V posledním desetiletí u nás došlo k prudkému nárůstu počtu motorových vozidel. S tím souvisí i růst počtu ujetých kilometrů a v konečném důsledku i odpovídající růst spotřeby motorových paliv. A to i přes to, že od začátku devadesátých let u nás dochází k tzv. narovnávání cen a při tom značně vzrostly také spotřebitelské ceny motorových paliv a alespoň řádově se přiblížily evropské úrovni.
Po těchto prudkých změnách se cenová situace u nás stabilizovala, již několikátým rokem klesala inflace, i když ceny paliv dále postupně rostly, a tak na začátku roku 2000 zdánlivě nic nenasvědčovalo větší změně. Motoristé si však jistě dobře pamatují, k čemu před rokem v létě došlo, totiž k prudkému nárůstu cen pohonných hmot, který vytrval neobvykle dlouho do podzimu.
První ropná krize
První vážný cenový růst ropy nastal poprvé v roce 1973 a mluvilo se tehdy o světové ropné krizi. Cena ropy tehdy vyskočila ze 3 na 15 amerických dolarů za barel (barel je přibližně 159 litrů, odpovídá objemu tradičního sudu, který se již dávno neužívá, ale zůstal jednotkou pro obchodování na burze). Podstatné bylo, že tato nová cenová úroveň se udržela v dalších letech a světová ekonomika na to musela reagovat.
Jedním z opatření, která tehdy přijaly vyspělejší země, byla stavba velkých zásobníků ropy s kapacitou na 90 dní spotřeby příslušné země. Tím se vliv nahodilých krátkodobých výkyvů cen i menších pokusů o spekulace v obchodě s ropou podařilo značně omezit. Ale jakmile jde o výkyvy nad tuto kapacitu čtvrtletních zásob, pak ani nejvyspělejší státy už nemají proti nim účinnou obranu. Současně s tím byla proto ve vyspělých zemích na vládní úrovni přijímána další opatření, zaměřená na
- snížení závislosti na dovozu ropy a zvýšení energetické soběstačnosti státu,
- hledání energeticky úspornějších technologií ve všech odvětvích hospodářství,
- podporu rozvoje využívání alternativních a obnovitelných zdrojů energie,
- hledání možnosti úspor tekutých paliv, což je problémem zejména v odvětví dopravy.
Významným hospodářským přínosem této krize bylo např. poznání nutnosti recyklace druhotných surovin, jejichž získávání z prvotních zdrojů je mimořádně energeticky náročné, jedná se především o kovy.
Druhá ropná krize
Druhá ropná krize nastala v roce 1980, kdy cena ropy vyskočila přechodně až ke 40 dolarům za barel a po odeznění krize se ustálila na hodnotě kolem 25 dolarů za barel. Tato nová cenová úroveň vydržela asi pět let a pak nastalo dlouhé období asi 12 let, kdy přes různá kolísání cena ropy v průměru nenápadně klesala nejdříve ke 20 dolarům a na konec až na hodnotu kolem 10 dolarů za barel v roce 1998. Tato úroveň již byla zcela nepřijatelná pro producentské země, takže se opět stmelila před tím dlouhodobě nejednotná organizace zemí vyvážejících ropu (OPEC) a začala pracovat na změně.
Jejich loňská akce byla natolik zdařilá, že to spoustě našich (a asi nejen našich) motoristů znechutilo letní dovolenou, protože cena benzínu v létě vyskočila až ke 32 Kč za litr. Dokonce i na známém pražském zasedání představitelů Mezinárodního měnového fondu v září 2000 proto přišla řeč na to, že cenu ropy je nutno stabilizovat v mezích 22 – 28 dolarů za barel. Cena ropy totiž vrcholila až kolem 35 dolarů za barel a ještě dlouho se držela velmi vysoko, např. teprve v polovině listopadu klesla pod 33 dolarů. Ve stejné době kurs koruny vzrostl z jarních cca 37 Kč za dolar až ke 42 Kč a pak se ještě dlouho držel v mezích 40 – 41 Kč.
PŘÍČINY CENOVÉHO SKOKU TEKUTÝCH PALIV
Ačkoliv značný nárůst cen ropy během roku 2000 byl záležitostí celosvětovou, v našich podmínkách byl navíc doprovázen dalšími faktory a promítl se tak do cen paliv nebývalou měrou. Na růst ceny paliv u nás měly současně vliv tyto skutečnosti:
- růst světových cen ropy; organizaci zemí vyvážejících ropu (OPEC) se zřejmě podařilo podchytit nedostatek ropy na světovém trhu ke konci minulé zimy a včas se dohodnout na omezení těžebních kvót k jeho udržení s cílem zvýšit cenu ropy, ostatní producenti ropy mimo OPEC se k tomuto trendu cen s radostí připojili,
- růst kursu dolaru vůči koruně; za něj nemohla přímo naše měna, ale vyplynul z poklesu eura vůči dolaru, tento nárůst byl nad úrovní obvyklých sezónních výkyvů kursu,
- snaha distributorů paliv u nás zvýšit si marže; s odkazem na původně nízkou marži v dobách před privatizací se již několikátý rok zvyšují spotřebitelské ceny paliv i bez ohledu na světový vývoj cen, v minulých letech tomu tak bylo i při poklesu cen ropy,
- umělé zavádění sezónních výkyvů ceny motorových paliv u nás; další akce distributorů paliv ke zvýšení zisku, jde o tendenci protikladnou ke skutečným výrobním nákladům, v létě je cena vyšší údajně vzhledem k větší poptávce a v zimě je z téhož důvodu cena nižší, ačkoliv v zimě je prokazatelně větší výrobní cena paliv, zejména motorové nafty, a vyšší jsou i náklady na rozvoz paliv a další režijní náklady distributorů v zimě,
- přibližování ceny motorové nafty k ceně benzínu u nás; cena nafty tak reálně rostla ještě rychleji než cena benzínu,
- zákon o spotřební dani se u nás změnil shodou okolností od 1. 4. 2000, což se nepříjemně dotklo zejména ceny bionafty a teprve následně byla hledána záchranná opatření.
Ceny paliv záleží i na kontraktech rafinerií, které se uzavírají s předstihem 3 – 4 měsíců. Vlivem pohybu cen tak lze vydělat i prodělat. Ale dlouhodobější změny ceny surovin se do ceny produktů promítnou již nemilosrdně.
NÁSLEDKY CENOVÉHO SKOKU
Cenový skok se rozličným způsobem, ale převážně velmi nepříjemně, projevil u jednotlivců, podnikatelů i státu. Pro všechny spotřebitele bylo zejména nepříjemné překročení psychologické hranice ceny benzínu 30 Kč za litr, ke které se brzy povážlivě přiblížila i cena motorové nafty.
Pro soukromé majitele převážně osobních motorových vozidel je jistě každé zvýšení ceny paliv nepříjemné. A jak se v průběhu roku 2000 ukázalo, byl to nárůst tak značný a trval tak dlouho, že už jej řada motoristů prostě nemohla akceptovat a nezbylo jim než omezit jízdy. To se týkalo především benzínu, kde ceny vyskočily až kolem 32 Kč za litr, ale celkem nad 30 Kč se držely příliš dlouho, několik měsíců. Zřejmě následkem toho prodej benzínu v roce 2000 klesl o 3% proti předchozímu roku a činil celostátně 1,9 milionu tun, když přitom ještě v předchozím roce zaznamenal prodej benzínu růst o 8%, podobně jako v předešlých letech.
Pro podnikatele je růst ceny paliv rovněž nepříjemný a musí buď hledat úspory anebo růst nákladů promítnout do ceny svých služeb. Podle druhu výroby u některých firem motorová paliva nemusejí mít velký podíl na ceně produktů, ale dopravu surovin a výrobků potřebují skoro všichni. Nejhůře na tom byli jednoznačně autodopravci, u kterých motorová paliva patří k rozhodujícím položkám nákladů. Navíc v tomto oboru je u nás mimořádně tvrdá konkurence a často ani nebylo možné měnit nasmlouvané ceny za přepravu. A to se týká dopravy nákladů i osob. Většina dopravních prostředků v tomto sektoru jezdí na naftu. A protože prodej nafty v roce 2000 vzrostl o 7,2% proti předchozímu roku, je zřejmé, že rostl i objem přepravy. V tom se určitě promítl především růst průmyslové výroby, ale ten činil řádově cca 3%. Takže se tu jistě promítá i růst podílu naftových motorů u osobních vozů a nepochybně větší proběh kilometrů právě v této skupině. Určitá část přírůstku může připadat i na růst mezinárodní tranzitní dopravy vlivem hospodářského oživení v celé Evropě.
Z hlediska státu výsledkem růstu kursu dolaru vůči koruně spolu s růstem ceny ropy byl neočekávaně vysoký růst deficitu obchodní bilance státu, protože v zahraničním obchodu má ČR tradičně větší část příjmů z oblasti eura, zatímco platby za ropu jsou zpravidla v dolarech. Konkrétně za období leden až září 2000 dovoz ropy a ropných výrobků do ČR stál 52,6 miliardy Kč proti 26,9 miliardy Kč za stejné období předchozího roku 1999, tedy prakticky dvojnásobek. Objem dovozu ropy přitom dokonce mírně poklesl ze 6,8 milionu tun (r. 1999) na 6,65 milionu tun (r. 2000).
Je však poměrně málo známý fakt, že spotřebitelská cena litru motorových paliv je u nás jen asi z jedné čtvrtiny ovlivněna cenou ropy. Další podíl na ceně paliv mají rafinerie, dopravci a prodejci. Tento podíl není kupodivu příliš velký, zpravidla je menší než čtvrtina. Největší podíl na ceně tekutých paliv však má stát; je to především spotřební daň a dále DPH. Výnos z daní určených procentně (jako právě u DPH) při růstu ceny vstupů také patřičně roste. Takže stát na tom nejen prodělal, ale i něco vydělal.
PROMÍTNUTÍ RŮSTU CENY PALIV DO VÝVOJE A PROVOZU VOZIDEL
Značný růst ceny paliv v roce 2000 jen zvýraznil důležitost hospodárnosti vozidel právě z hlediska spotřeby motorových paliv. To je trend, který mají již řadu let na paměti prakticky všichni výrobci vozidel z hlediska dlouhodobého vývoje nových typů vozidel. Kromě klasických cest snižování spotřeby paliva výrobci zkoušejí i alternativní paliva a hledají alternativní způsoby pohonu.
Tento trend se ovšem promítá i do chování spotřebitelů. Je proto znát větší zájem o menší a lehčí vozy a vozy s motory o nižším objemu. Mezi zájemci o vozidla střední nebo vyšší třídy značně vzrostl zájem o provedení s naftovým motorem. Je to stále ještě výhodné, i když se cena motorové nafty již značně přiblížila ceně benzínu, protože naftové motory mají lepší účinnost a tedy menší spotřebu. Mimo naftu spotřebitelé hledají i další alternativní paliva, pokud jsou levnější.
POUŽITÍ ALTERNATIVNÍCH PALIV
Zatímco např. při vytápění budov je záměna tekutých paliv za libovolné alternativní energetické zdroje jako elektřinu, plyn, uhlí nebo dřevo možná a technicky poměrně snadno proveditelná, u vozidel je to sice také technicky možné, ale do různé míry to komplikuje jejich provoz (z historie motorismu je znám např. pohon na dřevoplyn nebo použití parního stroje, ale stejně dobře jsou známy i jejich nevýhody). Kromě vyšší pořizovací ceny vozidla to zejména omezuje akční rádius a snižuje nosnost vozidel, dále alternativní paliva vyžadují jednak druhý palivový systém ve vozidle a jednak další distribuční síť alternativních paliv, která u nových paliv nebývá dostatečná. Proč se u vozidel celosvětově nejvíce prosadila právě současná tekutá paliva, benzín a nafta, má poměrně jednoduché důvody. Za prvé to byla řadu desetiletí velmi nízká cena vstupní suroviny, ropy. Za druhé to byly značná výhřevnost paliva a velká provozní pružnost spalovacích motorů. A za třetí trvanlivost a relativní bezpečnost paliva, jakož i mimořádně snadné plnění, distribuce i skladování. Prostě lehkost, snadnost a mobilita.
Zatím nejúspěšnějším alternativním palivem u nás je zkapalněný plyn (LPG). Je to v podstatě již dříve užívaná směs propan-butan, je produktem rafinerií ropy a má u nás již dobrou distribuční síť, v poslední době i pro vozidla. Stlačený zemní plyn (CNG), jehož využívání ve vozidlech u nás teprve čeká rozvoj, se dováží a pochází ze stejných nebo podobných oblastí jako ropa a poslední dobou jeho ceny také čím dále více kopírují výkyvy cen ropy. K hlavním nevýhodám obou plynů patří nutnost užívání tlakových nádob ve vozidle i fakt, že v případě úniku tyto plyny tvoří se vzduchem třaskavou směs. Výhodou je především to, že vychází významně nižší náklady na ujetý kilometr.
Ani jedno z těchto jinak velmi výhodných alternativních paliv pro vozidla bohužel nepřináší potřebné snížení závislosti na zemích, produkujících ropu. LPG i CNG jsou paliva výhodná mnohostranně, mimo jiné také pro nižší škodlivé emise a prozatím i cenově, ale z hlediska geopolitického jsou prakticky stejně riziková jako tekutá paliva na bázi ropy.
Další alternativní paliva jsou již v současné praxi podstatně méně častá, ale mohla by doznat většího rozšíření v budoucnosti. Na příklad vodík má mimořádně vysokou výhřevnost. Je odzkoušeno jeho užití ve vozidlech ve formě stlačené i zkapalněné, ale obojí je nesrovnatelně technicky náročnější a proto i dražší než u CNG nebo LPG. Vyrábí se převážně na bázi ropy nebo zemního plynu, ale v budoucnosti v případě jejich nedostatku se uvažuje s jeho výrobou rozkladem vody pomocí elektrické energie. Synteticky na bázi ropy nebo zemního plynu se rovněž vyrábí methylalkohol, který se užívá zatím jen omezeně ve velmi speciálních motorech. Má všechny výhody současných kapalných paliv, nevyžaduje tlakové nádrže. Má dokonce i některé přednosti. Jeho většímu rozšíření zatím vadí jeho stinná stránka, značná jedovatost. Přesto i s ním lze v budoucnosti více počítat.
DALŠÍ ALTERNATIVA - BIOPALIVA
Biopaliva představují nový a principiálně odlišný směr alternativních motorových paliv. Jsou to tekutá paliva, vyrobená na bázi zemědělských produktů, takže přinášejí skutečné snížení závislosti na producentech ropy. Při současném stavu zemědělství a spotřeby motorových paliv ve střední Evropě je reálné dosáhnout jimi náhradu cca 5 – 10 % celostátní spotřeby motorových paliv, ale není vyloučena možnost tento podíl dále zvyšovat. Je zajímavé, že Československo patřilo v historii k průkopníkům užívání biopaliv, když před téměř 70 lety zde bylo uzákoněno přidávání agrárního lihu do automobilového benzínu. Nynější rozvoj výzkumu a užití biopaliv má svůj počátek až po světové ropné krizi a u nás je to posledních asi 15 let.
Po stránce technické můžeme biopaliva rozdělit do dvou základních skupin.
První skupina jsou biopaliva, která vyžadují pro použití ve vozidlech podstatné úpravy spalovacích motorů. To je např. nutné při přímém spalování rostlinných olejů ve vznětových motorech nebo při spalování samotného alkoholu v zážehových motorech. Řada těchto úprav je sice úspěšně vyřešena, ale jejich možné využití má často jen regionální rozsah. Protože velké automobilky mají zájem o co největší sériovost výroby a celosvětové užití i servis svých motorů, nemají o tyto speciální úpravy v poslední době naprosto žádný zájem, k velkému zármutku zlepšovatelů. Dalším podstatným důvodem rostoucího nezájmu o tyto úpravy jsou stále se zpřísňující požadavky na snižování škodlivých emisí motorů, které si žádají značné finanční náklady na vývoj a zkoušení motorů.
Druhá skupina jsou biopaliva, která svými vlastnostmi vycházejí vstříc současným spalovacím motorům a nevyžadují jejich podstatné úpravy. To je důvod, proč se např. provádí esterifikace rostlinných olejů, abychom získali nový produkt (označovaný MEŘO u nás, resp. Biodiesel v Německu) s mnohem menší viskozitou, menší hustotou a dalšími vlastnostmi blíže motorové naftě v porovnání s původním olejem. Do této skupiny dále patří celá řada směsných paliv, která jsou směsí některého biopaliva a paliva ropného původu a díky tomu lépe vyhovují běžným motorům. Sem patří také tuzemské směsné palivo s obsahem 30% MEŘO, lidově nazývané bionafta. Podobně sem patří i automobilový benzín s příměsí alkoholu, který úpravy rovněž nevyžaduje. Tato skupina je v současnosti široce užívána u nás i ve světě.
Výhody a přínosy biopaliv lze heslovitě shrnout takto:
- biopaliva patří k obnovitelným zdrojům energie; na rozdíl od neobnovitelných zdrojů (uhlí, ropa, zemní plyn), které budou časem nenávratně vyčerpány, je lze vypěstovat a vyrobit každoročně znova,
- výroba a užívání biopaliv představuje recyklaci kysličníku uhličitého, protože rostliny ke svému růstu potřebují kysličník uhličitý a odebírají jej z atmosféry; naproti tomu těžba a spalování fosilních paliv absolutně zvyšuje podíl kysličníku uhličitého v zemské atmosféře a zesiluje tak nebezpečný skleníkový efekt, který vede např. k tání ledovců a změnám světového klimatu,
- produkce biopaliv znamená nepotravinářské využití zemědělské půdy, tj. biopaliva lze produkovat i na půdě, která by jinak zůstala ležet ladem následkem přebytku potravin na trhu,
- výroba biopaliv tím umožňuje udržet část pracovních příležitostí v zemědělství a vytváří nová pracovní místa ve zpracovatelském průmyslu,
- biopaliva minimalizují nároky na vlastní přepravu, protože se zpravidla zpracovávají a spotřebovávají v oblasti, kde byla vypěstována; naproti tomu fosilní paliva se často přepravují od nalezišť ke spotřebiteli přes celé kontinenty nebo i přes moře,
- vhodným využitím biopaliv ve směsných palivech lze zlepšit vlastnosti současných paliv ropného původu; např. přídavkem MEŘO k motorové naftě lze snížit některé škodlivé emise, přídavek MEŘO navrací potřebnou maznost hluboce odsířené motorové naftě,
- biopaliva jsou většinou šetrnější k životnímu prostředí než ropná paliva, přínosem je jejich biologická rozložitelnost v případě úniku paliva do půdy, např. u MEŘO činí biologická rozložitelnost minimálně 98% za tři týdny, což ropné produkty zdaleka nedokážou.
Je pozoruhodné, že technologie esterifikace olejů, zavedená pro palivářské využití rostlinných olejů, se z původně okrajové záležitosti postupně stává stále významnější technologií s ekologickým dopadem. Kromě rostlinných olejů lze esterifikovat i živočišné tuky a spotřebovat tak jejich případné přebytky, přičemž pro tento účel ani nezáleží na jejich potravinářské kvalitě. Esterifikovat a efektivně spotřebovat lze také odpadní tuky, použité ke smažení. Estery rostlinných olejů jsou kromě bionafty také základem pro výrobu ekologických mazacích olejů, např. pro motorové pily do lesa. Esterifikují se dokonce už i minerální oleje a výsledný produkt je základem výroby speciálních ekologických hydraulických olejů pro velké zatížení.
HLAVNÍ SMĚRY TECHNICKÉHO ROZVOJE MOTOROVÝCH VOZIDEL
Směr technického rozvoje motorových vozidel se spalovacím motorem v posledních desetiletích značně ovlivnily dva základní jevy. Prvním je boj za snížení škodlivých emisí ve výfukových plynech, který byl odstartován v polovině šedesátých let v Kalifornii, a přestože dosáhl značných úspěchů, rozhodně nekončí. Druhým je stálá hrozba dalšího růstu cen ropy, která se datuje od sedmdesátých let, a spolu se snahou o ekonomičnost provozu vozidla nutí výrobce ke snižování spotřeby paliva na ujetý kilometr.
Za stálý směr technického rozvoje je možno považovat zdokonalování a pravidelnou modernizaci designu, zlepšování aktivní i pasivní bezpečnosti vozidel a zvyšování veškerých užitných vlastností vozidel.
Mimo to je třeba ještě zvlášť vypíchnout další hlediska, diktovaná v poslední době rostoucím ohledem na životní a pracovní prostředí. Je to snižování hlučnosti vozidel, vnější i vnitřní, a v neposlední řadě také zvyšování podílu recyklovatelných částí vozidel.
SNIŽOVANÍ PODÍLU ŠKODLIVÝCH EMISÍ VE VÝFUKOVÝCH PLYNECH
Hlavní vytčené trendy, snižování podílu škodlivých emisí i snižování spotřeby paliv, se týkají především motoru vozidla. Vývoj motorů je proto nadále v popředí zájmu výrobců vozidel.
Do určité míry alespoň zpočátku byly oba uvedené trendy zčásti ve shodě. Například snížit emise jedovatého kysličníku uhelnatého (které kdysi dosahovaly u benzínového motoru až několika procent) znamenalo zlepšit spalování v motoru a výsledkem muselo být nutně také snížení spotřeby paliva. Podobně je tomu i při snižovaní podílu nespálených uhlovodíků a sazí nebo obecněji pevných částic ve spalinách, i když tam se jedná o řádově menší množství.
Další škodlivou složkou spalin je kysličník siřičitý. Jeho obsah ve spalinách prakticky nesouvisí s parametry a konstrukcí motoru, ale závisí prakticky výhradně na obsahu síry v palivu. Jeho snižování je tedy plně v rukou výrobců paliv, záleží na výchozím podílu síry v ropě, na technickém vybavení rafinerií a na platných technických normách paliv. Snižování obsahu síry v palivu přitom zvyšuje jeho výrobní náklady. V posledním desetiletí se obsah síry v našich motorových palivech snížil na zlomek dřívějších hodnot a tak přestal být závažným problémem.
Ke škodlivým složkám ve spalinách však patří i kysličníky dusíku, ale zde už nejsou souvislosti tak jednoduché. Dusík se sice přímo v motorových palivech téměř nevyskytuje, ale přesto je všudypřítomný, neboť je převažující složkou (cca 79%) vzduchu. Bylo zjištěno, že obsah kysličníků dusíku ve spalinách stoupá především s růstem spalovacích teplot. Proto prakticky nelze zvyšovat účinnost spalovacích motorů růstem těchto teplot a je tedy potřeba hledat jiné cesty zvyšování jejich efektivnosti.
Primární a rozhodující je snižování škodlivých emisí přímo ve spalovacím motoru. Jako sekundární se úspěšně prosadilo dodatečné odbourávání významných škodlivin pomocí katalyzátoru ve výfukovém potrubí. Řízený trojčinný katalyzátor již delší dobu patří k povinné výbavě nových osobních vozů.
SNIŽOVÁNÍ SPOTŘEBY PALIVA Z HLEDISKA SPALOVACÍHO MOTORU
Jednou z možností je použití malého motoru, který má jednoznačně menší spotřebu paliva s ohledem na menší maximální výkon, ale současně přináší vozidlu nižší dynamiku, což není vhodné z hlediska aktivní bezpečnosti. Výrobci obvykle nabízejí k určitému modelu vozidla několik motorů tak, že jeden s nižším než optimálním objemem mezi nimi bývá, a současně tak umožňují dosáhnout i o něco nižší pořizovací cenu vozu.
Dosavadní vývoj spalovacích motorů však ukázal řadu možností zlepšení využití paliva v motoru i při dostatečném výkonu. Jedná se o některé možnosti dávno známé, zčásti i nové:
- čtyřventilová hlava válce; významně zlepšuje plnění i vyplachování válce,
- turbodmychadlo poháněné výfukovými plyny; zvyšuje plnění válce a využívá přitom část energie výfukových plynů, ve vyšších otáčkách se navyšuje křivka momentu i výkonu motoru, významně se přitom zvyšuje jeho litrový výkon; užívá se již poměrně dlouho,
- turbodmychadla s proměnnou geometrií jsou novinkou poslední doby, elektronickým řízením geometrie se zlepšuje jejich využití, přínosem je turbo efekt už od nižších otáček motoru,
- zavádění vstřikování benzínu; významně se zdokonaluje a zpřesňuje dávkování paliva v různých režimech motoru, lze lépe a přesněji než u karburátoru ovlivňovat charakteristiku motoru i tvorbu emisí,
- zvýšení vstřikovacích tlaků nafty prakticky o řád; umožnilo to neuvěřitelně zlepšit rozprášení paliva a zdokonalit tak spalování, dosáhne se významné snížení škodlivých emisí včetně sazí, takže např. kouřivost motoru se dostává pod mez viditelnou pouhým okem,
- změna systémů vstřikování nafty; zavádění systémů buď Common Rail nebo tzv. „čerpadlo – tryska“,
- časové rozdělení vstřikované dávky paliva; nové vstřikovací systémy spolu s elektronickým řízením umožňují optimalizovat časování vstřiku a navíc také rozdělit dávku paliva na dvě i více částí, např. více výrobců již nyní využívá malý tzv. pilotní předvstřik pro předehřátí směsi ve válci,
- proměnlivé časování ventilů; pro různé režimy motoru bylo dříve řešeno poměrně vzácně a draze osovým posuvem proměnlivě broušeného vačkového hřídele, dnes je umožněno elektronickým řízením dosáhnout téměř libovolné časování ventilů,
- proměnlivý kompresní poměr motoru; pro optimalizaci chodu benzínových motorů (s ohledem na klepání) bylo zkoušeno již vícekrát, realizováno obvykle pohybem hlavy vůči válcům, nyní se objevilo znovu ale s přesným elektronickým řízením.
Některá z uvedených opatření jsou známa poměrně dlouho. Nové je nyní to, že místo ojedinělého nasazení v závodních a sportovních vozech jsou tato zlepšení nyní nasazována masově, u běžné sériové produkce, nejen u osobních vozů, ale často i u automobilů užitkových a nákladních a v neposlední řadě i u traktorů. Nové je také to, že staré principy se znovu vracejí do motorů, avšak v nové nesrovnatelně vyšší kvalitě, dané elektronickým řízením. Jedná se o řízení víceparametrové, mikropočítačové, využívající paměti k pokrytí odlišných potřeb různých režimů motoru.
SNIŽOVÁNÍ SPOTŘEBY PALIVA Z HLEDISKA VOZIDLA JAKO CELKU
Zde se jedná o snížení vnitřních odporů a o zlepšování všech faktorů, které mají vliv na jízdní odpory vozidla. Jejich zlepšením se sníží nároky na výkon odebíraný z motoru a tím i spotřeba paliva. Jsou to tyto faktory:
- snížení pohotovostní hmotnosti vozidla při stejné nosnosti; znamená to pečlivou optimalizaci konstrukce vozidla a použití kvalitnějších a pevnějších materiálů, nelze to však příliš přehnat, aby přitom nedošlo ke snížení pasivní bezpečnosti vozidla (zejména pro tuhost konstrukce), snižování hmotnosti však není zcela účelné u tahačů a traktorů, kde je potřebné určité svislé zatížení pro dosažení požadované tahové síly a omezení prokluzu,
- zlepšení mechanické účinnosti; snížení ztrát v přenosu výkonu uvnitř vozidla, to znamená volbu vhodných převodových mechanismů, volbu kvalitních ložisek a optimálního mazání,
- snížení valivého odporu vozidla; to záleží především na pneumatikách, dnes jsou prakticky výhradně radiální, nižší odpor se u nich dosáhne snižováním jejich profilu, nízkoprofilové pneumatiky ovšem vyžadují kvalitnější silnici, důležité je i přezouvání zimních a letních pneumatik (rozdílná měkkost pryžové směsi a její teplotní vlastnosti) a vhodná volba desénu podle převažujících jízdních podmínek, v neposlední řadě i dodržování předepsaného tlaku huštění, protože podhuštění znamená vyšší odpor a nižší životnost pneumatik,
- zlepšení aerodynamických vlastností vozidla; musí být řešeno ve spolupráci s designéry, jedná se o celý tvar vozidla, zaoblení hran, omezení výčnělků a to i na spodu vozidla, řešení spoileru, u kamionů je důležitý i horní spojler na míru a boční kryty za kabinou,
- snížení čelní plochy vozidla; to lze ve skutečnosti jenom nepatrně, protože určitý profil i délka vozidla jsou v podstatě dány kategorií a třídou vozidla, dále to nemusí být vhodné za každou cenu, např. dolní spojler sice čelní profil zvyšuje směrem dolů, ale může při tom významně omezit turbulence pod vozidlem.
POSLEDNÍ TRUMF – ALTERNATIVNÍ POHON
Vedle vývoje dosavadní tradiční konstrukce motorových vozidel se spalovacím motorem představuje další směr v poslední době vývoj nových systémů pohonu. Jde buď o náhradu spalovacího motoru úplně jiným pohonem nebo o kombinaci spalovacího motoru s dalším druhem pohonu v tzv. hybridním pohonu. Pro praxi lze uvažovat zhruba tyto varianty:
- hybridní pohon; kombinace spalovacího motoru a elektropohonu, s dílčí kapacitou akumulátorů pro rekuperaci výkonu při brzdění, jízdě ze svahu, při jízdě mimo město apod.,
- elektropohon s napájením z troleje a s pomocným spalovacím motorem, který odstraňuje jeho plnou závislost na trolejích,
- elektropohon plně napájený z akumulátorů, s dobíjením ze sítě,
- elektropohon napájený z palivových článků, palivem je vodík nebo některé uhlovodíky.
Tyto konstrukce umožňují výrazně snížit nebo případně úplně odstranit spotřebu uhlovodíkových paliv, omezit výkon klasického spalovacího motoru nebo jej zcela nahradit elektropohonem, a tím také značně snížit nebo zcela odstranit produkci škodlivých emisí spalovacích motorů. Dlouhodobým vývojovým cílem jsou vozidla s nulovou hodnotou škodlivých emisí. Ve skutečnosti i u elektropohonu s dobíjením akumulátorů ze sítě se musí počítat s ekvivalentním podílem emisí z tepelných elektráren, což činí cca 2 % emisí nynějších osobních vozů. I při nejkvalitnějších akumulátorech je omezený akční rádius vozidla a významně vzrůstá jeho hmotnost. Za emisně velmi čisté se považují palivové články, produkující jen vodní páru a případně kysličník uhličitý. Vzniká zde však problém vhodného paliva, zatím jako nejperspektivnější vypadá methanol, možný je též stlačený metan, vodík aj. Největším problémem je stále ještě velmi vysoká cena palivových článků potřebného výkonu. Vyšší cena než u dosavadních vozidel se týká i ostatních uvedených řešení.
SOUČASNOST A VÝHLED CEN MOTOROVÝCH PALIV
Pro rok 2001 se globální vstupní podmínky zdají být podstatně příznivější než v minulém roce. Světová poptávka po ropě je nižší díky mírnější zimě, další pokles poptávky vyvolalo také prudké zpomalení tempa růstu hospodářství USA i následně tím vyvolaný pokles růstu v dalších státech. Dosud dlouhodobě nejrychleji rostoucí ekonomika značné části Asie je na tom v poslední době také hůře. To vše znamená nižší globální poptávku po ropě.
Podobně jako před rokem i letos se tento vývoj snaží aktivně ovlivnit země organizace OPEC. Jejich nynějším ohlášeným cílem je udržovat cenu ropy okolo 25 dolarů za barel. V lednu se proto dohodly na snížení produkce o 1,5 milionu barelů denně. Protože už v březnu cenový koš ropy poklesl na 23 dolarů za barel, dohodly se na dalším snížení produkce o 1 milion barelů denně, což je asi 4% dosavadního objemu těžby. A to už je dohromady silný pokles. Očekávají přitom, že i nečlenské země OPEC sníží těžbu o dalších 0,2 – 0,3 milionu barelů denně. A kdyby ani to nepomohlo, jsou připraveny se v červnu dohodnout na dalším snížení.
Jaký bude letos cenový vývoj motorových paliv u nás, není snadné předpovídat. Ale naše vazba na světovou ekonomiku je přitom zcela nepochybná a významná. Případné výkyvy světových cen ropy, pokud by se držely opravdu jen v rozmezí 23 – 25 dolarů za barel, by nemohly tuzemské ceny motorových paliv příliš rozkývat, nejvýše o pár procent. O to více je však potřeba počítat se snahou některých hráčů na tuzemském trhu o opakování alespoň sezónního výkyvu spotřebitelských cen paliv. Dále by ještě mohl mít vliv na cenu paliv vývoj kursu koruny k dolaru, předvídat jeho případné kolísání je ovšem mnohem obtížnější.
Stav letošních tuzemských cen tekutých paliv je následující. Na začátku února 2001 byly spotřebitelské ceny paliv nejčastěji v rozmezí: benzín Natural 25,30 – 26,30 Kč a motorová nafta 23,90 – 25,30 Kč za litr. Na začátku března to bylo u benzínu 25,10 – 26,60 Kč a u nafty 23,40 – 25,30 Kč za litr, takže prakticky žádný růst. Byla to úroveň značně nižší než v průběhu minulého roku, dokonce asi přechodně minimální. Růst začal koncem března až začátkem dubna a již v polovině května se cena benzínu přiblížila 30 Kč za litr, přičemž světová cena ropy se dostala ve stejné době na 28 dolarů za barel. Přitom přicházejí zprávy o nedostatku benzínu např. v USA a ve Švédsku. Kurs koruny se pohybuje vzhůru zatím jen mírně, zhruba z 38 na 39 Kč za dolar. Cena paliv u nás však nyní roste rychleji než loni, více než loni a více než by odpovídalo růstu ceny suroviny – ropy. Takže o mírném sezónním růstu cen paliv se nám může jen zdát.
SOUHRN
V příspěvku bylo poukázáno na vliv jednotlivých faktorů na tuzemské spotřebitelské ceny motorových paliv. S přibližující se mezí vyčerpání zdrojů ropy je potřeba počítat s růstem její ceny. S návratem k levnému palivu příliš počítat nelze a naopak je potřeba hledat možnosti snižování spotřeby paliv i případná alternativní paliva. Diskutována jsou proto alternativní paliva a biopaliva a některé jejich příznivé vlastnosti.
Dlouhodobý trend růstu cen motorových paliv spolu s rostoucí konkurencí ve výrobě a prodeji motorových vozidel vede výrobce k vývoji vozidel s nižší spotřebou paliva. Větší růst cen paliv v poslední době tuto tendenci ještě zvýrazňuje. K dosažení tohoto cíle se využívá celé řady konstrukčních novinek, většina z nich však dává významnější přínos až v kombinaci s inteligentním elektronickým řízením. Elektronika se tak v poslední době stala patrně nejproduktivnějším faktorem při snižování spotřeby paliva i při zlepšování řady dalších užitných vlastností vozidel, zejména ve vztahu k omezování emisí škodlivin a k aktivní bezpečnosti vozidel.
Ing. Jan Bouček
Česká zemědělská univerzita v Praze, Technická fakulta, Katedra automobilů a traktorů
