Elektromobily: kolik potřebují Temelínů?

Před pár týdny jsme se podívali na emise při výrobě elektřiny, která je nutná pro provoz elektromobilů. Vyšlo nám, že elektromobil je provozně čistější i levnější varianta, ale ne tak výrazně, jak by si fanoušci elektrických vozidel přáli. Velmi často propíranou otázkou je dnes ale také to, kolik elektráren budeme muset vystavět pro další elektromobily, které se vyrobí a které bude třeba nějak nabíjet. Opravdu to budou desítky, ne-li stovky dalších Temelínů?

Není tedy nic jednoduššího, než si to spočítat a zamyslet se nad vším. Nejprve se pojďme podívat, kolik energie budeme pro každý elektromobil vlastně potřebovat. Ze serveru www.spritmonitor.de se dají získat informace o spotřebách nejen automobilů se spalovacími motory, ale také spotřeby elektromobilů.

U elektromobilů můžeme počítat se spotřebou zhruba 13 až 21 kWh na 100 kilometrů. Otázkou je, zda jde o údaje z palubního počítače, nebo odečtem z nabíječky. Předpokládejme pro elektromobil tu horší možnost, a tedy že jde ve všech případech o spotřebovanou elektřinu elektromotorem uvedenou v PP. Budeme tedy muset připočítat ztráty při nabíjení a přenosu (ve skutečnosti asi někteří majitelé aut na Spritmonitoru uvádí vyšší "načerpanou" energii z nabíječky a my tak tyto ztráty můžeme počítat dvakrát). Jednoduše řečeno, počítáme nejhorší možný scénář.

Jak jsme již v článku o emisích spočítali, např. majitelé Tesel reportují průměrnou efektivitu nabíjení 82,5 % (včetně ztráty samovybíjením při stání auta), ztráty v přenosové soustavě v ČR jsou v průměru necelých 5 %. Při práci s vyšším napětím jsou ztráty nižší, naopak při práci s nižším napětím, při kterém se nabíjí elektromobily, jsou vyšší. Počítejme s cca 8 %.

To znamená, že k uvedeným spotřebám musíme připočítat přibližně 32 % (dorovnání ztrát při přenosu + ztrát při nabíjení + ztrát při samovybíjení). Pokud si tedy vezmeme standardní "lidový" elektromobil (lidový z pohledu velikosti a dynamiky), tedy auto jako Nissan Leaf nebo VW e-Golf, pak vidíme, že lidé běžně jezdí se spotřebami kolem 16 kWh. S výše započítanými ztrátami jsme na úrovni zhruba 21 kWh na 100 km u každého auta.

Co se týče průměrného množství kilometrů, které ročně najede každé auto, najdete nejrůznější údaje, většinou se ale pohybují pod 15 tisíc km. Např. evropské statistiky uvádí okolo 14 tisíc km. Možná vám toto číslo přijde velmi malé. Pokud se však podíváme na spotřebu benzinu v ČR (2,09 miliardy litrů) a počty registrovaných benzinových aut (3,3 milionu), vyjde cca 630 litrů benzinu na auto ročně. Při průměrné spotřebě přesahující 7 litrů jsme někde pod 9 tisíci km u benzinových aut. Nájezd všech aut (benzinových a naftových dohromady) je v ČR o zhruba necelou polovinu vyšší než jen u těch benzinových, takže i z tohoto pohledu jsme opět někde kolem 13-14 tisíc km.

Počítejme tedy dále s hodnotou 14 000 kilometrů na auto ročně. Každý elektromobil na základě výše uvedených údajů bude potřebovat ročně vyrobit 21×140 = 2940 kWh. Pro jednoduchost to zaokrouhleme na 3 MWh. Zkusme počítat s extrémní, naprosto nereálnou možností a předpokládejme, že od zítřka by veškerá nově prodaná auta byla elektromobily (trh elektroojetin víceméně neexistuje). V roce 2015 se u nás prodalo lehce přes 230 000 nových vozů, takže kdyby všechna byla poháněna na elektřinu a měla výše uvedenou roční spotřebu elektrické energie, znamenalo by to 690 GWh elektrické energie. Kolik to je?

Když už jsme se bavili o Temelínu, podívejme se, kolik energie tato elektrárna vlastně vyrobí. Za rok 2015 to bylo celkem 14,23 TWh (tedy 14230 GWh). Pokud by tedy naprosto všechna osobní auta prodaná v ČR byla poháněna na elektřinu, potřebovala by 4,8 % energie, jež vyrobí Temelín. Trvalo by tedy 21 let, než by se prodalo tolik elektromobilů, které by dokázaly využít veškerou elektřinu, kterou vyrobí jeden jediný Temelín. Celý vozový park v ČR čítá 5,32 milionu osobních vozů, což by při výše uvedených ročních spotřebách znamenalo 15,96 TWh. Tedy, kdyby všechna osobní auta, která jsou v ČR, byla elektrická, museli bychom pro ně vyhradit 1,12 Temelínu. To není zas tak hrozné. Znovu připomínám, taková situace by mohla nastat nejprve za více než 20 let, a to ještě za předpokladu, že by se už neprodalo jediné auto se spalovacím motorem. Což nenastane.

V České republice jsme loni vyrobili necelých 84 TWh elektrické energie (čistá výroba 78 TWh), přes 5 milionů elektromobilů by tedy znamenalo 19 % veškeré české výroby elektřiny. Naše spotřeba byla přes 58 TWh, energetická bilance vývozu a dovozu elektřiny je pak 12,5 TWh pro vývoz. Vyvezeme ročně tolik elektřiny, kolik by stačilo na napájení přibližně 4,2 milionu elektromobilů.

S výrobou elektřiny pro napájení elektromobilů by ČR tedy neměla mít sebemenší problém. I kdyby všechna nově prodaná auta byla na elektřinu, vzala by 0,7 TWh energie ročně, což je nějakých 5 % toho, co vyprodukuje Temelín a jen 0,8 % toho, co vyprodukují všechny naše elektrárny dohromady. Trvalo by desítky let, než by se prodalo tolik elektromobilů, abychom pro ně potřebovali další jadernou elektrárnu. Vlastně úplně postačí dostavět dva bloky v Temelínu nebo Dukovanech.

Ono se navíc obecně předpokládá, že těch 250 000 elektromobilů (což jsou roční prodeje osobních aut) budeme mít na českém trhu až za zhruba 15 let. Náš nejšílenější scénář rozvoje elektromobility nezvýšil zatížení výroby elektřiny ani o procento ročně, přitom ve skutečnosti se předpokládá ještě 15krát pomalejší tempo než v tomto šíleném scénáři. Při tom obecném 15letém předpokladu hovoříme o reálném zvyšování potřeby výroby elektřiny o cca 0,05 % ročně kvůli elektromobilům.

Co ale nesmíme opomenout, je fakt, že se ČR snaží snížit závislost na uhlí a vedle elektromobilů je nutné navíc zajišťovat výrobu elektřiny místo uhelných elektráren, které budou vyřazeny. Problémem tedy nebude růst počtu elektromobilů, ale odstavování starších elektráren. Jedna odstavená větší uhelná elektrárna, jako jsou třeba Dětmarovice, by byl větší problém než téměř milion nových elektromobilů.

Dále bychom měli připočítat i další vozy jako jsou lehká užitková vozidla (těch je 540 000), autobusy (20 000), nákladní auta (190 000). Podle nejrůznějších ukazatelů (prodej nafty v ČR, počty vozů, jejich vyšší spotřeba i vyšší průměrný nájezd) vychází, že tato další vozidla by při provozu na elektřinu navýšila spotřebu elektromobility obecně asi na dvojnásobek, tedy na zhruba 30-35 TWh ročně. Nákladní auta sice tvoří jen čtyřicetinu vozového parku, ale díky cca 4-5× vyššímu nájezdu a 3-4× vyšší spotřebě dělají zhruba dvě třetiny spotřeby osobních aut. Další zhruba pětinu přidají lehká užitková vozidla. O další jednotky procent se pak postarají autobusy a motorky. Celkově se tedy dostáváme zhruba na totéž číslo jako u osobních aut.

Otázkou je, co by na elektromobily řekla přenosová elektrická soustava. Když uvážíme, že by při přechodu veškeré základní silniční dopravy na elektřinu (snad kromě traktorů) tvořila tato nutná elektřina zhruba polovinu naší roční výroby navíc, a že tento přechod by zabral i při 100% kupování jen a pouze elektromobilů přes 20 let (tedy při totálním zastavení prodejů aut se spalovacím motorem), pak by nemělo jít o žádný vážnější nápor. Zejména pokud se elektromobily budou nabíjet především přes noc nižšími proudy (třeba s výkonem cca 2-4kW, což je na úrovni dvou zapnutých vysavačů), měla by to soustava při její průběžné inovaci patrně bez problémů přežít, navíc budeme mít jak spotřebovávat nadbytečnou noční elektřinu, což byl naopak doposud problém. Nicméně rychlonabíječky, které ládují desítky a v budoucnu i stovky kilowatt, samozřejmě budou muset být řešeny více než pořádně.

Pokud je průměrný nájezd 14 000 km ročně, tedy necelých 40 km denně, je potřeba při spotřebě elektromobilu okolo 20 kWh na 100 km (zde už nepočítám ztrátu v přenosové soustavě) denně "natankovat" 8 kWh. Pochopitelně ne každý den auto jezdí, ne každý den se nabíjí, takže ve skutečnosti při připojení k nabíječce bude zpravidla načerpat více energie. I kdyby to byl dvojnásobek, tedy 16 kWh, není třeba tam ládovat 22 nebo 50 kW a zatěžovat síť (nemluvě o nutnosti mít velmi dobrý jistič s mnohem dražšími měsíčními poplatky), když to přes noc klidně nabijete s mnohem nižším výkonem.

Samozřejmě, po delších cestách bude třeba nabít mnohem více energie. Některé elektromobily mají kapacitu baterie i hodně přes 50 kWh, tam už při nabíjení přes noc budete potřebovat nějakých 6-10 kW. A to již není málo, nicméně stále je to třeba srovnatelné s hodnotou nutnou pro podlahové topení v domě, elektrický sporák nebo průtokový ohřívač.

Jen tak pro zajímavost, spotřeba elektřiny v ČR je nyní nižší než před 10 lety a meziroční výkyvy směrem nahoru i dolů byly i přes 2 TWh. Přirozené roční výkyvy, které zažíváme už roky, tedy odpovídají spotřebě téměř 700 000 elektromobilů. A toto množství elektromobilů by se u nás prodalo za 3 roky v situaci, kdyby se neprodávalo nic jiného než jen elektromobily. Přirozené výkyvy ve spotřebě elektřiny jsou tedy meziročně násobně vyšší, než kolik by mohly způsobit elektromobily v tom nejšílenějším scénáři (že by se prodávala jen elektroauta). Přesto můžeme říci, že spotřeba elektřiny spíše lehce klesá, oproti maximu v roce 2008 jsme nyní o 1,4 % níže. Není to moc, ale např. v roce 2009 byla spotřeba o 4,8 % nižší než v roce 2008. Problémem tak mohou být zejména jističe u koncových zákazníků spíše než u sítě jako celku.

Zatímco nabíjení u rodinných domů by nemusel být velký problém při volbě rozumného jističe (nabíjení elektromobilu může být srovnatelné se zapnutím elektrického sporáku), neumím si zatím moc představit, jak by se nabíjení elektromobilů ve velkém mohlo rozšířit např. do sídlišť.