Kamiony bez nafty? Česko už vyrábí technologie, které mohou změnit nákladní dopravu
Čistší doprava není jen otázkou osobních automobilů. Zásadní výzvou zůstávají také kamiony, lodě a v budoucnu letecká doprava. Právě pro těžkou dopravu se hledají alternativy k benzinu a naftě – od zkapalněného zemního plynu přes biometan až po vodík. Některé technologie už dnes vznikají v Děčíně.
Nákladní kamiony, obří kontejnerové lodě nebo letadla jsou nepostradatelnou součástí dnešního světa. Zároveň ale spotřebují obrovské množství energie a jejich přechod na čistší pohon je mnohem složitější než u osobních automobilů.
Jednou z cest jsou alternativní paliva. Pro jejich skladování a přepravu jsou přitom nezbytné speciální technologie. Právě ty vznikají například v Děčíně ve společnosti Chart Ferox.
Baterie nestačí, ve hře jsou LNG, biometan i vodík
U osobních aut se stále častěji mluví o elektromobilitě. U kamionů, lodí a letadel je ale situace výrazně složitější. Hmotnost baterií, dojezd i potřebná kapacita zatím podle odborníků představují zásadní limity.
„První, co nás samozřejmě může napadnout, je elektrifikace, tedy baterie. Ta technologie ještě není na takové úrovni, aby ji dálková doprava mohla plně využívat. Potom je tu kombinace dalších technologií, jako LNG nebo biometan, tedy LBG, a do budoucna vodík,“ vysvětluje Jakub Michálek, vedoucí projektového managementu a zákaznických služeb společnosti Chart Ferox.
Právě LNG, tedy zkapalněný zemní plyn, už dnes v nákladní dopravě své místo má. Kamion může tankovat na speciální stanici, která se na první pohled příliš neliší od běžné čerpací stanice.
Plyn se musí ochladit hluboko pod minus 150 stupňů
Za technologií, která umožňuje plyn skladovat v kapalném stavu, stojí kryogenika. Ta pracuje s extrémně nízkými teplotami. „Kryogenika se zabývá nízkými teplotami. Jde o teploty pod 123 kelvinů,“ popisuje Václav Roud, manažer inženýrských projektů společnosti Chart Ferox.
U zkapalněného zemního plynu je přitom nutné dostat teplotu ještě výrazně níže. Díky tomu se plyn změní na kapalinu a zásadně se zmenší jeho objem. „Plyny, když se podchladí, změní své skupenství a zmenší objem. Z 600 litrů zemního plynu tak uděláte jeden litr LNG,“ vysvětluje Roud.
Právě to je pro dopravu klíčové. Do omezeného prostoru lze uložit mnohem větší množství energie, než kdyby byl plyn skladován v běžném plynném stavu.
Chart Ferox - tak vypadá technologie pro dopravu budoucnosti. Zdroj: Se souhlasem Chart Ferox
V Děčíně vznikají desítky plnicích stanic
Kryogenní technologie přitom nejsou pouze laboratorní záležitostí. V Děčíně vznikají konkrétní zařízení, která následně míří k zákazníkům po celé Evropě. „Každým rokem stavíme 30 až 40 plnicích stanic na LNG. V Děčíně nejdříve vyslechneme zákazníka a jeho potřeby. Ty potom splníme ve fázi inženýringu a výroby,“ říká Michálek.
Společnost podle Pavla Mátla, ředitele společnosti Chart Ferox, dodala zákazníkům v Evropě už více než 150 LNG a LBG plnicích stanic.
Nádrž začíná obyčejným plechem
Výroba obří kryogenní nádrže může na první pohled působit jako práce s běžnými ocelovými díly. Uvnitř se ale skrývá technologie, která musí bezpečně zvládnout extrémní teploty. „Přijde plech, který se opracuje, zkruží a svaří do prstenců, které následně svařujeme dál k sobě. Zasouvá se vnitřní nádoba, která je vyrobena ze stejných plechů, ale nerezových,“ popisuje Roud.
Důležitou součástí je také dno nádrže, kterým prochází potřebné technologie. Po uzavření nádoby se vytvoří vakuum, které funguje jako účinná tepelná izolace.
Výsledkem mohou být skutečně obří zásobníky. Jedna z nádrží vyrobených v Děčíně má objem milion litrů a během několika měsíců má zamířit do Litvy, kde poslouží při výstavbě LNG terminálu.
Bezpečnost je u kapalných plynů klíčová
Práce s extrémně chladnými látkami vyžaduje důkladné testování. Každá nádrž proto před uvedením do provozu prochází několika kontrolami. „První fází jsou suché testy, kdy se prověřuje kompletnost dodávky, zda je všechno na svém místě, všechno těsné a funguje, jak má. Když dostaneme všechna potřebná povolení, poprvé nádrž plníme kapalným dusíkem. Potom ho vypustíme a dochází k prvnímu plnění LNG,“ popisuje Roud.
Na výrobě se proto podílí široké spektrum odborníků – od konstruktérů a projektových inženýrů až po kvalifikované svářeče, specialisty na automatizaci nebo odborníky na elektro a materiálové inženýrství. „Výroba je stále více automatizovaná a digitalizovaná. Role zaměstnanců se posouvá od manuální činnosti k obsluze moderních technologií, kontrole kvality a řešení technických problémů,“ říká Hana Hanušová, personální ředitelka společnosti Chart Ferox.
LNG není totéž co biometan
Při hledání čistších alternativ se stále častěji objevuje také zkratka LBG. Jde o zkapalněný biometan. Zatímco LNG pochází z fosilního zemního plynu, biometan vzniká z biologických materiálů. Podle odborníků proto nabízí potenciál pro výrazné snížení uhlíkové stopy.
„Biometan je biopalivo, které se vyrábí z biologických zbytků, tudíž jde o obnovitelný zdroj. Jeho uhlíková stopa je výrazně nižší než u LNG. Velkou výhodou LBG oproti LNG je, že můžeme využít stávající infrastrukturu,“ vysvětluje Michálek.
LNG ale podle Pavla Mátla, ředitele společnosti Chart Ferox, stále představuje důležitou součást přechodu k čistší těžké dopravě. „Zkapalněný zemní plyn hraje zásadní roli. Je široce dostupný v celé Evropě a z pohledu ekologie jeho spalováním vznikají výrazně nižší emise pevných částic, oxidů síry a dusíku i CO₂ než u tradičních paliv,“ uvádí Mátl.
Současně ale upozorňuje na zásadní rozdíl mezi fosilním LNG a obnovitelným biometanem. LNG stále vychází z fosilního zdroje, zatímco biometan je vyráběn z biomasy.
Vodík slibuje velkou změnu
Ještě dál do budoucnosti míří vodík. Při jeho využití v palivových článcích může být výsledným produktem voda, což z něj dělá velmi zajímavou alternativu pro dopravu. „Pokud je kapalný vodík vyrobený z obnovitelné elektrické energie a následně spotřebováván ve vozidle pomocí palivových článků, odpadem je pouze čistá voda,“ vysvětluje Mátl.
Kapalný vodík má ale jeden zásadní problém. Jeho skladování vyžaduje ještě extrémnější podmínky než LNG. „Vodík, když je zkapalněný, má teplotu okolo minus 253 °C. To je obrovská výzva jak pro izolaci, tak pro samotnou práci s touto kapalinou“, upozorňuje Roud.
Právě proto je technologie pro vodíkovou dopravu stále ve fázi vývoje a testování.
Lodě a letadla už nejsou jen vzdálenou budoucností
Vodík přitom nemusí zůstat pouze u autobusů nebo vlaků. Vývoj se postupně zaměřuje také na mnohem větší dopravní prostředky. „Během léta jsme dokončili testování prvního prototypu našeho systému pro vodíkové lodě. Chart Ferox se podílí také na projektu Goliat, který vede společnost Airbus, kde vyvíjíme vysokoobjemový systém plnění letadel“, říká Roud.
Právě těžká nákladní doprava, lodní doprava a letectví mohou být oblastmi, kde budou alternativní paliva v budoucnu hrát zásadní roli. Elektrifikace pomocí klasických baterií je totiž u největších strojů technicky mnohem náročnější.
Rozhodne nakonec cena
Přestože vodík nabízí velký potenciál, jeho masovému rozšíření zatím brání mimo jiné ekonomika. „Pokud se kilogram vodíku dostane na cenu, která bude konkurenceschopná vůči konvenčním palivům, bude mít velkou šanci. Dnes jsme v situaci, kdy je LNG výhodnější než diesel. V okamžiku, kdy bude vodík výhodnější na výrobu, nahradí LNG,“ předpokládá Roud.
Budoucnost těžké dopravy tak pravděpodobně nebude stát na jediném palivu. Vedle sebe mohou fungovat různé technologie podle typu vozidla, vzdálenosti i dostupné infrastruktury.
Kryogenika může propojit energetiku a dopravu
Význam kryogenních technologií ale nekončí u samotných nákladních aut. Podle Mátla mohou pomoci také s ukládáním a přepravou energie. „Zkapalněním plynů výrazně zmenšíme jejich objem, a tím je můžeme skladovat a přepravovat. Pro dopravu je důležité, že v omezeném prostoru získáme co nejvíce energie,“ vysvětluje.
U vodíku pak může být podle něj zajímavé také propojení s obnovitelnými zdroji. Elektřina vyrobená ze slunce nebo větru se může využít k výrobě vodíku, který lze následně skladovat a přepravovat. Energie tak nemusí být využita pouze v okamžiku, kdy ji obnovitelný zdroj právě vyrábí.
Čistší doprava nebude jen o jednom řešení
Cesta k čistší nákladní dopravě proto nebude jednoduchá ani jednotná. LNG může sloužit jako dostupná alternativa pro současnost, biometan nabízí možnost využít obnovitelný zdroj při zachování části existující infrastruktury a vodík představuje technologii s potenciálem pro další desetiletí.
Zásadní přitom nebude jen to, jaké palivo dokáže snížit emise. Rozhodovat bude také cena, dostupnost, infrastruktura a schopnost bezpečně palivo skladovat a přepravovat. A právě tady mohou hrát kryogenní technologie zásadní roli. Bez nich by se totiž některé z nejzajímavějších alternativ pro kamiony, lodě a letadla do praxe dostávaly jen velmi obtížně.
