Růst počtu elektromobilů a dobíjecích stanic je nezastavitelný, elektromobily se mohou stát dominantním způsobem dopravy budoucnosti. Jak ale vlastně takové dobíjení eletromobilu vypadá? Kde, za kolik a jak rychle se dá takový elektromobil dobít? Kolik stojí domácí elektronabíječka (tzv. wallbox) a jaká je jeho návratnost fotovoltaiky s wallboxem s dotací i bez státní podpory na wallboxy v roce 2024? A vyplatí se vůbec pořídit si elektromobil? To vše se vám pokusíme osvětlit v kompletní průvodci elektromobilitou na rok 2024.

Elektromobilita představuje stále více preferovanou formu dopravy, což dokazuje jak extrémně rychlé přeorientování se automobilového průmyslu na elektroautomobily, tak i raketový vzrůst relativně nové automobilky Tesla.

Stejný trend spojený s rozmachem eletromobility je patrný i u nás v ČR. Jenom v roce 2022 bylo evidováno 2 643 dobíjecích bodů ve 1 364 stanicích po celé zemi, což ukazuje na rostoucí zájem o elektromobilitu a také o možnosti jejich ekologického nabíjení. V loňském roce 2023 došlo k výraznému nárůstu počtu dobíjecích stanic a dobíjecích bodů, kdy 31.7.2023 bylo v provozu již 4 051 dobíjecích bodů k dobíjení elektromobilů nebo, plug in hybridů a 2 170 dobíjecích stanic.

Během roku 2023 bylo v České republice registrováno již 6 701 nových elektromobilů (pokud zde nepočítáme také hybridní auta „do zásuvky“). To sice představuje 70% meziroční nárůst, ale s celkovým tržním podílem 3 % stále patříme v tomto ohledu mezi země s nejpomalejším růstem elektroaut v EU. Dá se tedy předpokládat, že rok 2024 přinese díky zlevňování elektroaut a rozšiřující se nabídce elektromobilů nárůst tržního podílu na minimálně 5 %. Významnou roli v tom budou hrát zejména nejspíše také nové dotace pro firmy, které by měly být vypsány v březnu 2024 a blížící se povinný ESG reporting pro korporace, které tak budou elektromobily díky tomu také houfně pořizovat.

Elektromobilita otevírá společnosti dveře pro udržitelnější způsoby dopravy zejména díky ekologičtější formě paliva – elektřiny, která by v budoucnu měla primárně pocházet z obnovitelných zdrojů, kde hrají prim právě solární elektrárny.

Právě fotovoltaika umožňuje domácnostem i firmám nejenom minimalizovat provozní náklady, ale zároveň celý tento ekosystém pomáhá snižovat uhlíkovou stopu.

Pojďme si však nejdříve povědět něco benefitech elektroautomobilů a také o tom, proč nabíječky na elektromobily zažívají tak rapidní rozmach.

Proč jsou elektroauta dnes tak populární a síť elektronabíječek se postupně rozrůstá?

Mezi hlavními důvody lze zmínit již výše uvedený bezemisní provoz a nižší dopad dopravy na klimatické změny a zároveň větší ekonomičnost. Tyto důvody udělaly z elektromobility dopravní odvětví budoucnosti. Kromě toho mluví však pro elektromobilitu také cena za ujetý kilometr – s elektromobilem bylo možné v předchozích letech snížit náklady spojené za provoz automobilu až o 75 %.

Další velkou výhodou elektromobilů je i jejich bezúdržbovost, tichý provoz a také nejnižší povinné ručení v ČR.. Elektromobily mají totiž mnohem méně pohyblivých částí než spalovací vozy, což znamená nižší náklady na údržbu.

Jedním z dalších klíčových faktorů, který mluví ve prospěch elektroaut, je také hodnota elektromobilů na druhotném trhu s ojetinami. Díky rostoucí poptávce po ekologických a úsporných vozidlech může být prodej elektromobilu na druhotném trhu výhodnější, než prodej auta se spalovacím motorem. I elektromobily starší generace si mohou proto stále udržovat svou relativně vysokou hodnotu a jejich prodej může být i později stále výhodný. Neztrácejí totiž v čase tolik na ceně. Starší modely elektroaut mohou zůstat na trhu s ojetvými vozidly konkurenceschopné a žádané, i přestože nové modely postupně disponují vyšší výkonností a vyšším dojezdem na baterii.

Dalším faktorem, který přispívá k atraktivitě elektromobilů jakožto investice s dlouhodobou hodnotou, je jejich předpokládaná delší životnost ve srovnání s vozidly na spalovací pohonné hmoty.

Vlastníci elektromobilů tak mohou počítat s celkově výrazně nižšími provozními náklady za automobil poháněný elektřinou (jak za opravy, tak palivo/dobíjení, pojištění).

Další z důležitých důvodů tohoto trendu jsou také bezesporu vysoké dotace z EU – a to nejen na elektromobily, ale i jejich dobíječky. Snad nejspornější otázkou v oblasti elektromobility bylo právě dobíjení elektromobilů – domácí dobíjecí stanice pro elektromobily (wallboxy) jsou dnes finančně dostupné a umožňují rychlé i bezpečné nabíjení.

Další výhody zahrnují také možnost bezplatného parkování v mnoha velkých městech a supermarketech a možnost používat dálnice bez nutnosti dálničních známek.

Z počátku byla hlavní nevýhoda elektroautomobilů jejich maximální dojezd na jedno nabití, který byl dříve limitován na hodnoty kolem 200-300km. Ale i tento nedostatek se postupně smazává. Elektrické vozidlo může dnes hravě zvládnout klidně až kolem 400-600 km.

Ale určitě neplatí, že tuto dojezdovou vzdálenost mají všechny eletroauta na trhu. Dojezdové vzdálenosti jednotlivých typů a značek elektroaut se liší model od modelu. Stejně tak i výsledné ceny za pořízení elektrovozu se budou lišit i v závilosti na tom, pro jaký účel elektrovůz pořizujete a jakou výbavu požadujete – kupříkladu Renault Twingo Electric s dojezdem 150km je určený hlavně na ježdění po městě, kde tato kapacita plně dostačuje – nelze tedy brát dojezdovou vzdálenost jen podle čísel v tabulce, ale je třeba zohlednit právě onen účel použití.

Jak je ale patrné z testů elektroaut pozdějšího data, tak se rapidně zvyšuje dojezdová vzdálenost všech elektroaut a pohybuje se na hodnotě kolem 300-400 km. Velkým tématem bude určitě do budoucna také minimalizace degradace baterií, aby automobily i po letech měly stále dostatečnou “dojezdovost”. Na druhou stranu právě úspory za palivo by měly pomoci již nyní tento faktor bez problému kompenzovat. Více o degradaci baterií u elektroaut se můžete dočíst zde.

Test dojezdové vzdálenosti elektromobilů od NAF (rok 2021)

Takto kupříkladu vypadala dojezdová vzdálenost elektrovozidel před třemi lety (rok 2021), kterou testovala Norská Automobilová Federace (NAF).

Test elektromobilů od autoklubu ADAC

Pokud byste se chtěli podívat na o něco aktuálnější test elektroaut a mít i určité další srovnání, tak německý autoklub ADAC nedávno (data k roku 2023) představil žebříček elektromobilů, u kterých měřil reálných dojezd za pokud možno stejných podmínek. Díky tomu si lze poměrně dobře udělat přehled o schopnostech jednotlivých modelů elektrovozů.

Celkové výsledky testu eletromobilů a jejich dojezdové vzdálenosti od ADAC (rok 2023)

Jakou má životnost baterie v elektromobilu?

Kromě dojezdu elektroaut, jenž často omílá laická veřejnost jako jeden z hlavních důvodů proti nákupu, je hned na druhé místě životnost baterie jednou z nejčastějších obav lidí, proč se bojí přejít od aut se spalovacím motorem k elektromobilům.

Dalším často skloňovaným tématem je samotná recyklace baterií z elektroaut.

Jak tomu tedy je samotnou výdrží baterií po letech?

Každá baterie v elektromobilu postupem času přirozeně přichází o část své kapacity, což je jev známý jako degradace baterie. Tento úbytek kapacity se však odehrává velmi pozvolna, a díky pokročilým technologiím a designu používaným v současných bateriích je jejich vliv na funkčnost elektromobilů opravdu velmi nízká.

Obvyklý roční úbytek kapacity baterie se pohybuje v rozmezí 2-4 % (viz i český test elektroaut v našich podmínkách), což implikuje, že i po deseti letech používání by baterie měla zachovávat přes 70 % své původní kapacity.

Vždy však degradace baterie závisí na mnoha faktorech – odvíjí se nejenom od modelu vozidla a typu jeho použité baterie, ale také od samotného zacházení s baterií u vozidla.

U některých elektroaut může být baterie šetrněji využívána během jízdy. Stejně tak vliv na baterii a její degradaci může mít i forma nabíjení a také skladování.

Protože proměných, které ovlivňují nebo mohou ovlivňovat stav i degradaci baterií u elektroaut, je celá řada, liší se tak i výsledky samotných reálných testů. I přes rozdílné výsledky se z nich dá však odvodit, že s degradací baterií to není až tak žhavé. Stav baterií elektroaut se zhoršuje určitě časem, ale i dle reálných testů je to v řádu pár procent za rok (viz test níže – je třeba však celkovou degradaci v tabulce vydělit počtem roků provozu elektromobilu a případně započíst/přepočítat jednotlivé ujeté kilometry). Při započtení pak také samotné úspory a nižších nákladů na provoz se stále elektroautomobil vyplatí.

Podle dat zveřejněných Norem Bjørnem Nylandem, který patří mezi známé a uznáváné testery elektromobilů, všechna testovaná vozidla v průměru najela 107 916 kilometrů a jejich průměrná degradace baterie se pohybovala okolo 13,4 %.

Degradace baterie u elektroaut od Bjørna Nylandema

Jeden z testů v českých podmínkách prokázal, že u testovaného elektrovozidla Hyundai Ioniq Electric 28 kWh s nájezdem 224 tisíc kilometrů docházelo k šetrnějšími čerpání baterie (spotřeba 11 kWh/100 km), v případě toho samého modelu elektromobilu s menším nájezdem byla průměrná spotřeba o něco vyšší (pod 14 kWh/100 km).

První testovaný elektromobil Hyundai Ioniq Electric 28 kWh, který s baterií pracoval šetrněji, byl nabíjený cca 50:50 AC vs DC. Druhý byl z 80 % nabíjen na DC. I tento faktor tak může mít pozitivní vliv na menší degradaci, a to i přes to, že by pomalé AC nabíjení elektromobilům mělo bateriím více svědčit.

Více o tomto praktickém testu elektroaut v ČR se můžete dočíst zde.

Stejně tak i extrémní teploty mohou proces degradace baterie urychlit.

Váš elektromobil se v extrémním horku téměř jistě jen tak úplně nevypne, jako se často lidé obávají, a i když můžete zaznamenat určitý krátkodobý vliv na dojezd, skutečným problémem je dlouhodobé zdraví baterie (extrémně nízké teploty spíše způsobí okamžitý a intenzivní vliv na dojezd – příliš nízká venkovní teplota může zapříčinit nárůst vnitřního odporu akumulátorů a tím k snížení množství energie, které se podařilo z článku získat). Pokud váš elektromobil stojí v extrémním horku, může to vést k rychlejšímu stárnutí, které zase zkracuje životnost baterie.

Dnešní elektromobily jsou však konstruovány tak, aby byl dopad těchto nepříznivých faktorů na baterii co nejnižší, čímž se zajišťuje, že dojezd a celková životnost vozidla zůstávají na optimální úrovni. Vývojáři elektromobilů intenzivně pracují na prodloužení životnosti baterií a redukci jejich degradace. Pro dosažení tohoto cíle implementují pokročilé systémy pro správu energie, které neustále sledují a optimalizují procesy nabíjení a vybíjení baterie. Současně dochází k neustálému pokroku v oblasti bateriových technologií, což zahrnuje nejen zvyšování kapacity, ale i zlepšování odolnosti proti degradaci. V důsledku toho se očekává, že elektromobily, které budou vyrobeny v budoucnu, budou disponovat bateriemi s ještě delší životností.

Jak je to s recyklací elektromobilů?

S rozmachem rozvoje elektroaut ve světě se nabízí jedna velice důležitá otázka – kolik odpadu baterie vyprodukují? A dají se recyklovat a jak efektivní je recyklace elektroaut a jejich baterií?

Již nyní se celý automobilový průmysl zaměřuje na vývoj uzavřeného systému recyklace, aby se snížila celková uhlíková stopa nejenom klasických automobilů se spalovacím motorem, ale také nově vzniklých elektroaut.

Aby bylo možné zajistit, že každá část vozidla bude recyklovatelná. A to počínaje nejenom recyklací baterií, ale také zpracování použitých kabelů, plastů i nebezpečných kovů v elektrolytu baterie.

Automobilový průmysl postupně směřuje k tomu, aby všechny baterie byly v budoucnu použitelné a recyklovatelné. Výrobci automobilů jako Volvo, BMW, Nissan, Honda, Renault a Jaguar již pracují na řešení sekundárního využití použitých baterií.

Volvo spolupracuje s firmou BatteryLoop na vývoji baterií pro elektromobily, které mohou sloužit jako systémy pro ukládání solární energie. Tesla a Nissan se zaměřují na opětovné využití baterií z automobilů pro ukládání energie. BMW spolupracuje s firmou Off Grid Energy na vytváření přenosných energetických jednotek z baterií, které dosáhly konce své životnosti.

Renault zahájil v roce 2020 projekt SmartHub s cílem poskytovat energii pro sociální bydlení a místní podniky, využívajíc k tomu 1000 baterií z elektroaut druhého života. Tento systém by mohl denně pokrýt energetické potřeby až 1700 domácností.

Aktivit v tomto ohledu tak vzniká celá řada a dá se předpokládat, že některá z automobilek přijde brzy s nějakou přelomovou technologií.

Kam však s bateriemi z elektroaut na konci své životnosti, které již využít nelze?

Existuje nějaké řešení pro skutečnou recyklaci baterií?

Jelikož lithium-iontové baterie používané v elektromobilech obsahují mnoho cenných materiálů, které stojí za to získat zpět, běžně se dnes rozebírají a drtí za účelem recyklace. Po rozdrcení jsou materiály prosety a roztříděny podle své povahy a velikosti. Jedná se o plasty, železné materiály a neželezný materiál neboli bylou “černou” hmotu. Tato černá hmota se skládá z kobaltu, lithia, niklu a manganu. Použití hydro- a pyrometalurgie může pomoci získat každý z těchto materiálů zvlášť a opět jej tak využít ve výrobním proceu.

Hydrometalurgie je stejný proces, který se používá k získávání materiálů z vytěžených rud. Při hydrometalurgické recyklaci se kritické materiály vloží do rozpouštědla a extrahují se metodami extrakce rozpouštědlem, srážení a čištění. Recyklační společnosti tvrdí, že míra využití je 95 až 98 %.

Obecně je však finančně výhodnější recyklovat baterie pro elektronická vozidla a vyrábět z nich zcela nové autobaterie, než je používat pro méně náročné aplikace, jako je skladování energie.

To však není vše – automobilový průmysl experimentuje i s dalšími variantami. Za zmínku stojí:

• Baterie s pevným elektrolytem – automobilové společnosti experimentují s polovodičovými bateriemi, protože jsou účinnější a méně hořlavé. Polovodičové baterie mohou uchovávat více energie, jsou bezpečnější a nabíjejí se rychleji než lithium-iontové, ale zase celý proces jejich recyklace je dosti odlišný od lithium-iontových baterií. Baterie s pevným elektrolytem je typ baterie, která používá pevné elektrody i pevný elektrolyt (na rozdíl od kapaliny nebo polymeru v lithium-iontových nebo lithium-polymerových akumulátorech). Elektromobily obecně nepoužívají baterie s pevným elektrolytem, protože je obtížné je vyrábět v masovějším měřítku. Přestože byl pevný elektrolyt vynalezen už v 19. století, doposud právě kvůli přetrvávajícím konstrukčním potížím, tak se jej nepodařilo vyrábět tak, aby se to automobilkám vyplatilo.  Zejména tento fakt bránil až doposud širšímu rozvoji těchto akumulátorů. Ale samotný vývoj již hodně pokročil zejména na konci 20. století a na začátku 21. století v souvislosti v vývojem elektrických automobilů. A rozhodně tato technologie není mrtvá – kupříkladu automobilka Nissan již odstartovala program “Ambition 2030” a cílem tohoto programu je do roku 2028 uvést na trh automobil s bateriemi využívající pevný elektrolyt. A kromě toho se také Nissan snaží snížit cenový rozdíl mezi automobily se spalovacím motorem a elektromobily.
• Nano-křemíkové baterie – americká společnost OneD Battery Sciences představila nanokřemíkovou technologii nazvanou SINANODE. Snaží se tak (a vypadá že zatím úspěšně) zjednodušit nanokřemíkovou technologii a zlepšit její nákladovou efektivitu při výrobě. SINNODE je proces přeplňování komerčního grafitu tavením velkého množství křemíkových nanodrátků, při němž na každé částici grafitu vznikají tisíce křemíkových nanodrátků. Křemík dokáže ztrojnásobit množství uložené energie, zkrátit dobu nabíjení o 50 % a snížit výrobní náklady.
• Sodíko-iontové baterie – sodík je ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi levnější a jeho výskyt je daleko hojnější, navíc jej lze recyklovat podle stejných postupů, které se využívájí již dnes. Výrobci pracují na jeho zdokonalení a brzy bychom jím mohli nahradit ony dnes využívané lithium-iontové baterie. Technologie, která by ze sodíko-iontových baterií výrazně zlepšila výtěžnost, však zatím nebyla vytvořena.

Jak funguje nabíjení elektromobilu prostřednictvím fotovoltaiky?

Domácnosti, které již dnes využívají solární elektrárny, mohou přebytečnou energii ze solárů efektivně využívat nejen pro ohřev vody, ale i pro nabíjení elektromobilů.

Dobíjecí stanice mohou dnes již umí velice efektivně optimalizovat využití solární energie, což představuje další alternativu k odesílání přebytků energie do běžné elektrické sítě. Jednoduše, když jste již nabili své solární baterie na maximum a  nevyplatí se vám zrovna vyrobenou energii prodávat do sítě, můžete si nabít svůj elektroautomobil a jezdit tak v podstatě skoro zadarmo.

Moderní nabíjecí stanice pro elektromobily jsou navrženy tak, aby umožňovaly flexibilní využívání energie vyrobené ze solárů. Je možné je konfigurovat různými způsoby, včetně režimu, kdy se elektromobil nabíjí nezávisle na tom, jestli právě vyrábíte elektřinu z fotovoltaiky nebo ne. Pro majitele výkonnějších solárních systémů existuje možnost nastavit nabíječku tak, aby došlo k dobíjení baterie vozidla zejména ve chvíli, kdy solární panely produkují nejvyšší množství energie nebo z akumulačních baterií, je-li to třeba. Vše se dá dnes jednoduše nastavit tak, aby docházelo k minimálnímu využití energie ze sítě ve špičce.

K nabíjení elektroautomobilu však lze využít kromě vlastní domácí elektronabíječky také i veřejně dobíjecí stanice, vznikají také první dobíjecí firemní parky, kde si mohou dobíjet vozidla zaměstnanci, stejně tak některé supermarkety umožňují zatím nabíjení zdarma, aby přílakali nové návštěvníky.

Kolik stojí dobití elektromobilu?

Průměrná cena elektřiny činí přibližně 4,5-5 Kč za kWh (v roce 2024). Pro ujetí 100 km elektromobil typicky spotřebuje okolo 15 kWh. To znamená, že náklady na domácí nabíjení při využití elektřiny ze sítě pro ujetí této vzdálenosti jsou přibližně 67,5 – 75 Kč.

Ovšem spotřebu elektromobilu ovlivňuje řada faktorů. Agresivní jízdní styl, vysoké rychlosti, používání masážních funkcí sedadel, vyhřívání volantu či klimatizace mohou spotřebu značně zvýšit. Počasí také hraje roli, s vyšší spotřebou v chladnějších měsících. Nicméně, elektromobily mají také systém rekuperace energie, který při brzdění pomáhá baterii dobíjet. V neposlední řadě je také třeba brát v potaz aktuální cenu elektřiny, která byla poslední roky hodně proměnlivá. I proto o to více dává smysl si pořizovat elektromobil již rovnou s fovotoltaikou.

Poznámka: Spotřeba 15 kWh na 100 km se může pohybovat u elektromobilu v městském provozu. Na okresních silnicích může být spotřeba kolem 20 kWh a na dálnici může spotřeba stoupnout až na 25 kWh. U některých těžších modelů elektromobilů lze možné očekávat ještě o něco vyšší spotřebu (zhruba o dalších 5 kWh, tzn. 30 kWh celkem).

Pro porovnání – u vozidla na benzín s průměrnou spotřebou 7 litrů na 100 km stojí doplnění paliva 267,4 Kč (při ceně 38,2 Kč za l).

U vozidla na naftu s průměrnou spotřebou 5 litrů na 100 km a cenou nafty 38,55 Kč za litr činí náklady na palivo 192,75 Kč. I v dnešních turbulentních dobách, kdy cena elektřina výrazně podražila, je elektromobil stále výrazně levnější a výhodnější alternativou.

Životnost baterie u elektromobilů a nabíjení elektromobilů

Standardní baterie pro elektromobily mají životnost mezi 1 000 – 1 500 nabíjecích cyklů, avšak na trhu se již vyskytují baterie, které vydrží až 7 000 i více cyklů.

Cena baterie má značný vliv na celkovou tržní cenu elektromobilu, přičemž odhady uvádějí, že její podíl činí zhruba 30 % z celkové ceny vozidla. Cena baterie se obvykle udává v dolarech za kilowatthodinu (USD/kWh).

Doba nabíjení elektromobilu

• Z běžné elektrické zásuvky – elektromobil se z běžné 230V zásuvky nabije během 8 až 12 hodin, což je ideální pro noční nabíjení.
• Při použití domácí nabíječky – pomocí specializované nabíječky, známé jako wallbox, lze elektromobil nabít během 3 až 5 hodin.
• Na rychlonabíjecí stanici – na těchto stanicích lze nabít celou baterii za 90 minut a dosáhnout 80 % kapacity během 30 minut.

V další části seriálu o elektromobilitě se podíváme právě na všechny možnosti nabíjení elektrovozidla i na to, co obnáší instalace domácí nabíječky.