MOBILITA PO ÉRE AUTOMOBILOV

Dnes sa môžeme zúčastniť na diskusii temer na každom fóre, ak oslovíme okolie témou e-mobilita, „autopilot“, resp. automatizácia pohybu človeka alebo aké zdroje pohonu – elektrická energia, ropa, slnko, voda, vietor – budú pre pohyb dôležité. V prvej priemyselnej revolúcii sa preslávila (už prekonaná) vodná para, elektromotory ako fenomén 2. priemyselnej revolúcie prešli do pohonu dopravných strojov, v 3. priemyselnej revolúcii elektronika rozhýbala komunikáciu, štvrtou priemyselnou revolúciou je megapohyb v sieťach ľudí, strojov a služieb.

Od prašných ciest po výstavbu diaľnic prešlo na európskom kontinente 500 rokov. Na Slovensku, aj keď sme mali „Magnu Viu“ (od Viedne cez celé Slovensko až po hranicu s dnešnou Ukrajinou), tiež vybudovanú pred päťsto rokmi, je potrebných ešte niekoľko rokov na zvládnutie modernej diaľnice. Jej kompletné využívanie bude však už „nedostatočné“. Výkony rastú rýchlejšie, ako uvažovali staršie projekty.

Individuálna vs. verejná doprava

Od roku 1990, temer za tridsať rokov, sme stihli na Slovensku z veľmi malého východiskového počtu temer 100 osobných automobilov na 1 000 obyvateľov pokročiť 4-násobne. Aj keď je to priemerná hodnota na každého (vrátane juniora i seniora nevyužívajúcich automobily), v miestach hustého osídlenia je ich podstatne viac. Ak uvážime trendy v západnej Európe, ktorá je v predstihu z hľadiska hustoty automobilov a úrovne využívania automobilov na individuálnu dopravu zhruba 35 rokov, my ešte musíme prejsť niekoľkými etapami na dosiahnutie ich úrovne:

• hustota automobilov na Slovensku bude stúpať do roku 2025,
• znižovanie priemerného veku automobilov u nás sa zastaví, prví vlastníci budú dlhšie využívať automobily „na starších technológiách“,
• pomalý rozvoj mestskej dopravy udrží úroveň denného pohybu na pracovné miesto,
• zamestnávajúce spoločnosti pomaly nahradia prítomnosť pracovníka na pracovisku jeho prácou cez sieť,
• ani do roku 2050 jednotlivci neprejdú na väčšie využívanie premiestňovania lietadlom v pomere k pohybu autami v západnej Európe (dnes je tam priemer za deň na obyvateľa L/OA 7/21 km, okolo roku 2050 to má byť 18/19 km/deň/obyv.).

Konštatovanie k tomuto bodu: Hlavný dopravný prostriedok obyvateľa na Slovensku je jeho osobné auto. Očakávaná hustota cestnej siete a jej vyššia kvalita ešte zvýšia tempo väčšej motorizácie z dôvodu individuálnej zodpovednosti a nezávislosti. Väčší stupeň urbanizácie (dnes má Slovensko asi 58 % obyvateľov v meste, do roku 2050 OSN predpokladá v Európe priemer až 82 % mestského obyvateľstva) bude stále prinášať ďalších obyvateľov, ktorí budú mať dve (byt v meste, dom na vidieku) až tri sídla (byt, dom, chata v rekreačnom prostredí). To prinesie rozsiahlejšiu migráciu, bez možnosti využívať „pravidelnú“ verejnú dopravu. Chýbajúce možnosti využívania železnice – ani existujúce nemajú v miestach „rozptylu“ účelné prípojné spojenie – neumožňujú správať sa na úrovni doby z hľadiska cestovného času. Letecká doprava je pre naše malé územie predstaviteľná iba po dokonalej rekonštrukcii myslenia, technických prostriedkov a zväčšeného osídľovania v okolí letísk. Éra väčšieho pohybu malých lietadiel, resp. dopravných dronov si bude vyžadovať bezpečné normy pre pohyb vzduchom.

Budú autá jazdiť v pelotóne?

Preprava automobilmi u nás dosiahla úroveň dospelosti. Počet automobilov a ich využívanie spôsobuje predlžovanie času dopravy na pracovisko temer ako v západnej časti kontinentu. Hlavný dôvod je nízka priemerná rýchlosť pre spomaľujúce riešenia naviazanosti rýchlych ciest, regionálnych obchvatov a nedostavania siete lokálnych ťahov a parkovísk. Pribúdajúca snaha EŠTE VIAC zvýšiť závislosť majiteľa automobilu od elektronických riešení priniesla potichu sa zväčšujúcu „kampaň“ zavedenia novej koncepcie do premávky v mestách i mimo miest, a to AUTO riadené počítačom – skrátene autopilotom.

Norma SAE spred dvoch rokov, týkajúca sa automatizácie pohybu osobného automobilu v USA, už definuje stupne od 0 do 5, kde 0 je automobil plne riadený, brzdený, teda ovládaný človekom i s ohľadom na vyžiadané informácie. Stupeň 4 je vozidlo už plne ovládané (riadenie, brzdenie) počítačom. Až keď si počítač nebude vedieť poradiť s blížiacou sa haváriou, odovzdá ovládanie stroja človeku. Stupeň 5 – plná automatizácia – znamená, že vozidlo bude vybavené autopilotom bez ponuky „pomôž si človeče“.

Dnes, v prechodnom období, máme na ceste automobily čiastočne automatizované – napr. tempomat, získavanie informácií bez príkazu človeka, diagnostiku na palube, a iné, ale s intenzívnou snahou automobiliek, aby v blízkej budúcnosti boli v premávke automobily s viacerými stupňami automatizácie. Normy týkajúce sa hlavne „ZDIEĽANIA DÁT“, „OSOBNEJ BEZPEČNOSTI“, „BEZPEČNOSTI POČÍTAČOV (CYBER SAFETY)“, „LOKALIZÁCIE AUTOMOBILU“ (kontinentálne, štátne i lokálne), a z toho vyplývajúce reakcie áut na situáciu na ceste, prinesú možno povinne tretí jazdný pruh na diaľnice. Prvá línia – pomaly jazdiace automobily, prichádzajúce na diaľnicu, odbočujúce z diaľnice, stredný pás – automobily s autopilotom, všetky sa pohybujú rovnakou optimálnou rýchlosťou (nemajú vodiča, nemajú volant), tretí a ďalšie pásy – rýchlo sa pohybujúce automobily. Pelotón – vláčik automobilov na druhom páse bude bezpečný, dovezie ľudí do miesta odbočenia v očakávanom čase. Len emocionálny zážitok ani jedného z tam sediacich ľudí nebude ako v aute.

Doprava a siete

Od v zahraničí známej úvahy, že auto je „100“ (krát) z hľadiska spotreby materiálu a energie náročnejšie než čip, ktorý je „1“, a než myšlienka, ktorá je „temer 0“ – neprešlo veľa času. Bolo to heslo možného nástupu „produkcie a predaja myšlienok“. Neosvedčilo sa, lebo myšlienky sa dajú „kopírovať“ rýchlejšie ako výrobok do výroby zaviesť.

Rozhodujúcu úlohu aj tu zohráva energia. Žijeme v prevratnej etape rozsiahleho vstupu sietí do nášho života – z hľadiska dopravy, rýchlosti i kvality. Dnes už príprava krokov je podstatne dlhšia ako ich realizácia, automatizácia komunikácie je skôr problémom spoľahlivosti ako času. Elektrifikácia liniek a pohonu strojov vo výrobe zjednodušila pohyb vecí, elektronizácia komunikácie zjednodušila komunikáciu človeka s človekom nezávisle od lokality.

Ďalšou snahou je elektrifikovať aj pohyb po ceste. Znamenalo by to väčšinu pohonov realizovať v jednej finálnej forme – elektrickou energiou. To by znamenalo preťaženie siete. Preťažené zdroje i preťažený človek by boli častým javom. Ako príklad uvádzam, koľko energie by sme potrebovali na pohon elektrickou energiou na jedno osobné auto. Nie sú tu zohľadnené straty pri dobíjaní, životnosť akumulátora, obavy vodiča pri zmene atmosférických podmienok, periodicita postávania pri dobíjačkách a pod.

Počítajme spolu: Automobil za rok prejde 15 000 km pri priemernej spotrebe 6 kg paliva na 100 km s výhrevnosťou 41,5 MJ. Teda za rok je to 10 375 kWh. Na kolesá automobilu sa pri účinnosti 30 % dostane 3 112,5 kWh. Ak by sme chceli tieto nároky splniť elektromotorom (nech má v aute od akumulátora po koleso účinnosť 64 %), je to 4 863 kWh na jedno auto/rok. To je mierne viac, ako má Slovensko pre každého obyvateľa a všetky spotreby (priemysel, domácnosti, doprava, komunálne a verejné služby, nie energetické spotreby a. i.) dnes ročne k dispozícii. Teda pri postupnom zavádzaní elektromobilov – nie ako alternatívy, ale ako náhrady, by sme potrebovali pre 3 milióny osobných automobilov (už v roku 2025) nové siete, nové zdroje a zaťažili by sme výrobu automobilov a akumulátorov novými materiálmi.

Záver

Ak teda neurobíme nič (budeme inštalovať ďalšie spotrebiče s nie malou spotrebou elektrickej energie) – potom riskujeme začiatky nástupu výpadkov prúdu cez deň aj v noci, v lete aj v zime, pre všetkých.

Ak zväčšíme ponuku pre takých, čo na to majú, hybridom – spaľovacím motorom a elektromotorom hnaným od akumulátora s výrobou elektrickej energie palivovými článkami na palube – bude nás trápiť zložitosť, ale v meste bude menej emisií. Otázne bude, koľko vlastníkov prijme toto drahé a náročné riešenie. Jednoduchšie riešenie by bol elektromobil pre mestskú dopravu a auto so spaľovacím motorom na väčšie vzdialenosti.

Na väčšinové zastúpenie automobilov v parku iba elektromobilmi je potrebný dostatok zdrojov na výrobu elektrickej energie, ktoré nemáme. Druhou možnosťou je presvedčiť obyvateľov, že práca príde cez siete za nimi, že školy budú vyučovať „málo hovoriacich“ mladých ľudí doma, že seniori sa budú musieť naučiť liečiť sami, aby sme ušetrili pohyb s väčšími nárokmi na energiu.

doc. Ing. Ján Lešinský, CSc.
Strojnícka fakulta STU Bratislava