Obsah Obsah ................................................................................................................................................ 1 1 Úvod

1

Obsah

Obsah ... 1

1 Úvod ... 4

2 Charakteristika a teoretické vymezení předmětné problematiky, postupu a metod jejího řešení ... 5

2.1 Životní prostředí a doprava ... 5

2.1.1 Program Ostrava ... 5

2.2 Statutární město Karviná ... 6

2.3 Představení ČSAD Karviná a.s. ... 7

2.4 Statutární město Havířov ... 8

2.5 Představení ČSAD Havířov a.s. ... 9

2.6 Charakteristika alternativních paliv ... 9

2.6.1 Bioplyn ...10

2.6.2 Biopaliva ...11

2.6.3 Propan butan (LPG) ...12

2.6.4 Stlačený zemní plyn (CNG) ...12

2.6.5 Zkapalněný zemní plyn (LNG) ...13

2.6.6 Vodík / palivové články ...14

2.6.7 Elektromobily ...15

2.6.8 Hybridní vozidla ...15

2.6.9 Metanol a Dimetyleter (DME)...16

2.6.10 Zhodnocení alternativních paliv ...16

2.7 Postupy a metody řešení problematiky ...17

2.7.1 Ekologické řešení...17

2.7.2 Ekonomické řešení – Cost Benefit Analysis (CBA) ...18

3 Aplikace stanoveného postupu řešení pro konkrétní předmětnou situaci ...19

3.1 SOR Libchavy ...19

3.2 IRISBUS IVECO Vysoké Mýto ...20

2

3.3 TEDOM Třebíč ...21

3.4 Specifikace POD Karviná ...21

3.4.1 Vozový park POD Karviná ...23

3.5 Specifikace POD Havířov ...24

3.5.1 Vozový park MHD Havířov ...25

3.6 Varianty řešení transformace ...26

3.6.1 Ekologické zatížení (náklady) ...26

3.6.2 SWOT analýza zvoleného alternativního paliva ve srovnání s klasickým palivem ...27

3.6.3 Přestavby stávajících autobusů na plynové ...28

3.6.4 Pořízení nových autobusů na stlačený zemní plyn ...29

4 Hodnocení zjištěných výsledků a návrh opatření ke zvýšení efektivnosti činnosti v řešení oblasti a postup jejich aplikace ...30

4.1 Ekologická analýza ...30

4.2 Ekonomická analýza – CBA ...34

4.3 Vhodné zdroje financování – dotační programy...38

4.3.1 Program obnovy vozidel veřejné hromadné dopravy ...39

4.3.2 Dohoda mezi státem a plynárenskými společnostmi ...39

4.3.3 Regionální operační program regionu soudržnosti Moravskoslezsko ...39

4.3.4 Státní program na podporu úspor energie a využitelných zdrojů v resortu dopravy ..40

4.3.5 Podpora realizace udržitelného rozvoje dopravy ...40

5 Závěr...41

Seznam použité literatury ...42

Seznam zkratek ...43

Prohlášení o využití výsledků bakalářské práce ...44

Seznam příloh ...45

Příloha č. 1 ...46

Příloha č. 2 ...53

Příloha č. 3 ...57

3

Příloha č. 4 ...58

Příloha č. 5 ...59

Příloha č. 6 ...60

Příloha č. 7 ...61

Příloha č. 8 ...62

Příloha č. 9 ...63

4

1 Úvod

Doprava a ţivotní prostředí patří neodmyslitelně k sobě. Během posledních let se zejména doprava ve městech dostává do popředí zájmu a to hlavně jako jeden z největších znečišťovatelů ţivotního prostředí.

Silniční doprava samotná patří mezi nejvýznamnější zdroje hluku a znečisťujících látek v ovzduší a nadměrná hluková a emisní zátěţ představuje jeden z negativních faktorů, které rozvoj dopravy přináší. Všechny tyto zátěţe jsou závislé na objemu dopravních intenzit, skladbě dopravního proudu (podíl nákladní a osobní dopravy), technických parametrech komunikací (kvalita povrchu vozovek, počty jízdních pruhů atd.), rychlosti dopravního proudu a organizaci dopravy.

Emise¹ znečišťujících látek do ovzduší z dopravy jsou hodnoceny jako klíčový problém řízení kvality ţivotního prostředí ve městech. Při provozu silničních motorových vozidel vzniká mnoţství látek, které jsou prokázanými lidskými karcinogeny. S alarmujícími zprávami o výsledcích měření ovzduší na Karvinsku se setkáváme v poslední době velmi často. Městská hromadná doprava je ve většině lidnatějších měst, jakým je i Karviná, zajišťována zejména autobusy.

Cílem této bakalářské práce je najít řešení ke zlepšení ţivotního prostředí v Karviné.

Tímto řešením by mohl být přechod z klasického paliva na alternativní právě u autobusů městské hromadné dopravy.

Pro porovnání pouţiji provoz městské hromadné dopravy v Havířově, který jiţ léta provozuje autobusy na alternativní palivo, jimţ je stlačený zemní plyn.

1 emise – množství znečišťujících příměsí dostávajících se z určitého zdroje do ovzduší; imise – znečišťující příměsi ve vzduchu, které působí na člověka a zvířata jako důsledek emisí

5

2 Charakteristika a teoretické vymezení předmětné problematiky, postupu a metod jejího řešení

2.1 Životní prostředí a doprava

Největší podíl na znečišťování ţivotního prostředí má doprava v tom, ţe se při spalování klasických pohonných hmot do ovzduší uvolňují škodlivé látky, jakými jsou oxid uhličitý (CO2), oxid uhelnatý (CO), oxidy dusíku (NOx), olovo (Pb), pevné částice - saze (PM), karcinogenní polycyklické aromatické uhlovodíky (k-PAU).

Z látek, které mají prokazatelně negativní vliv na lidské zdraví, jsou to zejména PM a k-PAU. PM po vdechnutí putují do plic a v případě částic malé velikosti dále do krevního řečiště, jednotlivých orgánů, případně buněk. Pevné částice bývají spojovány s rozvojem alergií, astmatu, se vznikem chorob kardiovaskulárního a dýchacího systému a s nádorovými onemocněními.

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) vznikají nedokonalým spalováním organické hmoty a jsou v ţivotním prostředí velmi rozšířené. Řada z nich je prokázanými lidskými karcinogeny.

2.1.1 Program Ostrava

V roce 2008 byl zahájen Program Ostrava, který je tvořen projekty AIRGEN (MŢP ČR č. SP/1b3/8/08) a AIRTOX (MŠMT č. 2B08005), s cílem studovat vliv znečištěné ovzduší na populaci na Ostravsku. Cílem Programu je objektivně posoudit, zda směsi látek vázaných na prachové částice (PM) v ovzduší ovlivňují lidské zdraví. ²

Součástí Programu je Podprojekt 3. s názvem „Molekulárně-epidemiologická studie:

vliv znečištěného ovzduší na lidský organismus“. V rámci tohoto projektu je analyzována zátěţ studovaných skupin k-PAU (zejména benzo-a-pyren, který je nejnebezpečnější) a VOC, coţ jsou volativní (těkavé) organické látky (např. benzen, toluen, terpeny, xyleny, etylbenzen, aldehydy). Studie jsou prováděny na skupině dobrovolníků, kterou tvoří pracovníci Krajského úřadu v Ostravě, městští stráţníci v Karviné, městští stráţníci v Havířově a městští stráţníci v Praze. Dobrovolníci nosí vţdy 48 hodin na sobě dva speciální monitory, které zaznamenávají kvalitu vzduchu, který vdechují. Všichni dobrovolníci jsou nekuřáci. Během výzkumu jim budou odebrány také vzorky krve a moči. První monitor se zaměřuje na

2 Ochrana ovzduší 5-6/2009

6 koncentrace jemných prachových částic (PM) a s nimi svázaných k-PAU. Druhý monitor sleduje koncentraci těkavých organických látek (VOC). Odběry se prováděly v zimě 2009, v létě 2009 a další budou letos, tzn. v roce 2010.

Průběţné výsledky jiţ nyní ukazují, ţe koncentrace znečisťujících látek v Karviné, je mnohonásobně vyšší neţ v ostatních lokalitách. Např. suma k-PAU byla v Praze 4,27 ng/m³ , v Havířově 1,59 ng/m³ a v Karviné 39,08 ng/m³. Městští stráţnici jsou povaţováni za reprezentativní skupinu, neboť se většinu své pracovní doby pohybují v ovzduší výrazně znečištěném výfukovými plyny a jinými škodlivinami.

Poznatky získané personálním monitoringem studovaných skupin objektivně prokazují, ţe jsou občané Karviné trvale vystaveni nepříznivému stavu ovzduší a je potřeba podniknout kroky k jeho zlepšení. Jedním z nich by mohla být právě transformace klasického paliva na alternativní pro autobusy městské hromadné dopravy.

2.2 Statutární město Karviná

Karviná se nachází v severovýchodní části Slezska v podhůří Beskyd a je centrem regionu Karvinska. Leţí v bezprostřední blízkosti Ostravy.

Nález loţisek černého uhlí v Karviné v 2. polovině 18. století přinesl zásadní obrat v hospodářském rozvoji celého regionu. Dosud méně významná vedlejší obec Karviná tak má jiţ na počátku 20. století zásadní ekonomický význam pro celou Rakousko-Uherskou monarchii. Tehdejší majitelé panství – hraběcí rod Larisch-Mönnichů – měli významné postavení u císařského dvora a zastávali jedny z nejdůleţitějších úřadů. Proto se Karviná také stala předmětem mocenských a majetkových sporů po 1. světové válce a začátkem 2. světové války. Správní základ dnešního města byl poloţen roku 1948, kdy se sloučily obce Fryštát, Karvinná, Darkov, Ráj a Staré Město v jeden celek pojmenovaný Karviná.

Od pol. 19. století se, zpočátku velmi nenápadně, souběţně začalo rozvíjet lázeňství zaloţené na léčivé jodobromové vodě, která byla objevena díky hledání nových loţisek uhlí.

Postupně Lázně Darkov získaly věhlas i daleko za hranicemi republiky a dnes mají nezastupitelné místo v budoucím rozvoji Karviné.

Na ploše okresu Karviná, který je co do velikosti nejmenším v České republice, je největší koncentrace obyvatelstva. V Karviné ţije cca 63 tis. obyvatel. Z toho plyne i potřeba zajištění kvalitní dopravní obsluţnosti.³

3 www.karvina.cz

7 Rozvoj těţby černého uhlí, výroby koksu a elektrické energie se podepsaly jak na rázu krajiny, tak na zhoršení ţivotního prostředí a zdraví jeho obyvatel. Současně patří Karviná mezi okresy nejvíce dopravně zatíţené. Nešťastným je dopravní řešení, kdy veškerá vozidla směřující do Polska nebo na Slovensko, projíţdějí hlavním městským tahem.

Provoz autobusů městské hromadné dopravy v Karviné je zajišťován firmou ČSAD Karviná a.s.

2.3 Představení ČSAD Karviná a.s.

ČSAD Karviná a.s. byla zaloţena dne 25. 4. 1992 na základě prohlášení Fondu národního majetku České republiky o zaloţení akciové společnosti dle § 172 obchodního zákoníku sepsaným ve formě notářského zápisu Státního notářství pro Prahu 7 a vznikla dne 30. 4. 1992, kdy byla zapsána do obchodního rejstříku Krajského soudu v Ostravě oddíl B, vloţka 370.⁴

Obrázek 2.3. Logo ČSAD Karviná a.s.

zdroj : www.3csad.cz

Předmětem činnosti akciové společnosti je zejména:

silniční motorová doprava osobní opravy silničních vozidel

provozování cestovní kanceláře

provozování čerpacích stanic s palivy a mazivy údrţba motorových vozidel a jejich příslušenství

Provozy osobní dopravy v Karviné a Orlové zajišťují formou veřejné linkové osobní dopravy přepravu cestujících mezi Karvinou, Orlovou a Bohumínem, dále pak do Ostravy, Havířova a nácestných obcí. Rovněţ zajišťují komplexně městskou autobusovou dopravu

4 Výroční zpráva ČSAD Karviná a.s. rok 2008

8 v Karviné a Orlové. Dalším okruhem podnikání v rámci osobní dopravy je příleţitostní vnitrostátní a mezinárodní doprava, která je řízena vlastní dopravně cestovní kanceláří.

Provoz příměstské osobní dopravy je zajišťován pomocí 19 linek pravidelného spojení mezi nejdůleţitějšími městy regionu jako jsou Ostrava, Havířov, Orlová, Bohumín.

Z dálkových linek je to spoj na Brno a na Morávku.⁵

2.4 Statutární město Havířov

Město Havířov leţí na jiţním okraji ostravsko-karvinské průmyslové oblasti, asi v poloviční vzdálenosti mezi Ostravou a pohraničním městem Český Těšín. Na severu hraničí s hornickými středisky Petřvaldem, Orlovou a Karvinou, na západě s obcemi Šenov a Václavovice.⁶ Počátky města Havířova souvisí s výstavbou hornických sídlišť.

Administrativně se Havířov stal městem na základě příslušného usnesení vlády ČSR z roku 1955 a dne 4.12.1955 mu byla udělena městská práva. Město vzniklo na jiţním okraji ostravsko-karvinské průmyslové oblasti v podhůří Beskyd. Hlavním důvodem jeho vzniku byla potřeba zajistit byty pro pracovníky dolů a hutí v období rozvoje průmyslu na Ostravsku po 2. světové válce. Po skončení druhé světové války nic nenasvědčovalo tomu, ţe na území dnešního Havířova zanedlouho vznikne nové město. Typická mírně zvlněná krajina těšínského regionu s roztroušeným osídlením slezského typu ţila vcelku poklidným způsobem ţivota, kontrastujícím v mnoha směrech s nedalekými městy a četnými hornickými koloniemi. Území, na němţ mělo vzniknout nové město, leţelo na rozhraní tří okresů. Obce Šenov, Dolní Datyně a Šumbark náleţely v roce 1949 do okresu ostravského, Dolní Bludovice a Ţivotice patřily k okresu Český Těšín a Dolní i Horní Suchá k okresu Karviná.

Jedno však bylo všem společné. Byly součástí Těšínska, země s bohatými a svébytnými dějinami, odráţejícími se ve staleté historii kaţdé ze jmenovaných obcí.

V rámci Ostravské sídelní aglomerace si Havířov udrţuje pověst města s nejkvalitnějším bydlením a ve srovnání s jinými městy regionu s čistým prostředím a velmi dobrým rekreačním zázemím. Provoz městské hromadné dopravy zde zajišťuje ČSAD Havířov a.s..

5 www.3csad.cz

6 www.havirov-city.cz

9

2.5 Představení ČSAD Havířov a.s.

ČSAD Havířov a.s. byla zaloţena dne 25. 4. 1992 na základě prohlášení Fondu národního majetku České republiky o zaloţení akciové společnosti dle § 172 obchodního zákoníku sepsaným ve formě notářského zápisu Státního notářství pro Prahu 7 a vznikla dne 30. 4. 1992, kdy byla zapsána do obchodního rejstříku Krajského soudu v Ostravě oddíl B, vloţka 369.⁷

Obrázek 2.5. Logo ČSAD Havířov a.s.

zdroj : www.3csad.cz

Stávající rozsah předmětu podnikání:

silniční motorová doprava nákladní silniční motorová doprava osobní opravy silničních vozidel

údrţba motorových vozidel a jejich příslušenství zpracování gumárenských směsí

podnikání v oblasti nakládání s nebezpečnými odpady

Provoz osobní dopravy v Havířově zajišťuje formou veřejné linkové osobní dopravy přepravu cestujících mezi Havířovem, Karvinou, Orlovou, Ostravou, Bohumínem a Frýdkem- Místkem včetně nácestných obcí. Dále je zajišťována komplexně městská autobusová doprava v Havířově a přilehlých obcích.

Tato dopravní společnost má dlouholeté zkušenosti s provozem autobusů na pohon stlačeným zemním plynem. Provoz v oblasti městské hromadné dopravy na toto alternativní palivo zde zahájili jiţ v roce 1991.

2.6 Charakteristika alternativních paliv

Celý svět čelí váţným problémům, kterými jsou zásoby ropy, rostoucí ceny klasických pohonných hmot, znečišťování ovzduší a globální oteplování. Vzhledem k omezeným

7Výroční zpráva ČSAD Havířov a.s. rok 2008

10 zásobám ropy začalo lidstvo jiţ před více neţ dvaceti lety, hledat alternativní zdroje energie.

Rovněţ jedním z hlavních cílů Evropské unie je sníţit strategickou závislost na ropě a ropných produktech a do roku 2010 nahradit 20% klasických paliv alternativními (viz Bílá kniha dopravní politiky). Evropská komise dne 7.11.2001 zpracovala a přijala program pro vyuţití alternativních pohonných hmot v dopravě. Program předpokládá, ţe alternativními palivy budou zejména bioplyny, zemní plyn, biopaliva a vodík. Tento záměr vychází zejména z potřeby sníţení závislosti na ropě, dále z potřeby sníţení emisí výfukových plynů a v neposlední řadě i k obecnému sníţení spotřeby paliv u spalovacích motorů v Evropské unii do roku 2020:

Tabulka 2.6 Scénář rozvoje alternativních paliv dle Evropské komise

rok bioplyny % CNG % vodík % Σ %

2005 2 2

2010 6 2 8

2015 7 5 2 14

2020 8 10 5 23

zdroj : http://ec.europa.eu

2.6.1 Bioplyn

Bioplyn je zdrojem obnovitelné energie, avšak jeho pouţívání v dopravě není příliš rozšířené. Pro budoucnost však v sobě bioplyny skrývají ohromný potenciál, neboť hlavním zdrojem jejich výroby jsou odpady.

V dopravě se bioplynem rozumí palivo vzniklé biologickými procesy z organických hmot, které je pro účely pohonu motorových vozidel zbaveno neţádoucích příměsí, zejména oxidu uhličitého a sirovodíku tak, aby odpovídalo poţadavkům na zemní plyn – obsah metanu vyšší neţ 95% se srovnatelnou výhřevností.

Jeho hlavními nevýhodami pro pouţití v dopravě je jeho omezené mnoţství, lokální výroba (bioplynové stanice jsou umístěny jinde neţ místa potřeby, jimiţ jsou autobusová depa) a nákladné čištění na kvalitu zemního plynu.

Jsou však země, ve kterých je pouţíván – ve Švédsku, Švýcarsku, Francii a na Islandu.

Ve Švédsku v současné době jezdí na bioplyn více neţ 130 městských autobusů. Nejvíce jich jezdí v Linköpingu – všech 62 městských autobusů jezdí na bioplyn.

11 Také ve francouzském Lille je bioplyn vyuţíván jako palivo pro autobusy městské hromadné dopravy. První autobusy zahájily provoz jiţ v roce 1996. Město má v provozu téměř 100 autobusů na toto palivo a plánuje vybudovat novou bioplynovou stanici.

V ostatních uvedených zemích je v provozu menší mnoţství vozidel, zejména osobních automobilů. Nutno ještě podotknout, ţe v těchto zemích je bioplyn trvale osvobozen od daní.

2.6.2 Biopaliva

Jiţ od první ropné krize v roce 1973 je biomasa⁸ uplatňována jako alternativní zdroj energie k fosilním palivům.⁹ Biologický materiál můţe být uţíván jako pohonná hmota několika způsoby:

rostlinné oleje (řepka, slunečnice, sója) mohou být přeměněny na náhradu nafty, která můţe být uţívána ve směsi s klasickou naftou nebo přímo jako čistá bionafta

cukrová řepa, obilí a další rostliny mohou být prostřednictvím fermentace¹⁰ přeměněny na alkohol bioetanol, který můţe být uţit jako součást benzínu anebo v čisté formě jako motorové palivo nebo také jako součást benzínu po konverzi¹¹ na ETBE (etyl-terc-butyl-éter) reakcí s isobutenem. Očekává se, ţe budoucí vývoj umoţní ekonomicky vyrábět bioetanol ze dřeva nebo slámy.

organický odpad můţe být přeměněn na energii, která můţe být vyuţita jako pohonná hmota :

 odpadní olej jako součást bionafty

 domácí a zvířecí odpad jako bioplyn.

Mnoţství organického odpadu je limitováno, ale cena odpadů je minimální a náklady odpadového hospodářství klesají.

Technologický pokrok představují ve střednědobém časovém horizontu další kapalná a plynná biopaliva získávaná termochemickými procesy z biomasy jako např. biodimetanol, pyrolysní oleje a vodík.

8 biomasa – obecně je to veškerá organická hmota na Zemi, která se účastní koloběhu živin v biosféře. Jedná se o těla všech organismů, živých i mrtvých, od největších druhů až ty mikroskopické – tj. živočichů, rostlin, hub, bakterií a sinic.

9 www.biom.cz

10 fermentace – nebo-li kvašení je přeměna látky za účastni enzymů, při níž probíhají v důsledku metabolické aktivity mikroorganismů chemické přeměny organických látek

11 konverze - enzymatická přeměna škrobu obilného zrna na zkvasitelné cukry

12 Přestoţe je vyšší podíl biopaliv limitován velikostí obdělávaných ploch, z krátkodobého pohledu je jejich vyuţití nejsnazší. Mohou být vyuţívány ve stávajících vozidlech a distribuční systém nevyţaduje nákladné investice. Současná spotřeba je stále pod 0,5% spotřeby benzínu a nafty.

2.6.3 Propan butan (LPG)

Propan butan – LPG (Liguefied Petroleum Gas) je směs zkapalněných rafinérských uhlovodíků, obsahující zejména propan a butan a menší mnoţství vyšších uhlovodíků, přičemţ poměr obsahu propanu a butanu ve směsi je v různých zemích odlišný.

LPG vzniká při rafinaci ropy anebo jako kapalná frakce separovaná od metanu v průběhu těţby zemního plynu. Za normálních atmosférických podmínek se propan butan vyskytuje v plynné formě. Poměrně snadno, ochlazením nebo stlačením, ho lze převést do kapalného stavu. V kapalném stavu zaujímá pouze 1/260 svého plynného objemu. Snadný přechod mezi oběma skupenstvími je pro praktické vyuţití velmi výhodný. Propan butan je v současnosti nejvíce vyuţívaný plyn v dopravě, jako automobilové palivo je uţíván jiţ několik desetiletí. Jedná se levné, z ekologického hlediska příznivé palivo. Díky vazbě na ropu je ale otázkou, zda můţeme LPG povaţovat za alternativní pohonnou hmotu.

2.6.4 Stlačený zemní plyn (CNG)

CNG je zkratka anglického názvu pro stlačený zemní plyn – Compressed Natural Gas.

Zemní plyn má pro pouţití jako palivo do spalovacích motorů, nejlepší předpoklady.

Je tvořen směsí uhlovodíků, zejména však metanu, a stopovým mnoţstvím ostatních plynů. Je to čisté palivo, které splňuje veškeré současné ale i budoucí emisní parametry.

V porovnání s benzínem přináší o 25% niţší emise oxidu uhličitého, o 75% niţší emise oxidu uhelnatého a aţ o 80% niţší emise aromatických uhlovodíků. Ještě zajímavější je porovnání s naftou, kdy motory na zemní plyn produkují o 50% niţší emise oxidu uhelnatého, o 80%

niţší emise oxidu dusíku a aromatických uhlovodíků a naprosto eliminují emise oxidu siřičitého (SO2) a pevných částic.

Další výhodou CNG je rozsáhlá distribuční síť zemního plynu v naší zemi, která by však měla být také v budoucnu vybavena patřičným počtem plnících stanic. Toto je předmětem dohody o podpoře CNG jako alternativního paliva v dopravě v České republice uzavřené dne 16.3.2006 mezi státem a plynárenskými společnostmi (viz příloha č. 2)

13 Významnou ekonomickou výhodou pro pouţívání CNG v dopravě jsou niţší provozní náklady a srovnatelné náklady na pořízení nového autobus, neboť státní příspěvek na vozidlo s plynovým pohonem činí aţ 800 tis. Kč (viz příloha č. 1) a 200 tis. Kč lze získat od plynárenských společností. (viz příloha č. 2). Tyto částky plně pokryjí rozdíl mezi naftovým a CNG autobusem. Zemní plyn jako pohonná hmota má v ČR do 31.12.2011 nulovou spotřební daň. V období do roku 2020 se bude daň postupně mírně zvyšovat aţ na úroveň minimální sazby Evropské unie, coţ je 1,40 Kč. Naopak spotřební daně na rafinérské pohonné hmoty (benzín, nafta), které dnes činí 12,84 Kč/l a 10,95 Kč/litr, se mají podle návrhů Evropské unie v budoucnu zvyšovat.

V technické oblasti se můţe (při správně údrţbě) prodlouţit ţivotnost motoru oproti dieselovému. Také se prodluţují výměny oleje v motoru.

Ale nejvýznamnější výhody vozidel s pohonem na CNG jsou v oblasti ekologické. Při provozu dochází:

k odstranění emisí pevných části k eliminaci emisí síry a CO

ke sníţení emisí CO2 a aromatických uhlovodíků ke sníţení oxidu dusíku

ke sníţení úrovně hluku

nemoţnost kontaminace půdy palivem

V provozní praxi je rozdíl mezi mnoţstvím škodlivých emisí podstatně vyšší oproti legislativnímu hodnocení, které vychází z laboratorního měření.

Na CNG jezdí ve světě miliony vozidel, nejvíce v Pákistánu (přes 2 mil.) a v Argentině (1,74 mil.).

2.6.5 Zkapalněný zemní plyn (LNG)

Na zkapalněný zemní plyn LNG (Liquefied Natural Gas) jezdí ve světě tisíce vozidel, nejvíce v USA. Nárůst se v nejbliţší době očekává zejména v Asii.

LNG je 90-100% metan se zbytkem etanu, propanu, vyšších uhlovodíků a dusíku, který je zchlazen na -162° C při atmosférickém tlaku. Zkapalněný zemní plyn je studená, namodralá, průzračná kapalina bez zápachu, nekorozivní, netoxická, s malou viskozitou.

Výhodou vozidla s pohonem na LNG je větší dojezd (oproti CNG) na srovnatelnou úroveň s klasickými pohonnými hmotami.

Další výhody LNG :

14 vysoce čisté palivo s minimem škodlivých emisí

vysoká hustota energie srovnatelná s ropnými látkami nepříliš těţká palivová nádrţ

doba plnění srovnatelná s klasickými palivy

bezpečnější provoz z důvodu vyšší zápalné teploty LNG oproti benzínu

oproti CNG zmenšení objemu palivových nádrţí a tím zvětšení úloţného prostoru ve vozidle

Nevýhodami pouţití LNG je uchovávání za velmi nízkých teplot a sloţitější a tím finančně nákladnější technologie procesu zkapalňování v porovnání s CNG a pouţitých komponentů (nádrţe).

Plnící stanice LNG jsou v podstatě velmi podobné plnícím stanicím LPG s tím rozdílem, ţe plyn je přepravován a skladován v kryogenních nádrţích při velmi nízkých teplotách mezi -160 aţ -170° C a tomu také odpovídá pouţitá technologie. K chlazení zásobníků LNG se pouţívá kapalný dusík. Tím odpadají problémy s odparem plynu a jeho uchováváním ve stlačeném stavu. Plnící stanice LNG nevyţadují plynovou přípojku a jsou energeticky méně náročné neţ CNG stanice.

2.6.6 Vodík / palivové články

Vodík je v současné době předmětem intenzívního výzkumu jako potenciální pohonná hmota pro motorová vozidla. V dopravě můţeme vodík vyuţít dvojím způsobem:

spalování vodíku v klasických motorech

 vodík ať stlačený nebo zkapalněný se spaluje podobně jako běţné pohonné hmoty; při spalování vodíku vzniká voda a malé mnoţství oxidů dusíku

 podstatnou nevýhodou je, ţe výroba vodíku je v dnešní době drahá a ţe vodík je ve směsi se vzduchem silně výbušný

vyuţití vodíku v palivových článcích

 pohonnou jednotkou ve vozidle je elektromotor a elektřina pro něj je, na rozdíl od elektromobilů poháněných akumulátory, vyráběna přímo ve vozidle v palivových článcích. Elektřina vzniká exotermní elektrochemickou reakcí samotného vodíku. Kromě elektřiny vzniká také voda nebo vodní pára. Nejedná se tedy o spalování paliva, nýbrţ o chemickou reakci – opak elektrolýzy.

15 Proti klasickým akumulátorům mají palivové články řadu výhod, především:

vyšší jízdní dojezd ekologickou čistotu

vyřazené palivové články nezatěţují ţivotní prostředí těţkými kovy jako klasické olověné akumulátory

Díky mnohem menším nákladům na spalovací motory v porovnání s palivovými články se zdá, ţe varianta spalování vodíku bude preferovanějším řešením do doby výrazného sníţení nákladů palivových článků nebo do doby zvýšení jejich účinnosti energetické přeměny.

Vodík má výhody (obdobně jako elektřina), ţe můţe být vyráběn z různých energetických zdrojů, avšak na rozdíl od elektřiny, můţe být skladován. Můţe být vyráběn elektřinou z nízkouhlíkatých paliv (zemní plyn) nebo elektřinou nukleární nebo také z obnovitelných zdrojů.

Budoucnost ukáţe, která metoda přinese větší výhody. Jedná se rozhodně o nejnadějnější alternativu ke klasickým benzínem nebo naftou poháněným vozidlům, ale bude trvat ještě mnoho let, neţ dojde k plně komerčnímu vyuţití vodíku.

2.6.7 Elektromobily

Komerčně jsou nabízeny jiţ řadu let, nesetkaly se však se zájmem zákazníků. Velikost baterií a jich náklady jsou problémem pro výrobu vozidel dostatečné velikosti, výkonu a dojezdem mezi dobitím a cenou, kterou je zákazník ochoten zaplatit.

Další nevýhodou je pomalé plnění baterií. Očekávání převratného rozvoje technologie baterií, nezbytného pro širší rozšíření elektromobilů, se zatím nenaplňuje. Elektrovozidla mají stále svůj význam v dopravě na krátké vzdálenosti, kde jsou bezhlučnost a nulové emise rozhodující.

2.6.8 Hybridní vozidla

Tato vozidla jsou moţnou alternativou pro blízkou budoucnost. Zachovávají výhody benzínových (naftových) motorů a elektromobilů a zároveň potlačují jejich nevýhody.

Hybridní vozidlo má 2 motory, spalovací a elektromotor. V závislosti na okolnostech jízdy (akcelerace, nabití) vozidlo vyuţívá nejvýhodnější reţim. Protoţe dochází

16 k průběţnému dobíjení baterií v průběhu jízdy, baterie mohou být menší (a levnější) neţ u klasických elektromobilů. Dva motory a další technická vylepšení však cenu a váhu vozidla zvyšují.

2.6.9 Metanol a Dimetyleter (DME)

Obojí jsou alternativními palivy běţně získávanými ze zemního plynu. Metanol můţe být uţíván v benzínových motorech, DME jako náhrada nafty.

Metanol nabízí několik výhod v porovnání se zemním plynem, zejména proto, ţe se jedná o kapalinu (menší objem nádrţe). Důsledkem konverze metanu na metanol je celková niţší účinnost a vyšší emise CO2 oproti tomu, kdy je zemní plyn uţit jako palivo přímo.

Navíc vysoká toxicita metanolu je příčinou menšího zájmu o toto alternativní palivo.

DME má fyzikální vlastnosti obdobné jako LPG. Při pokojové teplotě je v plynné fázi, tlakem několika atmosfér zkapalňuje. Jako palivo pro naftové motory nabízí vyšší efektivnost neţ paliva pro benzínové motory, tato výhoda je kompenzována ztrátou energie při konverzi ze zemního plynu.

2.6.10 Zhodnocení alternativních paliv

Po porovnání výše uvedených paliv doporučuji pouţít pro provoz městské hromadné dopravy v Karviné autobusy na pohon stlačeným zemním plynem. Zemní plyn vyhovuje poţadavkům na dostupnost, bezpečnost a zejména ekologii. Jeho zásoby se v celosvětovém měřítku odhadují na více neţ 100 let. Obrovskou výhodou je hustá síť dálkových plynovodů s rozvinutou technologií distribuce a skladování v České republice.

Největším přínosem při pouţití je však sníţení škodlivých emisí a zejména pak pevných částic ve výfukových spalinách a to je pro provoz městské hromadné dopravy a zdraví obyvatel v Karviné to nejpodstatnější.

17

2.7 Postupy a metody řešení problematiky 2.7.1 Ekologické řešení

V následujících kapitolách mé bakalářské práce bude popsána praktická část problematiky transformace klasického paliva na alternativní pro autobusy městské hromadné dopravy v Karviné.

Pro výpočet celkového mnoţství škodlivin, které se dostávají do ovzduší při spalování motorové nafty, budou pouţity údaje z hospodářských listů vozidel obou ČSAD : celkové ujeté km ročně, celková spotřeba nafty případně stlačeného zemního plynu, průměrné stáří autobusů.

Další ukazateli, potřebnými k výpočtu jsou limity měrných emisí, které vychází z tabulky limitů emisí vydaných Evropskou hospodářskou komisí.

K výpočtu bude slouţit vzorec (podrobněji viz kap.4.1) :

) 6

(

. 10

. . C

m N Q

M

Q[t] … roční mnoţství škodlivých emisí (tuny) MR … celkový roční proběh (km)

NM … průměrný výkon motoru v jízdě (kW) ml … ∑ měrných limitů (g/kWh)

C … průměrná jízdní rychlost (km/h)

Podobným způsobem bude vypočtena i produkce pevných látek PM (sazí) s tím, ţe se do vzorce doplní stanovené limity pro PM.

Detailní zpracování výpočtu s konkrétními hodnotami bude řešeno v praktické části této práce (viz kap.4.1).

Dále bude pouţita SWOT analýza. Jedná se o komplexní metodu kvalitativního vyhodnocení řešení. Je nástrojem pro analýzu vnitřních i vnějších činitelů. Identifikuje silné a slabé stránky dané pohonné hmoty a porovnává je s vlivy okolí. Metoda spočívá v ohodnocení jednotlivých faktorů, které dělíme do čtyř skupin. Vzájemnou analýzou silných a slabých stránek na jedné straně vůči hrozbám a příleţitostem na druhé straně, získáme informace, které charakterizují a hodnotí vzájemnou úroveň (viz kap.3).

18

2.7.2 Ekonomické řešení – Cost Benefit Analysis (CBA)

Ekonomické zhodnocení přechodu z klasického paliva na alternativní bude provedeno pouze okrajově a sice za pouţití Cost Benefit Analysis (CBA), jelikoţ cílem této práce je zjišťování zejména ekologického přínosu. Ekonomický přínos je pouze doprovodným řešením a z tohoto důvodu nebude příliš podrobný. Provedu pouze finanční porovnání dvou nejvýznamnějších ukazatelů: srovnání pořizovacích cen a spotřeby pohonných hmot u autobusů s pohonem na klasickou naftu a s pohonem na stlačený zemní plyn. Všechny potřebné údaje pro tato porovnání budu opět čerpat z hospodářských listů vozidel.

Cost Benefit Analysis (CBA) je v současné době nejpouţívanější metodou hodnocení projektů. Cost Benefit Analysis je anglický výraz, který překládáme jako analýza nákladů a přínosů. Metoda vymezí dopady hodnocení projektu (ať pozitivní či negativní) a jejich následné převedení na peněţní vyjádření. Toto nám potom umoţňuje transparentní porovnávání. Doporučený postup CBA je následující:

- definovat podstatu projektu - vymezit strukturu beneficientů¹²

- popsat rozdíly mezi investiční a nulovou variantou

- určit a kvantifikovat všechny relevantní Cost Benefity CB) pro všechny fáze projektu

- vyčlenit neocenitelné CB a slovně popsat - převést ocenitelné CB na hotovostní toky - stanovit diskontní sazbu

- vypočíst kriteriální ukazatele - provést citlivostní analýzu

- posoudit projekt na základě vypočtených kriteriálních ukazatelů, neocenitelných efektů a citlivostní analýzy

- rozhodnout o přijatelnosti a financování investice.

Základními daty pro provedení CBA v této práci budou: pořizovací ceny nových autobusů s pohonem na naftu a stlačený zemní plyn, celkové ujeté km za rok, průměrné ceny pohonných hmot (motorová nafta, stlačený zemní plyn) a průměrná spotřeba pohonných hmot na 100 km. Pořizovací ceny byly zjištěny na obchodních odděleních výrobců autobusů, ostatní data budou pouţita z hospodářských listů vozidel.

12 beneficient – jakýkoli subjekt (vč. investora), na kterého dopadají kladné i záporné efekty plynoucí z investice

19

3 Aplikace stanoveného postupu řešení pro konkrétní předmětnou situaci

Pouţití zemního plynu jako alternativního paliva si vyţádá nákladné přestavby stávajících autobusů anebo také značné finanční zatíţení při pořízení nových autobusů s plynovým motorem jiţ od výrobce.

V České republice jsou v současné době prodávány autobusy s plynovým motorem těchto tuzemských výrobců :

SOR Libchavy

IRISBUS IVECO Vysoké Mýto TEDOM Třebíč

3.1 SOR Libchavy

Autobus SOR je dvounápravový dvou, tří nebo čtyřdveřový autobus, který vyuţívá platformu českého výrobce (Libchavy u Ústí nad Orlicí) s konstrukcí typickou vysokým pouţitím plastů, lepidel a nerezového materiálu (zvýšení antikorozní odolnosti vozidla) a tím sníţení pohotovostní hmotnosti, které rovněţ vede k niţší spotřebě pohonných hmot.

V autobusu je pouţit plynový motor CUMMINS vyráběný v kanadském Vancouveru.

Stlačený zemní plyn je uloţen v celokompozitových lahvích typu CNG4 francouzského výrobce Ullit SA La Chatre. Dojezd autobusu je závislý na počtu lahví s plynem (běţně se instaluje 5) a pohybuje se od 450 do 700 km. Obsaditelnost autobusu je 90 cestujících, verze pro MHD má v prostoru prostředních dveří plošinu pro bezbariérový přístup, čímţ vyhovuje aktuálním poţadavkům přepravců ve městech.

Autobusy SOR mají:

vynikající emisní parametry dobrý dojezd

malý objem motoru

nízká celková hmotnost s nízkou spotřebou paliva výborná manévrovatelnost v ulicích měst

dokonalý výhled z vozidla z pozice řidiče

20 Obrázek 3.1 SOR CNG 12

zdroj: www.sor.cz

3.2 IRISBUS IVECO Vysoké Mýto

Nejúspěšnějším modelem tohoto výrobce je CITELIS CNG, který je nástupcem úspěšného modelu City Bus. V autobusu je pouţit motor CURSOR 8 CNG, jenţ je speciálně vyvinut pro plyn. Motor je řízený a monitorovaný řídící jednotkou a pracuje na procesu stechiometrického hoření se sekvenčním elektronickým vstřikováním.

Nádrţe na plyn jsou umístěny na střeše vozidla, coţ má z hlediska bezpečnosti velký význam – plyn při případném nárazu uniká nahoru. Vysokotlaké vedení plynu se rovněţ nachází mimo prostor cestujících. CITELIS má v městském provozu dojezd aţ 600 km.

Obsaditelnost je 86 cestujících. V současné době je tento autobus nabízen rovněţ v 18 metrové verzi (unikátní v ČR).

Obrázek 3.2 IVECO CITELIS 12m CNG

zdroj : www.karosa.cz

21

3.3 TEDOM Třebíč

Tento výrobce produkuje zcela nový typ autobusu s označením TEDOM Kronos.

Jedná se o městský nízkopodlaţní autobus, který splňuje všechny nároky kladené na komfortní dopravní prostředek pro veřejnou sluţbu. Ve vozidle je speciálně vyvinutý plynový motor, který splňuje patřičné emisní limity. V autobusu je uloţen stojatý kapalinou chlazený motor, 6-ti válec s elektronickým sekvenčním vstřikováním plynu o výkonu 210 kW. Autobus je vybaven kompozitovými lahvemi umístěnými na střeše vozidla. Jejich objem je 960 dm³ a autobus má díky nim dojezd 450 km při maximální rychlosti 70 km/hodinu. Obsaditelnost je 90 cestujících.

Obrázek 3.3 Tedom L 12 G

zdroj : www.tedom.cz

3.4 Specifikace POD Karviná

V oblasti POD (pravidelné osobní dopravy) spadající do obsluţnosti ČSAD Karviná a.s. je toto zajišťováno 10 pravidelnými linkami MHD na území města Karviná označenými čísly 511 aţ 520 a 5 linkami MHD ve městě Orlová s čísly 501-505. Ročně je v rámci MHD v Karviné ujeto přes 1 milion km.

Pro potřeby této práce jsem musela vyuţít vozového parku obou částí POD v Karviné (MHD + příměstská doprava). Jedná se celkem o 72 autobusů. Je to z důvodu rozsáhlejší sítě MHD v Havířově, která v rámci tohoto systému provozuje 62 autobusů, coţ by bylo pro MHD v Karviné neporovnatelné, neboť zde se provozuje pouze 19 autobusů. Jak bude patrné z mapky sítě linek MHD Havířov, spoje zajíţdějí do přilehlých obcí, jako např. do Albrechtic,

22 Horní a Dolní Suché, Petřvaldu, Těrlicka apod. Provoz do přilehlých obcí je však v Karviné řešen v rámci příměstské dopravy, nikoliv v rámci MHD jako je tomu v Havířově.

Obrázek 3.4 Síť linek Karviná

zdroj : www.3csad.cz

23

3.4.1 Vozový park POD Karviná

Tabulka 3.4.1 Autobusy ČSAD Karviná a.s. dle typů

autobus značka, typ počet KAROSA B 732.1666 3 KAROSA B 932.1676 7 KAROSA B 952.1712 1

IRISBUS PS09D1 1

KAROSA C 734.1340 1 KAROSA C 934.1351 12 KAROSA C 954.1360 21 KAROSA C 954,1360 2

IRISBUS SFR160 10

IRISBUS SFR162 4

SOR B 9,5 2

SOB BN 12 4

SOR BN 9,5 2

SOR NB 12 2

CELKEM 72

zdroj : hospodářské listy vozidel

Graf 3.4.1 Stáří vozového parku POD Karviná v letech

24

3.5 Specifikace POD Havířov

Z přiloţených mapek sítě linek v Karviné i Havířově je zřejmé, ţe provoz městské hromadné dopravy v Havířově, je postaven odlišně, zejména co se týká dopravní obsluţnosti přilehlých obcí. To vyţaduje mnohem silnější a rozmanitější obsazení vozového parku a celá polovina autobusů jezdí na CNG.

V Havířově je provozováno celkem 22 linek městské hromadné dopravy. Autobusy na nich ujedou více neţ 3 miliony km.

Obrázek 3.5 Síť linek Havířov

zdroj : www.3csad.cz

25

3.5.1 Vozový park MHD Havířov

Tabulka 3.5.1 Vozový park MHD Havířov dle typů

autobus značka, typ počet autobusů

CITELIS 18 2

FIAT DUCATO 1

IRISBUS PS09D1.CITY 2

IRISBUS PS09D5 17

IVECO 3

IVECO A50 C14 G DAILY 1

IVECO A50 C13/19 1

KAROSA B 732.40 1

KAROSA B 732.40 CNG 4

KAROSA B 741.1922 2

KAROSA B 932.1676 7

KAROSA B 932.1680 1

KAROSA B 941.1932 2

KAROSA B 952.1712 11 MERCEDES BENZ 408D 1 MERCEDES BENZ 814D 1

SOR B 105 EKOBUS 1

SOR B 12 1

SOR BN 12 G 3

CELKEM 62

zdroj : hospodářské listy vozidel

26

3.6 Varianty řešení transformace

Vzhledem k popsanému stavu, očekávanému trendu a vývoji jsem doporučila jako vhodné palivo pro transformaci provozu osobní dopravy v Karviné stlačený zemní plyn (CNG). K této volbě přispěla i existence moderní plnící stanice CNG v blízkosti Karviné a sice v Havířově – Podlesí v areálu ČSAD Havířov a.s..

3.6.1 Ekologické zatížení (náklady)

Největší zatíţení se týká lidského zdraví. Toto bohuţel nemohu přesně vyčíslit, protoţe náklady léčení občanů postiţených znečištěným ovzduším, jsou u kaţdého jiné v závislosti na rozsah nemoci dýchacího ústrojí.

Pro informaci o závaţnosti tohoto problému uvádím počet dnů ošetřování občanů hospitalizovaných v nemocnicích s poruchami dýchání v roce 2008 dle krajů:

Tabulka 3.6.1 Počet dnů ošetřování v nemocnici s poruchami dýchání dle krajů za rok 2008

kraj počet dnů Středočeský 105 054

Jihočeský 51 091

Plzeňský 55 693

Karlovarský 27 288

Ústecký 71 577

Liberecký 43 182

Hradecký 41 101

Pardubický 41 243

Vysočina 49 156

Jihomoravský 109 174

Olomoucký 55 773

Zlínský 48 975

Moravskoslezský 123 177

Praha 84 820

zdroj: Ústav zdravotnických informaci a statistik ČR

27 Je zřejmé, ţe ne všechny dýchací potíţe občanů jsou způsobeny škodlivinami z provozu silničních vozidel, ale víme, ţe doprava se na zatíţení podílí 30%. Z tabulky je vidět, ţe nejvíce občanů v naší zemi se léčí s problémy dýchaní právě v našem kraji.

Průměrné náklady na 1 ošetřovací den v nemocnici činily 3.894,42 Kč. Tuto částku uvádí ve své výroční zprávě Revírní bratrská pokladna, která v našem kraji zastupuje velký počet občanů – pojištěnců.

3.6.2 SWOT analýza zvoleného alternativního paliva ve srovnání s klasickým palivem

SWOT analýza je vyuţívána jako nástroj strategického plánování k vyhodnocení zkoumaného problému.

Tabulky 3.6.1 SWOT analýza nafta a SWOT analýza CNG

SWOT nafta Silné stránky (STRENGTHS)

Široký výběr vozidel

Nenáročná technologie spalování Obliba veřejnosti

Počet a dostupnost čerpacích stanic

Slabé stránky (WEAKNESSES) Závislost na ropě

Negativní dopady na ţivotní prostředí Závislost průmyslu

Vysoká spotřební daň Příleţitosti (OPPORTUNITIES)

Snadné zavádění nových čerpacích stanic Zavedená technologie čerpacích stanic

Hrozby (THREATS)

Omezené světové zásoby ropy Omezené kapacity rafinérií Cena na světových trzích zdroj : vlastní

28 SWOT CNG

Silné stránky (STRENGTHS) Nízká zátěţ ţivotního prostředí Nezávislost na ropě

Nulová spotřební daň (do 2011) Bezpečnost provozu

Podpora státu a EU

Rozsáhlá distribuční síť zemního plynu Niţší provozní náklady

Zásoby na více neţ 100 let

Slabé stránky (WEAKNESSES) Nedostatečný počet plnících stanic Zvýšení hmotnosti vozidel (o nádrţe) Informovanost veřejnosti

Relativně vysoká cena plynového autobusu Komplikovanější palivová soustava

Příleţitosti (OPPORTUNITIES) Vývoj nových technologií

Tvorba pracovních míst (vývoj a výzkum)

Hrozby (THREATS) Závislost na ruském plynu

Nestabilní politická situace Ukrajina x Rusko zdroj : vlastní

Účelem SWOT analýzy je nalézt řešení stávajícího stavu v oblasti paliv. Je zřejmé, ţe alternativní palivo CNG bylo správnou volbou pro transformaci.

3.6.3 Přestavby stávajících autobusů na plynové

V současné době existují dvě varianty přestaveb, a to individuální a typová (hromadná). Kaţdé individuálně přestavované vozidlo podléhá kontrole plynové aparatury a splnění emisních limitů ve státní zkušebně. V České republice je to ÚVMV (Ústav pro výzkum motorových vozidel v Praze) a ÚSMD (Ústav silniční a městské dopravy v Praze a Českých Budějovicích). Poté musí dojít ke správnímu řízení o přestavbě na odboru dopravy příslušné obce s rozšířenou působností.

Typová neboli hromadná přestavba proběhne v rámci povolení k provádění přestaveb vydaného Ministerstvem dopravy a spojů ČR. Přestavby můţe provádět pouze drţitel tohoto povolení nebo jím pověřená organizace. Po provedené přestavbě probíhá podobné správní řízení a kontroly STK jako u individuální přestavby.

29 Ceny přestaveb se dle typu a stáří autobusu pohybují okolo 1 milionu Kč bez DPH.

Vzhledem ke stavu a stáří vozového parku ČSAD Karviná a.s. nedoporučuji provádět přestavby jiţ provozovaných autobusů. Jako výhodnější se jeví nákup nových autobusů s pohonem CNG přímo od výrobce.

3.6.4 Pořízení nových autobusů na stlačený zemní plyn

Z technického hlediska je tato varianta nejlepší. Výrobce sám řeší konstrukční umístění pro palivo (umístění plynových nádrţí), vedení plynové aparatury apod.

Návrh řešení vychází ze současného sloţení vozového parku v obou přepravních systémech (MHD i příměstská doprava) v ČSAD Karviná a.s.. Jsou zde uvedeny autobusy českých výrobců SOR Libchavy s.r.o., IVECO Vysoké Mýto (bývalá Karosa) a TEDOM Třebíč. Pořizovací ceny byly zjištěny přímo u výrobců (viz tabulka 3.6.3).

Tabulky 3.6.3 Ceny nových autobusů s plynovým a naftovým motorem

Typ autobusu (plynový motor) Přepravní systém Cena v Kč bez DPH

IVECO CITELIS 12 M CNG MHD 5 100 000

SOR BN 12 CNG příměsto, MHD 5 300 000

TEDOM C 12G ^příměsto 5 600 000

SOR NB 12 CNG ^MHD 5 500 000

SOR CN 12 CNG příměsto 4 500 000

zdroj: obchodní oddělení výrobců

Typ autobusu (naftový motor) Přepravní systém Cena v Kč bez DPH

SOR NB 12 ^MHD 5 172 000

SOR CN 12 příměsto 3 350 000

KAROSA C 954 ^příměsto 3 290 000

SOR BN 12 MHD 4 172 000

zdroj: obchodní oddělení výrobců

V ČSAD Karviná a.s. dochází k pravidelné obměně vozového parku v celkovém počtu cca 10 ks ročně. Všechny autobusy do obou přepravních systémů jsou pořízeny z vlastních zdrojů a jsou na základě interních účetních předpisů odepisovány 6 let.

30

4 Hodnocení zjištěných výsledků a návrh opatření ke zvýšení efektivnosti činnosti v řešení oblasti a postup jejich aplikace

4.1 Ekologická analýza

ČSAD Karviná a.s. provozuje v městské a příměstské autobusové dopravě 72 autobusů s ročním proběhem více neţ 4,2 mil. km a celkovou spotřebou 1,253 mil. litrů nafty.

Sloţení vozového parku autobusů ČSAD Karviná a.s. podle typů vozidel, ročního proběhu km, spotřeby nafty a průměrného stáří jednotlivých typů vozidel je uvedeno v následující tabulce 4.1, která je výchozím dokumentem pro stanovení „legislativního“ ročního mnoţství škodlivých emisí produkovaných touto flotilou autobusů.

Tabulka 4.1 Přehled vozidel s hodnotami emitovaných škodlivin

autobus značka, typ počet ujeté km v 2009 celkem

spotřeba PHM (NM) celkem [litry]

průměrné stáří typu

[roky]

celkem škodlivin

[tuny]

PM (saze) [tuny]

KAROSA B 732.1666 3 116 997,70 38 363,90 16,67 4,96 0,177

KAROSA B 932.1676 7 436 939,50 156 304,80 11,00 16,21 0,193

KAROSA B 952.1712 1 36 259,30 12 439,50 8,00 0,86 0,010

IRISBUS PS09D1 1 57 348,20 23 482,20 8,00 1,36 0,017

KAROSA C 734.1340 1 52 291,70 15 491,00 17,00 1,94 0,057

KAROSA C 934.1351 12 458 945,40 132 282,20 10,91 17,03 0,208 KAROSA C 954.1360 21 1 369 483,10 399 277,80 6,05 32,26 0,414

KAROSA C 956.1074 2 145 263,00 40 394,21 6,00 3,45 0,044

IRISBUS SFR160 10 642 274,40 170 596,10 2,17 15,72 0,058

IRISBUS SFR162 4 313 560,50 76 194,10 1,75 7,67 0,028

SOR B 9,5 2 135 398,80 35 504,20 7,00 3,22 0,041

SOB BN 12 4 304 088,90 91 023,90 4,50 7,24 0,092

SOR BN 9,5 2 77 683,40 21 711,90 4,50 1,85 0,023

SOR NB 12 2 115 594,50 39 955,22 1,50 4,33 0,015

CELKEM 72 4 262 128,40 1 253 021,03 118,10 1,382

SOR BN 12 CNG 72 4 26 2128,40 27,00 0

zdroje : hospodářské listy vozidel

Do tabulky jsou zahrnuta i vypočtená emitovaná mnoţství škodlivin jednotlivých typů vozidel dle jejich ročních proběhů kilometrů a průměrného stáří vozidel. Metodika výpočtu se

31 opírá o chronologický vývoj emisních limitů Evropské hospodářské komise (EHK) od EURO1 aţ po EURO4 naftových motorů těchto vozidel.

Pro stanovení mnoţství roční vykonané práce motorů (v kW) byla vzata do výpočtu průměrná provozní rychlost autobusů 33 km/hodinu (zjištěná měřením časů a ujetých vzdáleností) a kvalifikovaný odhad průměrného výkonu motoru 100 kW v jízdě (po osobní konzultaci odborného poradce ing. Hejtmánka s prof. Ing. Michalem Takátsem, CSc. z ČVUT Praha).

Stanovení ročního mnoţství škodlivých emisí (v tunách) pro daný typ vozidla je zobrazeno v tabulce 4.1 (poslední dva sloupce) a vychází ze vztahu:

) 6

(

. 10

. . C

m N Q

M

kde : Q[t] … roční mnoţství škodlivých emisí (tuny) MR … celkový roční proběh (km)

NM … průměrný výkon motoru v jízdě (kW) ml … ∑ měrných limitů (g/kWh)

C … průměrná jízdní rychlost (km/h)

Obdobně je vypočteno vyprodukované mnoţství pevných části (PM), coţ jsou převáţně mikroskopické částečky sazí vzniklé nedokonalým spalováním motorové nafty, na které se sorbují další nespálené uhlovodíky (HC), z nichţ jsou nejnebezpečnější polycyklické aromatické uhlovodíky (k-PAU), které jsou silnými lidskými karcinogeny.

Chronologický vývoj limitů měrných škodlivých emisí naftových motorů stanovených Evropskou hospodářskou komisí (EHS) je v následující tabulce 4.1.1.

Tabulka 4.1.1 Limity emisí (dle EHS) předpis

platný od

limity měrných emisí [g/kWh]

∑ měrných emisí [g/kWh]

CO HC NO_X PM

EHK 49.02 (EURO 1] 1993 4,5 1,1 8,0 0,36 13,96 EHK 49.03 (EURO 2) 1996 4,0 1,1 7,0 0,15 12,25 EHK 49.04 (EURO 3) 2001 2,1 0,66 5,0 0,10 7,86 EURO 4 - ESC 2005 1,5 0,46 3,5 0,02 5,48

EURO 5 - ESC 1,5 0,46 2,0 0,02 3,98

zdroj : http://ec.europa.eu

32 Vypočtené mnoţství produkovaných emisí současného vozového parku ČSAD Karviná a.s. je pouze „legislativní“, neboť měrné limity byly na nových zaběhnutých motorech zjištěny v autorizované motorové laboratoři. Ve skutečném provozu je produkce výfukových škodlivin výrazně ovlivněna technickým stavem motorů a zejména pak technickým stavem naftové palivové soustavy (vstřikovacích čerpadel, vstřikovače a trysek).

Vypočtené mnoţství škodlivin je tedy ideální a pouze orientační. Skutečné mnoţství emitovaných škodlivin bude výrazně vyšší a to i přesto, ţe vozidla jsou pravidelně kaţdoročně kontrolována na stanicích měření emisí, které však nehodnotí oxidy dusíku (NOX) a pevné částice jsou měřeny kouřoměry, které metodicky nejsou schopny naměřit přísné limity této škodliviny.

Praxe ukazuje, ţe i moderní (mladé) motory se zejména při akceleraci dostávají za tzv.

hranici kouře. Lze tedy v praxi předpokládat, ţe vypočtené „legislativní“ mnoţství škodlivin bude u současně provozovaných naftových autobusů v ČSAD Karviná a.s. výrazně vyšší cca o 30-40% a u pevných částic zcela jistě vzhledem ke sloţení a stáří vozového parku dvojnásobně vyšší.

Toto potvrzuje i vývoj metodiky měření a kontroly moderních naftových i plynových motorů pro vozidla M2, M3 a N2 a N3 (autobusy a nákladní automobily), které jsou opatřeny přídavným zařízením na dodatečnou úpravu výfukových plynů (katalyzátory, zachycovače pevných částic). Jedná se o tzv. transcient test (ETC), který svou dynamickou formou podstatně lépe simuluje skutečný provoz motoru v praxi. Z následující tabulky je zřejmé, ţe limitované hodnoty škodlivin jsou u tohoto hodnocení vyšší a to i přesto, ţe se jedná o motory vybavené dodatečnou úpravou výfukových plynů (katalyzátory a zachycovače pevných částic).

Na důkaz ekologické kvality jsou do tabulky zahrnuty skutečně naměřené homologační hodnoty dvou plynových autobusů s pohonem na CNG, které mají emisní hodnoty výrazně pod poţadovanými limity EURO 4 a CITELIS dokonce pod připraveným předpisem EURO 5.

33 Tabulka 4.1.2 Hodnoty testu ETC vč.doplnění parametrů uvažovaných autobusů

TEST ETC [g/kWh]

Předpis Platný od CO NMHC CH₄ NO PM

EURO 3 10/2000 5,45 0,78 1,6 5,0 0,16

EURO 4 10/2005 4,00 0,55 1,1 3,5 0,03

EURO 5 4,00 0,55 1,1 2,0 0,03

SOR CNG 0,012 0 0,25 2,08 0

CITELIS 2,56 0,006 0,017 0,38 0,003

zdroj : http://ec.europa.eu

Nejvýznamnější ekologický přínos je u emisí pevných částic (PM), jejichţ mnoţství je u moderních plynových motorů na hranici měřitelnosti a to je viditelné i v běţné praxi – tyto motory nekouří (viz tabulka 4.1.2 )

Při postupném převodu autobusové dopravy nahrazením stávajících naftových autobusů autobusy s plynovým pohonem, dojde jiţ v úvodních etapách k výraznému sníţení emisí v tomto provozu, neboť budou nahrazována nejstarší vozidla s nejhorším emisním dopadem do ovzduší v karvinském regionu.

Po úplné náhradě naftového provozu plynovým, pak ekologické přínosy budou znamenat úsporu cca 120 tun celkových škodlivých výfukových emisí (CO, HC, NOX, PM) – z toho minimálně 2 tuny PM (mikroskopických sazí), které jsou z hlediska zdraví lidí nejnebezpečnější.

Provoz plynových autobusů a jejich celkové emise jsou zapsány na posledním řádku hodnotící tabulky – pro názornost je uveden typ SOR BN 12 CNG (viz tabulka 4.1)

V ekologickém hodnocení přechodu městské a příměstské autobusové dopravy nebyly zhodnoceny emise oxidu uhličitého (CO₂), jehoţ produkce v podmínkách provozu ČSAD Karviná a.s. dosahuje řádově tisíců tun. To proto, ţe bezprostředně neohroţuje zdraví lidí a není zatím v dopravě legislativně omezen. V blízké budoucnosti se však kvůli omezení skleníkového efektu bude za produkci CO2 platit. Pak bude výhodné provozovat plynové autobusy, neboť tyto produkují o 30% CO2 méně neţ naftové autobusy. Je to dáno jednoznačně chemickým sloţením těchto paliv.

34

4.2 Ekonomická analýza – CBA

Pro proces přechodu na CNG jsem porovnala autobusy českých výrobců SOR Libchavy s.r.o.,IVECO Czech Republic a.s. Vysoké Mýto a TEDOM Třebíč. V následujících tabulkách je provedeno porovnání jak z hlediska pořizovacích cen, tak z hlediska celkové spotřeby PHM. Tato data jsou hodnotícími kritérii pro CBA. Jsou porovnávány autobusy, které jsou ve vozovém parku ČSAD Karviná a.s. nejčastěji obsazeny a to Karosa C 954 v příměstském provozu a autobus SOR BN 12 v městském provozu s autobusy s plynovými motory. Katalogové listy s jednotlivými technickými parametry jsou přílohami této bakalářské práce.

Ekonomická analýza je s ohledem k cíli této práce omezena na orientační porovnání nejvyšších nákladů souvisejících s provozem autobusů, a to je jejich pořizovací cena a spotřeba pohonných hmot. Ty pohltí nejvíce finančních prostředků dopravních společností.

Na celkových nákladech se samozřejmě podílí i mzdy řidičů, pojištění, odpisy, náhradní díly a údrţba, ale ty zde posuzovat nebudu. Není to sice ideální stav, ale pro orientační přehled, vystačí.

Průměrné spotřeby a km proběhy u jednotlivých autobusů jsou z evidence tzv.

hospodářských listů vozidel, jak z ČSAD Karviná a.s., tak z ČSAD Havířov a.s.. Pro výpočty jsem pouţila současnou průměrnou komerční cenu motorové nafty (NM) 24,57 Kč/l a zemního plynu (CNG) 13,84 Kč/m³ na veřejných čerpacích stanicích. Všechny uvedené ceny jsou bez DPH.

Do pořizovacích cen jsem jiţ zahrnula i případné státní dotace, o kterých podrobněji píši v kapitole 4.3.

Plusovým znaménkem je vyznačena úspora, minusovým ztráta.