Pohon vozidel stlačeným zemním plynem CNG: Čistá mobilita i slepá cesta

Problematika emisí CO₂ a jejich vlivu na změnu klimatu je nesmírně komplexní a těžko ji kdy lidstvo detailně prozkoumá.

Emise CO₂ vycházející přímo z výfuku vozidel jsou jen jednou ze složek celkové uhlíkové stopy a vlivu na změny klimatu, kterou daný druh pohonu a dopravy má. Nejkřiklavější je to u elektromobilů, kde emise oxidu uhličitého závisejí na zdroji elektrické energie. A pokud jsou to tepelné (hnědouhelné) elektrárny, mohou být i stejně vysoké jako u aut na naftu či benzin. Jestliže se započtou i vyšší energetické nároky na výrobu elektrických vozů, z hlediska globálních emisí nula od nuly pojde.

Prostě méně uhlíku

Úspora 25 % CO₂, kterou slibovala auta na CNG, naproti tomu žádným podvodem není. Důvod je v chemickém základu. Zemní plyn tvoří z 99 procent metan, což je nejjednodušší uhlovodík CH₄. Má tedy jeden atom uhlíku (jehož spálením vznikne skleníkové CO₂) a čtyři atomy vodíku, z nějž vzniká neškodná vodní pára. Poměr vodíku vůči uhlíku je tedy 4:1. Ostatní paliva pro zážehové motory jsou složená už z delších uhlíkových řetězců, mají tak tento poměr nižší. U LPG (směs propanu C₃H₈ a butanu C₄H₁₀) 2,6 : 1, u benzinu (složeného z řetězců o čtyřech až deseti uhlících) 1,9 : 1. Když se započítají další vlivy (jiný směšovací poměr se vzduchem, rozdílná výhřevnost), vypouští auto jedoucí na LPG o 11 % méně CO₂, auto na CNG o zmíněných 25 % méně. Zbytek představuje vodní pára, což je za chladného počasí i pěkně vidět.

Co udělá s cenami vozů rok 2020: Auta zdražují. A bude hůř!

Od zdroje po kola

V posledním desetiletí však sílí hlasy, že uhlíkové stopy a potenciál globálního oteplování jednotlivých paliv a energií je potřeba hodnotit komplexně, takzvaně well-to-wheels (od zdroje po kola). A zde má zemní plyn problém. Při jeho těžbě jej totiž dost unikne do atmosféry. Vůbec nejhorší je to při těžbě z břidlic, které vrtem „načechráte“ a plyn syčí v širokém okolí. Jeho převažující složka metan má sedmkrát vyšší potenciál globálního oteplení než samotný oxid uhličitý. Studie Joint Research Centre při Evropské komisi zveřejněná v roce 2014 tak CNG zařadila až za LPG, a to právě kvůli únikům do atmosféry při těžbě. Zkapalněný propan-butan (LPG) sice vzniká v rafineriích z ropy a ušetří jen 11 % CO₂, ale jiná negativa proti benzinu a naftě nemá.

Volkswagen ukončuje vývoj aut na CNG. Prý se nevyplatí

Nepraktický bioplyn

Metan si lze samozřejmě opatřit i z obnovitelných zdrojů. Je převažující složkou bioplynu vznikajícího z odpadní biomasy a lze jej vyrábět i zcela synteticky z vody a vzdušného CO₂ s pomocí elektrické energie (a ta může být třeba z větrné elektrárny). Plyn však jako nosič energie není zrovna praktický – stlačování stojí další energii, skladování žádá veliké tlakové rezervoáry a od zdroje ke všem výdejním místům musejí vést trubky. České bioplynové výrobny zatím nejsou napojeny na síť téměř nikdy. Třeba v Německu to dospělo i ke slušnému rozšíření a do CNG pro vozidla se tam standardně přidává 20 procent bioplynu, takže úspora na CO₂ může být ne 25, ale až 40 procent. Nicméně vše jsou to složité cesty vymýšlené ještě s cílem vyhnout se elektromobilům a drahým i těžkým baterkám v nich. Když je nyní jasné, že se jim nevyhneme, ztrácejí smysl. Proto i představenstvo koncernu Volkswagen oznámilo, že tuto technologii přestane rozvíjet. Znamená to, že 210 plnicích stanic v ČR bude za pár let zet prázdnotou?

Škoda spouští prodej modelů Scala & Kamig G-Tec, za CNG si připlatíte 30.000 Kč

Národní plán má jasno

O úplný konec zemního plynu v dopravě se nebojíme. Byť vědci vyzývají ke komplexnímu pohledu na jednotlivé energie a druhy dopravy, ekologické programy jednotlivých států jsou vyjádřeny právě jen tím nejjednodušším způsobem: tedy emisemi CO₂ z výfuků vozidel či komínů továren, případně obsahem škodlivin. „Rozvoj pohonu na všechny formy metanu (stlačené CNG, podchlazené kapalné LNG, dále bioplyn z obnovitelných zdrojů) tak nadále patří k prioritám českého Národního akčního plánu čisté mobility. Ten předpokládá, že v roce 2030 bude v Česku jezdit 100.000 až 160.000 aut na CNG a bude zde stát 400 plnicích stanic,“ vysvětluje Václav Holovčák, člen představenstva společnosti Bonett Gas Investment coby jednoho z největších prodejců zemního plynu pro dopravu. Proti dnešnímu stavu to znamená zhruba dvojnásobný počet stanic (těch je nyní 210) a minimálně čtyřnásobný u aut (v ČR je jich registrováno 25.470). Zejména s těmi vozy to nevypadá moc reálně, když už je dělají vlastně jen dva automobilové koncerny.

Emisní pokuty od roku 2020: Kolik si připlatíte za nejpopulárnější auta?

Zabere kufr, otupí motor

Ano, na CNG lze přestavět standardní benzinový vůz i dodatečně, jako se to běžně dělá u LPG. Ovšem je to asi o 10.000 Kč dražší (tedy u běžného čtyřválce ceny přestavby startují na 38.000 místo 28.000 Kč) a víc to omezí užitnou hodnotu. Pro ideální spálení metanu je potřeba víc vzduchu (17,2 : 1 místo 14,7 : 1 u benzinu), který však motor nemá jak nasát. Takže bez konstrukčních změn na agregátu po přestavbě na CNG poklesne nejvyšší výkon i točivý moment, a to minimálně o 10 procent. Zásadně se sníží též velikost zavazadelníku, protože nádoby na zemní plyn stlačený až na 300 barů mají fyzikálně daný protáhlý tvar a na rozdíl od toroidních nádrží na LPG se většinou nevejdou do prohlubně pro rezervní kolo. Originální auta na CNG to řeší rozsáhlými úpravami podvozku, podlahy i výfukového potrubí tak, aby tlakové nádoby mohly být pod vozem. Takže zatímco dobře přestavěné auto na LPG se téměř vyrovná továrnímu, následná přestavba na CNG za originálním řešením většinou hodně zaostává.

Přestavby vozidel na CNG: Proč jsou méně populární, když dávají smysl?

Plamen zcela bez zápachu

Na rozdíl od LPG se dají stlačeným zemním plynem CNG pohánět i původně dieselové nákladní vozy a autobusy. Díky velkému oktanovému číslu (až 130) snese vysokou kompresi původně vznětových motorů a nemá sklony ke klepání při zážehu jednou svíčkou ve velkých válcích (u motorů na benzin je maximální bezproblémové vrtání kolem 100 mm). Přestavba dieselu na CNG je tak nečekaně jednoduchá – zruší se naftové vstřikování, směs plynu se vzduchem se připravuje v sání a místo injektorů se našroubují zapalovací svíčky.

Mohli bychom kritizovat, že Národní plán čisté mobility není v souladu s moderními trendy, které už s CNG v dopravě nepočítají. Ovšem na rozdíl od globálního oteplování, o jehož závislosti na činnosti člověka se vědecké kapacity přou, je hlavní výhoda CNG jasná a snadno měřitelná: zcela čisté spaliny, a tudíž čistota ovzduší tam, kde je víc dopravy i lidí ve společném prostoru (města). Metan hoří bez aromátů, nespálených uhlovodíků, oxidů dusíku i pevných částic. Však na něm vaříváme v kuchyni. Když vezmete starý kouřící dieselový náklaďák a předěláte jej na CNG, stane se zcela čistým i bez složitých a drahých katalytických systémů. Dvakrát podtrženo to platí u originálních aut na CNG, která i ten nejjednodušší katalyzátor mají spíš kvůli nouzovému dojezdu na benzin. CNG tak přináší čisté spaliny bez velkých nákladů, tudíž i bez velké uhlíkové stopy na samotnou výrobu dopravního prostředku.

Škoda Scala odhaluje detaily nové CNG verze. G-Tec má tři plynové nádrže a na plyn ujede 410 km

Čistota proti proudu

Byť při současných nízkých cenách benzinu a nafty není CNG zásadně výhodné a výrobci osobních aut se k němu točí zády, kdo si takové auto pořídí, žádnou chybu neudělá. Zemní plyn tady bude vždy, vždyť se s ním topí a na něm vaří. Plnicích stanic je už slušné množství, další se staví (jen Bonett chce přistavět dalších dvacet) a zaplacená zařízení nikdo zavírat nebude. Čili pokud vám je CNG sympatické, nemáme důvod vám to vymlouvat.

Spotřeba CNG v ČR: Stále roste

Výdej stlačeného zemního plynu pro použití v dopravě v Čechách soustavně stoupá. Za posledních pět let tempem 12,2 až 45,7 % ročně.

Výhřevnost a cena automobilových paliv

V tabulce přinášíme přehled všech obvyklých automobilových paliv včetně elektrické energie.

Klíčovou hodnotou paliva je jeho výhřevnost. Zemní plyn ji má nejvyšší. Ještě větší rozdíly jsou po přepočtení na jednotky, v nichž se paliva prodávají. Zatímco zemního plynu si za 27,60 Kč koupíte kilogram, benzinu je v litru za nynějších výhodných 26,66 Kč jen 720 až 775 gramů. Proto i obsah energie v litru je o 36 procent nižší než v kilogramu plynu. Benzin a nafta jsou proti ostatním palivům znevýhodněny vysokou spotřební daní. CNG nebylo do roku 2011 zdaněno vůbec, od té doby spotřební daň pozvolna roste. V „Memorandu o dlouhodobé spolupráci v oblasti rozvoje vozidel na zemní plyn pro období do roku 2025“ se česká vláda zavázala, že až do roku 2025 se už podstatně nezvedne, ze současných 3,92 maximálně na 4,20 Kč/kg. Cena elektrické energie pro použití v dopravě žádnou spotřební daní zatížena není, náklady na údržbu silnic a infrastruktury platí za elektromobilisty ostatní řidiči. Když se výhřevnost přepočte na současné průměrné ceny, nejvíce energie za svoji stokorunu získáte v LPG, stlačený zemní plyn je s malým odstupem na druhém místě. Nejdražší je elektřina. Zároveň elektrický motor má nejvyšší účinnost, takže s výjimkou zimních období mívá zatím (než přijde zdanění) nejnižší náklady na palivo právě elektrické auto – ovšem jen za předpokladu, že dobíjí pomalu v garáži za cenu pro domácnost, nikoliv u prudce zdražujících rychlonabíječek.

Osobní vozy na CNG na českém trhu: Sen o plynu se rozplývá

Směřování automobilek k elektrifikaci má bohužel neblahý vliv na další alternativní paliva, na jejichž vývoj nezbývají peníze. Na mysli máme zejména stlačený zemní plyn, jehož spalování je výrazně čistší než u benzinu nebo nafty.

Ještě začátkem letošního roku jste si mohli koupit na CNG Fiat Panda, ale v aktuálním ceníku tuto motorizaci nenajdete. Stejný osud potkal model 500L, punto i osobní verze dobla nebo quba. Fiat v tom nezůstal sám. Opel kdysi na CNG vyráběl zafiru, combo a ještě nedávno i poslední generaci astry. Mercedes se snažil prosadit s „béčkem“ i luxusním sedanem třídy E a na zemní plyn se na některých trzích prodávalo i Volvo V70 Bi-fuel. Následuje přehled u nás aktuálně dostupných automobilů na stlačený zemní plyn.

Alternativní pohony v pololetí 2019: CNG a LPG na českém trhu klesají, elektrovozy jdou nahoru

Audi

Do světa zemního plynu vstoupilo Audi v roce 2014 hatchbackem A3 g-tron, který využíval platformu i motory koncernu VW. V roce 2017 ho doplnila dvojice A4 g-tron a A5 Sportback g-tron. CNG bude pohánět i letos představené A3, ale ještě si nějaký měsíc budeme muset počkat. Zatím je k dostání dosluhující generace.

Fiat

Itálie je země zemnímu plynu zaslíbená. Proto má také Fiat ve svém výrobním programu několik aut na CNG. Ještě nedávno se u nás prodávala celá plejáda osobních modelů, ale nyní si na CNG mohou čeští zákazníci koupit jen užitkové dodávky. Ty mají pro firmy a podnikatele dvě zásadní výhody: nízkou cenu za ujetý kilometr a jistotu, že nikdo ze zaměstnanců nebude palivo krást. U dodávek je skvělé, že nádrže jsou zabudované v podlaze a nezasahují příliš do ložného prostoru. Větší modely přepraví stejně velký náklad jako kolegové s benzinovým nebo naftovým motorem.

Zájem o elektromobily a hybridy na českém trhu roste. Naopak LPG se propadá

Seat

Na zemní plyn hodně sází Seat, který se do roku 2023 bude účastnit projektu Life Landfill Biofuel, podporovaného Evropskou komisí. Cílem je vyrábět plyn z obnovitelných zdrojů nacházejících se v komunálních odpadech, vyvážených na skládky. I proto mají Španělé v nabídce na CNG malý hatchback a SUV i kompaktní leon. Jeho letos představená nová generace samozřejmě s CNG také počítá.

Škoda

Mladoboleslavská automobilka těží z koncernového vývoje a právě vstupuje do druhé fáze „plynových“ modelů. Do prodeje totiž nyní uvádí modely Scala a Kamiq G-Tec. Časem tyto dva vozy doplní i nová octavia, která je svým způsobem průkopníkem pohonu na zemní plyn u mladoboleslavské značky. Předchozí, třetí generace dostala CNG verzi již v roce 2014 a byla prvním „použitelným“ vozem Škodovky na tento druh paliva – Gitigo G-Tec z roku 2012 moc úspěchů nezaznamenalo.

Volkswagen

Pro Volkswagen představovaly vozy na CNG jeden ze zásadních směrů snižování emisí a udržitelného rozvoje, protože stlačený zemní plyn či bioetanol lze vyrábět z biologického odpadu. Jenže v posledních letech značka přesměrovala všechny prostředky na vývoj elektromobilů a vyhlásila, že s programem CNG v nejbližší době skončí. Sami jsme byli na konferenci, kde představitelé německého státu prohlásili, že je zemní plyn ani jeho výhody nezajímají a chtějí elektroauta. Přesto má VW v současnosti největší portfolio osobních vozidel na CNG a je škoda, že třeba aktuální passat tento pohon nezdědil od sedmé generace. Z užitkových modelů vyrábí Volkswagen na zemní plyn jen caddy, které můžete mít i jako osobák. Ponechalo si přitom starší technologii se zážehovou přeplňovanou čtrnáctistovkou. Během pár měsíců dorazí nová generace caddy, která by si verzi CNG měla ponechat.

Svět motorů 18/2020