Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

MOBILITA VE SPOLEČNOSTI A JEJÍ ENERGETICKÉ DŮSLEDKY Zdeněk Čeřovský FEL ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "MOBILITA VE SPOLEČNOSTI A JEJÍ ENERGETICKÉ DŮSLEDKY Zdeněk Čeřovský FEL ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha."— Transkript prezentace:

1 MOBILITA VE SPOLEČNOSTI A JEJÍ ENERGETICKÉ DŮSLEDKY Zdeněk Čeřovský FEL ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

2 Obsah přednášky. Současná spotřeba energie společnosti. Současný podíl energie potřebné pro mobilitu. Význam automobilů v celkové mobilitě. Perspektivy růstu počtu automobilů. Energetické důsledky vyvolané rostoucí mobilitou. Růst škodlivých vlivů na životní prostředí. Změny klimatu ? Jaké možnosti řešení přináší současná technika ? Závěry. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

3 Současná spotřeba energie společnosti Podíl energie potřebné pro mobilitu na celkové spotřebě Význam slova mobilita je velmi široký. Není ani do dneška ustálený. V plné šíři slova jde o všechny aktivity spojené s přepravou osob, zboží a surovin. Pro názornost uvádím přehled spotřeby energie ve světě podle účelu použití. Státy ve skupině Růst celkové energie Růst energie pro mobilitu Procento energie pro mobilitu OECD 1,21 1,4733% Sev. Am. 1,131,330% Evropa 1,11,3522% Spotřeba energie ve státech OECD, severní Ameriky a Evropy Růst energie ve státech OECD, severní Ameriky a Evropy. Podíl spotřeby energie pro mobilitu Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha 1 toe = 1 tonne of oil equivalent = 11,63 MWh OECD Organisation for Economic Cooperation and Development: 34 významných států světa. Evropa, USA, Japonsko, a další

4 Vývoj spotřeby energie v letech 1999 až 2009 v České republice. Spotřeba energie v České republice. V letech 2006 a 2007 dokonce klesá. Vliv krize? Spotřeba energie pro mobilitu však stále roste. Roste i její podíl na celkové spotřebě a blíží se 30%. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha PJ = Peta Joule = deset na patnáctou Joule

5 Dopravní výkon v počtu dopravených osob x km Podíly jednotlivých druhů dopravy na výkonech V České republice Dopravní výkon se počítá každý rok jako 100%. Graf neznázorňuje růst spotřeby, ale sleduje podíl různých druhů dopravy. Význam automobilů v celkové mobilitě. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

6 Okamžitý závěr: Současná mobilita spotřebuje 30% energie spotřebovávané na světě. Největší podíl je tvořen silniční dopravou. Automobily tvoří největší spotřebu. Odhad počtu automobilů s respektováním Číny, Indie a rozvojových zemí Perspektivy růstu počtu automobilů. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha miliardy léta

7 Jak získáváme energii pro dopravu ? Většina energie používaná pro dopravu pozemní, leteckou a lodní pochází ze spalování ropy. Energetické důsledky vyvolané rostoucí mobilitou. Problém spotřeby přírodní ropy. Současné analysy neprokazují nebezpečí bezprostředního vyčerpání přírodních zásob, ale upozorňují na světovou nervozitu a snahy zabezpečit si zdroje pro konkrétní národní ekonomiky. Vyskytnuvší se úvahy o tom, že je možná nová technologie výroby umělé ropy pomocí řas a jiných organizmů nelze v současné době pokládat za konečné řešení. Problém produkce skleníkových plynů. Ohrožuje životní prostředí velkoměst a možná i planety Země. Nový přírodní zdroj energie „ložiska břidlicového zemního plynu“ Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

8 Zdroj: European Environment Agency Energetický sektor28 % Doprava21% Průmysl20% Domácnosti17% Zemědělství10% Ostatní 4% Produkce CO2 v Evropě vyvolaná různými lidskými činnostmi Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

9 Roční produkce uhlíkových emisí v různých regionech světa Vliv skleníkových plynů na oteplování klimatu planety Země je často velmi vzrušeně diskutován na různých úrovních s různou vědeckou seriózností. Emisní křivky jednotlivých oblastí jsou obdobné. Jsou pouze časově posunuté. Pokud by v budoucnu nedošlo k nějaké změně, mohly by být nebezpečné. Různé regiony světa Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

10 Tato čísla jsou malá, ale tání ledovců potvrzují, že jsou pravdivá. Ze všech diskuzí je nepochybné, že žijeme v době měnícího se klimatu, ale jaké jsou příčiny? Může růst emisí způsobit změny klimatu ? Reálný nárůst průměrné teploty Země během posledních 120 let. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

11 Zemské klima se přece měnilo, mění a nadále bude měnit. Většina známých klimatických procesů je vyvolána glaciálními a interglaciálními cykly. Avšak vliv lidské činnosti na klimatické změny nelze také zanedbávat a podceňovat. Lidé ve větším a větším měřítku produkují skleníkové plyny. Jde o spalování fosilních paliv. K tomu je nutno přičíst i agresivní zemědělství. To je vypalování a odlesňování nových zemědělských ploch. CO2 negativní vliv na klimatické změny má !. Jaké jsou příčiny ? 1.Jde pouze o produkci uhlíkových emisí? Tedy v činnost člověka? 2.Nebo jde o změny přirozené? Jednoznačná a bezesporná odpověď dosud neexistuje. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

12 Možné odpovědi jsou tři. 1.To co se měří a pozoruje je přirozené. Jsou to přirozené avšak dosud ne zcela objasněné změny, probíhající mezi jednotlivými glaciálními cykly. 2.To co se měří a pozoruje je vyvoláno lidskou činností. 3.To co se měří a pozoruje je výslednicí obou vlivů. Nejsem schopen se přiklonit bezvýhradně ani k první ani ke druhé odpovědi. Zbývá odpověď třetí. Jaký je v této situaci úkol techniky? Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

13 Jaké možnosti přináší současná technika ? Oblast strojní: Výzkum a inovace spalovacích motorů. Přechod na jiná paliva. Oblast strojní a elektrotechnická: management motoru s využitím sondy. Oblast elektrotechnická: Elektrická hybridní vozidla. Čistě elektrická vozidla. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

14 Snížení emisí (g/km) u osobních vozidel s pohonem na zemní plyn a naftu (100 %) Prach10% SO210% HC20% NO20% CO50% Oblast strojní Přechod na plynná paliva hlavně zemní plyn plyn Objevila se ložiska v břidlicích v USA, Rusko a jinde LNG liquid natural gas CNG stlačen zemní plyn

15 Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha Snížení emisí (g/km) u osobních vozidel s pohonem na zemní plyn a benzín (100 %) HC20% NO80% CO25% CO275% Nahradíme-li benzin zemním plynem, klesnou emise oxidů dusíku o 20 % [25], oxidu uhličitého o 25 % [25], oxidu uhelnatého o 75 % [25] a reaktivních uhlovodíků o 80 % [25]. Navíc se prakticky eliminuje vznik tuhých částic.

16 Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha Právní normy platící pro průměry škodlivin všech ročně vyrobených automobilů příslušné kategorie. Plán jednotného evropského dopravního prostoru EU. Nespecifikuje palivo, ale specifikuje nově vyráběné automobily. Nařízení č. 443/2009/ES: snížit u nových osobních automobilů produkci CO2 na 130 g/km od r Nařízení č. 333/2014/ES snížit u nových osobních automobilů produkci CO2 na 95 g/km od r Nařízení č. 510/2011/ES snížit u lehkých užitkových vozidel produkci CO2 na 175 g/km od r Nařízení č. 253/2014/ES snížit u lehkých užitkových vozidel produkci CO2 na 147 g/km od r. 2020

17 SIMULATION RESULTS First case. Hybrid electric car Second case. Conventional car Vehicle type, manufacturer Model Škoda Fabia 1.2HTP Driving CycleNEDC Total mass (kg) Specific Consumption during total NEDC (l/100km) Total emissions CO 2 (g) Specific emissions (g/km) Hybridization effect Percentage Specific Consumption during total NEDC (l/100km) decrease 13 % Total emissions CO 2 (g) decrease 13 % Specific emissions (g/km) decrease 13 % Vlastnosti hybridních vozidel spotřeba paliva a produkce CO2 Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

18 Vlastnosti hybridních vozidel a elektromobilů Vliv hybridizace na účinnost pohonu Srovnání celkových „účinností“ v evropském jízdním cyklu NEDC FSI benzinový motor se vstřikem paliva TDI turbocharched diesel injection H2ICE spal. Motor na vodík FC palivový článek ELVElektromobil Pramen: Výzkumné centrum JB. Prof. Macek Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

19 Vlastnosti elektrických vozidel Účinnost a produkce CO 2 Účinnost využití elektrické energie je vysoká až 70%, včetně rozvodu elektrické energie. Produkce CO 2 v místě pohybu vozidla je nulová. Zůstala však v elektrárně. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

20 Well to Tank CO2 [g/km] v NEDC Tank to Wheels CO2 [g/km] v NEDC Celkové emise CO2 [g/km] v NEDC Konvenční vozidlo: Elektrické vozidlo: EU-27 mix % Nukleární % Obnovitelné 53% Fosilní Francouzský mix % Nukleární % Obnovitelné 5% Fosilní Větší využití obnovitelných zdrojů 30% Photovoltaické články ve voze % Další obnovitelné zdroje 10% Fosilní Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

21 Typ zdroje primární energie Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

22 Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze – K ELEKTROMOBILITA Výchozí parametry: Spotřeba vozidla: 12,5 kWh/100 km (bez přídavných spotřebičů při průměrné rychlosti 25 km/h) Hmotnost vozidla (včetně řidiče): kg Hmotnost baterie (po celou sledovanou dobu) : 200 kg Očekávané trendy v dojezdu automobilu s NiMH a Li-Ion akumulátory

23 Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

24

25 Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze – K ELEKTROMOBILITA Úrovně nabíjecích výkonů v závislosti na velikosti vozidla a nabíjecí době Potřebné nabíjecí výkony pro rychlé nabíjení elektrických vozidel již nejsou běžně dostupné v domovní napájecí síti. Pro tyto výkony je nutné vybudovat speciální nabíjecí stanice s přípojkami na úrovni VN 22 kV. Než bude tato infrastruktura vybudována, najdou uplatnění autarkické hybridní pohony (HEV), které nevyžadují žádnou změnu infrastruktury. Řešitelné jsou pouze PHEV s nabíjecí dobou 6 -8 hodin výkonem cca 2-3 kW. 100% SOC procentuální nabití baterie

26 Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

27 Závěry Mobilita je největší spotřebitel energie30% z celkové spotřeby energie Silniční doprava (automobily)80% z energie pro mobilitu Energie pro silniční dopravu se získává z ropy Ropa je nevratný nosič energie. Její naleziště jsou předmětem mezinárodních zájmů Spalování produkuje CO2. Ročně vypouštíme do ovzduší 6400 miliónů metrických tun emisí uhlíkatých sloučenin Žijeme v době měnícího se klimatu. Mizení ledovců v Arktidě a Antarktidě Příčiny nejsou známé Produkce CO2 je tak velká, že může být jednou z vážných příčin Vědecký pokrok v technice přináší významné výsledky Inovace spalovacích motorů. Přechod na jiná paliva. Elektronické řízení motorů. sonda. Hybridní vozidla. Snížení spotřeby paliva a emisí asi o 10% Elektromobily. Energetická účinnost až 70%. Snížení emisí až o 80% Akční rádius je asi 150km. Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha

28 DĚKUJI ZA POZORNOST Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha


Stáhnout ppt "MOBILITA VE SPOLEČNOSTI A JEJÍ ENERGETICKÉ DŮSLEDKY Zdeněk Čeřovský FEL ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha."

Podobné prezentace


Reklamy Google