov v skutočnosti je. Ak chceme nabiť uvedený akumulátor na požadovanú kapacitu 196 kWh za 20 minút potrebujeme k tomu cca 600 kW transformátor. Takýto transformátor sa spomína článku Elektro(mo)debilita ^[1]. Autor uvádza jeho cenu okolo 200 000 Kč. (približne 7500 Euro). Koľko takýchto transformátorov je potrebné nainštalovať na území republiky, aby sme boli schopní pokryť okamžité potreby elektro-motoristov? Aby sa dali elektromobily využívať tak, ako dnešné automobily, bolo by potrebné prebudovať distribučnú sieť úplne od základov, počínajúc rozvodom vysokého napätia od výrobcov. To však nie je záležitosť pár rokov, ako si to predstavujú priaznivci elektrifikácie cestnej dopravy. Nechajme sa prekvapiť, čo v tomto smere prinesie budúcnosť. V každom prípade si to bude vyžadovať enormné finančné náklady.

Na záver iba pár slov. Príchod elektromobilov bude klásť extréme požiadavky na zdroje a distribúciu elektrickej energie. Napr. USA predpokladá zvýšenie spotreby elektrickej energie v domácnostiach do roku 2025 takmer na dvojnásobok, pričom do toho nezapočítava elektromobily. Nové technológie sa tlačia do domácností po celom svete. Aj keď sa vraví, že sú úsporné, ich počet rastie závratným tempom. Otázkou je, skadiaľ získať potrebnú energiu? Postoj k jadrovej energetike sa začína v posledných rokoch, po udalostiach v Japonsku v roku 2011, výrazne meniť. Nemecko končí s jadrom, zatvorí všetky jadrové elektrárne (rok 2011) ^[6] Švajčiari v referende skoncovali s jadrom ^[7] (máj 2017) . Ktoré krajiny ich budú nasledovať? Ťažko povedať. O to závažnejšia je otázka, skadiaľ budeme získavať energiu? Ale ako sme si už zvykli vravieť. Ono SA TO vyrieši.

Zdroje