Alternativní pohony pro těžká nákladní auta v Německu

Těžká nákladní vozidla včetně kamionů s povolenou celkovou hmostností 26 – 40 tun, tvoří zhruba osm procent počtu nákladních aut v Německu celkem, zajišťují téměř třetinu silničních přepravních výkonů u zboží, ale zároveň způsobují více než polovinu emisí CO₂ u nákladní silniční dopravy. Podobné to bude i v jiných evropských zemích. Proto uvedený segment stojí za podrobnější prověření z hlediska možností využití alternativních pohonů, neboť zde mohou přinést výraznou redukci emisí skleníkových plynů. Organizátorem květnového webináře na toto téma - s 236 účastníky - byla berlínská organizace NOW, která vznikla v roce 2008 původně za účelem podpory vodíkových technologií. Postupně se stala poradenskou a koordinační organizací blízkou spolkové vládě s mnohem širším záběrem. Hlavní kompetence se zaměřují na bateriovou a vodíkovou elektromobilitu, nabíjecí infrastrukturu a vodíkové čerpací stanice, udržitelnou mobilitu, alternativní paliva a mezinárodní spolupráci u souvisejících technologií (Power-to-Gas, palivové články apod.)

Cíle spolkové vlády u emisí v dopravě

Spolková vláda má v oboru dopravy velmi ambiciózní cíle. Do roku 2030 chce dosáhnout minimálně 40procentního snížení emisí skleníkových plynů a do roku 2050 snížení o 80-95 % - vždy ve srovnání s rokem 1990. Kolem roku 2050 by tedy celkové emise, způsobované dopravou, měly být prakticky zanedbatelné.

Z obrázku 1 vyplývá, že všechny hlavní obory, produkující největší emise, spořádaně sledují aspoň základní trend záměrů spolkové vlády – což je červená přímka s cílem snížení emisí o 95 % do roku 2050. Jediný obor, který se tomuto trendu zcela vymyká, je doprava, u které se emise nejen nesnižují, ale dokonce poměrně významně zvyšují i přes neustálý technický rozvoj. Příčinou je velký celkový nárůst nákladní = „Güterverkehr“ (obr.1 vlevo) a osobní dopravy = „Personenverkehr“ (vpravo), předpovídaný spolkovým ministerstvem dopravy na léta 2010 až 2030. Na obrázku 1 ještě není zachycen vliv koronavirové pandemie ani „Green Deal“ Evropské unie. U pandemie se může jednat jen o krátkodobou změnu trendu, pokud bude brzo nalezen lék na Covid-19.

Rozvoj alternativních pohonů zatím na nízké úrovni

Výchozí situace, kdy poměrně malý počet nákladních aut způsobuje větší polovinu emisí v nákladní silniční dopravě, je zároveň velkou výzvou. Pokud se je podaří nahradit bezemisní nebo aspoň nízkoemisní alternativou, může se dosáhnout značného snížení emisí CO2 v nákladní dopravě. Tomu také nasvědčují aktivity hlavních výrobců těžkých nákladních vozidel, kteří mají největší podíly na evropském trhu, uvedených na obrázku 2. Téměř všichni tito výrobci se soustřeďují na bateriové a vodíkové palivočlánkové elektrické pohony, uvedené v prvních 2 sloupcích. Nejširší záběr má švédská Scania, která vyvíjí i hybridní vozidla (elektro+spalovací motor), využívající trolejového vedení – tzv. „O-HEV“. V Německu bylo podle zjištění NOW na začátku roku 2020 zaregistrováno celkově téměř 25 tisíc užitkových vozidel všech kategorií s elektrickým nebo hybridním pohonem – což lze považovat za poměrně hubený výsledek vývoje posledních pěti let. Měsíčně se totiž v období před pandemií nově registrovalo v Německu běžně asi dvacet až třicet tisíc užitkových vozidel s konvenčním pohonem – tedy s dieselovým či benzínovým spalovacím motorem. Podíl alternativních pohonů je tudíž zatím mizivý.

Nové standardy EU pro těžká vozidla

EU rozhodla 13. června 2019 poprvé o zahrnutí těžkých nákladních vozidel do standardů, vytyčujících cíle pro omezení emisí CO₂, dříve platných pro osobní vozidla a lehká užitková vozidla. Stanovila poměrně ambiciózní cíle pro těžká nákladní vozidla: snížení emisí CO₂ o 15 % do roku 2025 a dále o 30 % do roku 2030. Odborníci počítají s tím, že tento trend se ještě dynamizuje v dalších letech – například počítají se snížením o 35-40 % nebo i více do roku 2035.

Spolkové podpůrné strategie

Německá vláda podporuje alternativní pohony v silniční dopravě řadou nástrojů a progamů. Užitková vozidla jsou například zahrnuta do programu „Místní elektromobilita“ (Elektromobilität vor Ort), pořizování vodíkových elektrických vozidel podporuje programem NIP (Nationales Innovationsprogramm) a pořizování těžších užitkových vozidel s povolenou celkovou hmotností nad 7,5 tuny podporuje spolkové ministerstvo dopravy programem EEN (Energieefiziente und/oder CO2-arme schwere Nutzfahrzeuge).

Podpůrný program EEN

Program funguje od poloviny roku 2018 zatím do konce 2020, ale počítá se s jeho prodloužením. Spolková vláda si zatím pečlivě zakládá na technologické otevřenosti a podporuje dokonce mimo BEV a FCEV i pohony CNG a LNG, což ale někteří důležití hráči neschvalují a upřednostňují například pouze bateriovou elektromobilitu na úkor všech ostatních. Konkrétně se jedná například o předsedu představenstva VW Herberta Diesse a prezidenta Spolkového svazu elektromobility Kurta Sigla, kteří se netají tím, že by podpora měla být pouze pro čistou (bateriovou) elekromobilitu a zavrhují i elektrický pohon s vodíkovými palivovými články. U odborníků jejich formátu, kteří si nutně musí být vědomi, že BEV nemůže ze své podstaty zatím pokrýt všechny požadavky trhu, je to přinejmenším zvláštní postoj. Nicméně s tímto názorem - zatím - na spolkové úrovni neuspěli. Asi naštěstí, protože i v Číně – která je ve vývoji trhu BEV nepochybně mnohem dále než Německo – dochází k částečnému odklonu od bateriové elektromobility právě ve prospěch vodíkových palivočlánkových technologií - FCEV.

Do konce roku 2020 platí u programu EEN následující hlavní pravidla podpory – Tabulka 1:

Vysvětlivky: BEV=Battery Electric Vehicle, FCEV=Fuel Cell Electric Vehicle

Dále u podpory EEN platí, že spolkový příspěvek nesmí překročit 40 procent pořizovacích nákladů na vozidlo. Jedna společnost, žádající o příspěvky, má nárok na celkově maximálně 500 tisíc € příspěvků během jednoho roku. Největší zájem je zatím o podporu vozidel na LNG (1421 žádostí) a na CNG (425 žádostí), u elektrických vozidel BEV+FCEV je zatím dohromady registrováno jen 69 žádostí.

Další forma podpory

Od začátku roku 2019 v Německu platí osvobození těžkých vozidel nad 7,5 tuny s alternativním pohonem od mýtného. Pro elektrická vozidla je bez časového omezení, u LNG a CNG platí pouze do konce roku 2020. V Německu ale převládá názor, že nejsilnější pákou pro rozvoj alternativních pohonů je zpoplatnění emisí CO2. U syntetických paliv typu PtL (Power-to-Liquid) nedochází k významným konstrukčním změnám vozidel ani infrastruktury, proto se zatím žádné podpůrné programy nechystají.  

Vodík je upřednostňován u dálkové dopravy

Malá anketa mezi 236 účastníky webináře ukázala, že naprostá většina z nich, a to 127 účastníků považuje do budoucna za nejlepší pohon pro dálkovou nákladní dopravu vodíkový palivový článek – tedy FCEV neboli palivočlánkové elektrické vozidlo. Bateriový elektrický pohon považuje za nejlepší pouze 18 účastníků a 14 považuje za nejlepší zemní plyn. Výhoda FCEV proti BEV je jasná: tím, že si vyrábí elektřinu z vodíku přímo na palubě vozidla, dochází k úsporám v hmotnosti pohonu ve prospěch nákladu a také k prodloužení dojezdu. Toho jsou si plně vědomi výrobci nákladních vozidel FCEV jako jsou například Toyota, Hyundai nebo Nikola Motors.

Vodíkový rozvoj na jihu Německa a ve Švýcarsku

Zvláště na ose jižní Německo – Švýcarsko začnou dvě z těchto firem v nejbližších letech možná zle zatápět stuttgartskému Daimleru a augsburskému MAN. Hyundai dodá ještě letos první padesátku 34tunových vodíkových palivočlánkových nákladních vozů Hyundai H2 Xcient s dojezdem 400 km, určených pro rozvoz zboží, hlavně potravin do obchodní sítě COOP. Do roku 2025 jich má být dodáno z Jižní Koreje 1600! Jejich švýcarští provozovatelé je nekupují, ale najímají si u Hyundai s tím, že cena za jeden kilometr je stanovena přesně na úrovni nákladů za běžný dieselový nákladní vůz této kategorie! Jak to mají Korejci spočítané je trochu záhadou, ale zřejmě hrají důležitou roli i jejich budoucí obchodní zájmy v Evropě. Další ne zrovna vítanou zprávou pro oba jihoněmecké giganty je, že se téměř přesně uprostřed úsečky mezi Augsburgem a Stuttgartem – v bývalé továrně IVECO v Ulmu od letoška usídluje další nepříjemný konkurent – společnost NIKOLA Motors z Michiganu v USA. Výroba tahače Nikola TRE na bateriový elektrický pohon má být zahájena v přístím roce a o jeden až dva roky později bude následovat stejný model s palivočlánkovým elektrickým pohonem. Společnost Nikola Motors navíc získala silného renomovaného partnera: na vývoji palivového článku spolupracuje se společností BOSCH, která bude dodávat pro vozy Nikola TRE také elektromotory, převodovky, elektroniku a řídící jednotky pohonu. První zprávy hovoří o tom, že vodíkový tahač Nikola TRE bude mít možná dojezd až bájných 1600 kilometrů. S ohledem na zatím nedokonalou evropskou síť vodíkových plnících stanic by to bylo velmi prozíravé. Za českými humny se tedy dějí zajímavé věci.

Výzkumné a vývojové projekty u vodíkových pohonů pokračují

Jedním z atraktivních vývojových projektů je „Clean Logistics - HyBat Truck“ v rámci programů NIP a MKS (Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie), který hledá praktické řešení pro přestavbu dieselových tahačů na vodíkový pohon s dojezdem 300-400 km a s nádržemi na vodík s tlakem 350 bar, který je pro tuto kategorii zatím standardem. U paralelně běžícího projektu „FC-Truck“ (s účastníky: MAN, Shell, Technická univerzita Braunschweig) se zkoumá možnost zabudování vodíkových nádrží s tlakem 500 resp. 700 bar. Z toho je zřejmé, že diskuze o optimalizaci tlaku vodíkových nádrží pro velká vozidla a také autobusy mezi hlavními aktéry pokračuje, zatímco u osobních vodíkových vozů je standardem tlak v nádržích 700 bar. V nejbližší době se v Německu očekává vyhlášení programu podpory při pořizování vozidel pro odvoz komunálního odpadu a zametacích vozidel – v obou případech s vodíkovým palivočlánkovým pohonem.

Cíle do roku 2030

Nadále bude v Německu pokračovat technologická otevřenost podpory – tedy pro všechny zatím zmíněné pohony včetně hybridního pohonu s trolejovým vedením. Pouze u CNG/LNG bude nově zapracována podmínka, že tyto pohonné hmoty musejí být napříště vyrobeny regenerativně - biometan, Power-to-Gas a podobně. Cílem spolkové vlády je do roku 2030 zajišťovat 30 % výkonů v těžkém nákladním provozu elektricky nebo na bázi paliv, vyrobených pomocí zelené elektřiny. Snahou bude diferenciovat mýtné u nákladních vozidel podle emisí CO₂. Od roku 2023 se počítá s CO₂ přirážkou u mýtného pro nákladní auta

Financování programu ochrany klimatu v segmentu užitkových vozidel v Německu do roku 2023 disponuje značnými prostředky.

Zajímavý je požadavek německých speditérů, aby velká část podpory pro LNG byla nasměrována do výstavby infrastruktury.

Zdeněk Fajkus, Mnichov

Zdroj: CzechIndustry 2/2020

Tabulka 2: