V Německu právě ztroskotalo jednání o ustavení nové vládní koalice, přičemž jedním z jejích členů měli být i Zelení požadující zákaz dieselových motorů a jejich nahrazení jiným pohonem. Jak jste se na ten požadavek díval ze své pozice specialisty na hybridní pohony? Pomohl by vám?

Mně to přijde nereálné. Navíc si myslím, že lepší než něco zakazovat je jít cestou podpory ekologických technických řešení, jako jsou třeba hybridy nebo elektromobily. Ale cíl, aby se od roku 2030 neprodalo v Německu nebo jiné evropské zemi jediné vozidlo se vznětovým nebo zážehovým motorem, to si neumím představit. Nejdříve je třeba vyřešit infrastrukturu a dostatečné možnosti rychlonabíjení.

Na druhé straně se některé technologie třeba v oblasti autonomních vozidel vyvíjejí tak rychle, že se může podařit nastavit vše tak, aby v té době opravdu běžně fungovala. Ale že by se od roku 2030 neprodávala auta se spalovacími motory, tomu já sám nevěřím. Navíc elektromobil má možná lokálně nulové emise, ale tu elektrickou energii je třeba někde vyrobit. Existuje studie, podle níž třeba elektromobily od Tesly, pokud se na ně podíváme globálním pohledem zahrnujícím i zmíněnou výrobu elektřiny a některých dalších složitých komponentů v elektromobilu, například baterií, vytvářejí ve finále větší ekologickou zátěž než malé auto se spalovacím motorem.

Co přesně je autonomní vozidlo?

Vozidlo, v němž už není volant a další běžné ovládací prvky, za to má všude čidla a dokáže se pohybovat autonomně, tedy bez zásahu řidiče. Třeba ve městě. Systémy pro autonomní vozidla se zkouší a vyvíjejí v různých zemích včetně Česka, kde se tomuto vývoji věnuje například společnost Valeo, ale zatím to není na takové úrovni, aby se autonomní vozidla opravdu rozšířila. Důležitá je také zodpovědnost za nehody těchto vozidel i z legislativního hlediska.

Kde se ve vás vzal ten zájem o samohyby s neobvyklým pohonem? Vymýšlel jste něco takového už v dětství?

Dobrá otázka. Vždycky mě zajímala auta. Asi jako hodně kluků. Od malička jsem si o nich četl v časopisech, internet ještě nebyl. Když jsem se někdy v roce 1990 dostal k francouzskému katalogu automobilových značek, tak to bylo něco. Máma mi ho přivezla z autosalonu v Paříži a dodnes ho mám doma. O automobilovou techniku jsem se tedy zajímal vždycky, automobily jsem sledoval a nějak jsem věděl, že bych se chtěl v téhle oblasti pohybovat. Že půjde vysloveně o hybridní pohony, v tom jsem ale samozřejmě tenkrát jasno neměl.

A zájem o hybridy přišel kdy?

Nějak intenzivněji asi v roce 2007, kdy jsem začal dělat dálkově doktorské studium na ČVUT, Dopravní fakultě, a potom od roku 2008, kdy mě paralelně se studiem zaměstnala německá firma ZF ve Friedrichshafenu. Tam jsem pracoval jednak na vývoji osmistupňové automatické převodovky, jednak na hybridních pohonech a přišel jsem tehdy s nápadem relativně jednoduché dvou až třístupňové převodovky, dvou elektromotorů a jednoho spalovacího motoru. To se pak podařilo patentovat.

O tom patentu se psalo jako o „planetové převodovce“. Co to vlastně znamená?

V podstatě jde o převodovku, jejíž převod tvoří dohromady vnitřní centrální kolo, kolem něj umístěné satelity na unašeči a vnější korunové kolo. Satelity zapadají svým ozubením do vnitřního centrálního i do vnějšího korunového kola. Umožňuje to realizovat víc převodových stupňů v menším prostoru.

Jak se patentu vede?

Jsem jeho jediný autor, ale nejsem vlastník patentu, protože přihlášku a veškeré náklady pro získání patentu zafinancovala firma ZF coby můj zaměstnavatel. Ta tedy má na něj práva. V sériové výrobě patent podle mých informací zatím není, to bych o tom určitě věděl, ale věřím, že se bude nějakým způsobem v dohledné době realizovat. Už proto, že sílí tlaky na to, aby se snížil objem emisí CO2, a mají-li to automobilky splnit, jiná cesta než hybridizace a elektromobily k tomu nevede. Limity jsou tak přísné, že automobilky mají nyní své podnikání nesmírně těžké. Osobně si myslím, že je to trochu nešťastné řešení, protože automobily se z globálního hlediska podílejí na emisích CO2 jen zanedbatelným poměrem. Zaoceánské lodě i letadla na nich mají celosvětově mnohem větší podíl než automobily.

Pomiňme to, že podíl CO2 v atmosféře také není zrovna ohromující a jeho vliv na skleníkový efekt i na globální oteplování je sporný.

To je ještě další věc. Proto si myslím, že se tato legislativa neubírá správnou cestou. Na druhé straně, automobilky nemají žádnou šanci se tomu vyhnout, jinak by platily výrazné penále. Regule Evropské unie tak ještě podpoří investice automobilek do elektromobilů a hybridů, takže se bez nich prakticky neobejdeme.

Vás ale hybridy zajímaly nezávisle na postojích Evropské unie?

Určitě.

Proč?

Mně se líbí. I když jezdím konvenčním autem s dieselovým motorem, říkal jsem si, jestli není škoda, když už se pohybujeme po městě a jezdíme po něm zhruba padesátikilometrovou rychlostí, přičemž každou chvíli zůstaneme stát na světlech a za třicet vteřin se znovu rozjíždíme, tuhle energii nevyužít.

Čím jezdíte mimochodem?

Škodou Octavií dieselem. Pak mám ještě dvě auta pro radost a investici - veterány.

A to využití energie?

To je myšlenka, která vedla k vývoji setrvačníkové baterie. Ta totiž na rozdíl od standardních litiových akumulátorů umožňuje extrémní počet vybíjecích cyklů. I když má malou energetickou hustotu, má velký měrný výkon.

Dá se její princip nějak jednoduše vysvětlit?

Možná nejlepší bude, použijeme-li její oficiální název elektromechanický akumulátor. Ten totiž úplně přesně vystihuje, o co jde. Je to zařízení, jehož vstupem je elektrická energie, elektřina. I do litiového akumulátoru vstupuje elektřina. Tady, protože chceme energii akumulovat, je k elektromotoru připojen setrvačník. Elektromotor roztáčí těžký rotor setrvačníku, takže se zvyšují otáčky. Setrvačník může mít maximální otáčky i minimální, ale nikdy nechceme jít úplně do nuly kvůli přijatelné účinnosti.

Když budeme zpomalovat auto, elektřina, získaná trakčním elektromotorem generujícím elektrickou energii, se neuloží do litiového akumulátoru, ale do tohoto zařízení, kde se roztočí setrvačník. Stojí-li auto minutu na světlech, je pokles otáček v tak krátkém časovém úseku zanedbatelný. Pak se auto zase rozjíždí a otáčky v setrvačníku klesnou, protože se tato energie znovu využije. Vtip je v tom, že tenhle cyklus, trvající třeba minutu, se může pořád opakovat, může to být například x desítek cyklů během jedné hodiny nebo sto cyklů za den.

Máte-li 365 dní v roce, dostanete se na 36 500 cyklů ročně. To litiové akumulátory nevydrží, u nich je životnost počítána obvykle zhruba na pět tisíc cyklů, poté už klesá z původních sta procent třeba na osmdesát. Akumulátor sice může ještě fungovat, ale jeho výkonnost se snižuje. Obrovská výhoda setrvačníkové baterie spočívá v tom, že u ní je životnost prakticky neomezená.

Znamená to, že je to baterie, kterou nemusíte měnit?

Je to baterie, která přežije životnost elektromobilu. Přesně tak. Ale: má to nějaké limity. První je v tom, že v malém elektromobilu může takovéto zařízení akumulovat energii na jeden nebo dva rozjezdy. Ne na to, abyste s tím ujel třeba deset kilometrů. Je třeba rozlišovat mezi dlouhodobou akumulací elektrické energie a krátkodobou, přičemž litiový akumulátor umožňuje onu dlouhodobou akumulaci. Až doteď to ale nikdo moc nerozlišoval. Řešila se jen kapacita baterií, kolik mají kilowathodin, kolik se na ně ujede kilometrů. Nikdo ale neřeší, že pohybuje-li se vozidlo po městě, malá část energie se extrémně opakuje ve smyslu vybíjení – nabíjení. Tyto cykly tam jsou a energie z nich se pořád cpe do litiových akumulátorů. Těm to přitom nesvědčí, protože jde o velké proudy a snižuje to jejich životnost. Setrvačníková baterie tedy nenahrazuje dlouhodobé akumulátory, ale funguje jako jejich doplněk a prodlouží jejich životnost.

Kvůli setrvačníkové baterii jste založil vlastní startup. Co bylo hlavním impulsem k tomu, abyste rozjel vlastní podnikání?

Od roku 2003 jsem se pohyboval ve vývojových odděleních velkých firem a korporací a prošel jsem si pozicemi od konstruktéra až po manažera odpovědného za celý vývoj projektu. Převážně v oblasti automotive, ale také necelých šest let v oboru kolejových vozidel, kde jsem měl na starost vývojový projekt prototypu tramvaje pro švýcarského výrobce Stadler Rail, která v upravené podobě začne od příštího roku jezdit v Ostravě.

Že do toho skáču, co všechno jste na nich dělal?

Byl jsem technický vedoucí projektu. Od roku 2013 do roku 2015 jsem vedl vývoj prototypu, a prošel jsem si tak vývojem produktu od začátku až do konce.

A proč pak přišla ta změna?

Chtěl jsem už opustit svět korporátních firem. V nich se sice vyvíjí nějaký produkt, obvykle relativně pomalu, a běžný zaměstnanec se k inovacím moc nedostane. A já si v roce 2015 začal uvědomovat, že jestli se chci této oblasti věnovat, tak na to potřebuji prostor, a ten v korporacích vlastně nebyl. Navíc v nich byl poměrně vysoký podíl byrokracie, malá firma je v tomto směru pružnější. Proto jsem se rozhodl k založení vlastního startupu. Ten dnes funguje na základě několika komerčních projektů na zakázku. Mám partnerskou firmu Advanced Engineering, se kterou úzce spolupracujeme, těžím také ze svých kontaktů z minulosti.

Co znamená pojem partnerská firma?

Je to firma, s níž jsme se dali dohromady zhruba před rokem a úzce spolupracujeme na několika projektech včetně setrvačníkové baterie. Teď zrovna optimalizujeme odlitek elektromotoru pro jednu zahraniční firmu, která dodává trakční motory pro výrobce kolejových vozidel.

Nezaskočilo vás při startu vlastního podnikání to, že musíte vedle své vlastní práce hlídat i provoz firmy. Korporace se o člověka postará, ve startupu si musíte hlídat každou fakturu.

To jste řekl naprosto přesně. Je to tak. Ale já jsem měl za prvé štěstí v tom, že jsem měl předem připravenu spolupráci se zmíněnou firmou Advanced Engineering, což mi zajistilo hned od začátku slušné vytížení, druhá věc byla, že mi poskytla potřebné softwary, a za třetí, relativně rychle se nám podařilo získat několik projektů, takže hned první rok pro mě bude ziskový. Což je úžasné.

Jste sám, nebo máte společníka?

Startup mám sám. Jsem jeho jediný zakladatel a stoprocentní vlastník. Partnerská firma má přibližně deset zaměstnanců, vesměs vývojářů, a já jsem během roku zapojoval ještě několik externistů včetně toho, že mám externí účetní. Od začátku příštího roku ale plánuji už mít svého prvního stálého zaměstnance. Dřív jsem si to netroufl ze dvou důvodů: jednak existuje statistika, podle níž devadesát procent startupů skončí během prvního roku, velice často kvůli příliš ambiciózním plánům, jejichž realizace je obtížnější, než se zdálo, a jednak jsem se chtěl vyhnout velkému zadlužení hned od začátku a radši jsem volil relativně konzervativní přístup. Rozšiřovat firmu ve smyslu nabírání stálých zaměstnanců jsem byl proto od začátku rozhodnut až ve druhém roce.

Děláte jen „aplikovaný“, nebo i „základní výzkum“? Fungujete na základě plnění zakázek, nebo chcete realizovat i nějaké vlastní vize, o nichž ještě nevíte, zda dojdou uplatnění?

Mám jeden konkrétní projekt takzvaně v šuplíku, je to přídavný elektrický univerzální pohon, který by se mohl standardizovat třeba pro všechny škodovky nebo pro všechna vozidla koncernu VW. Je to ale otázka financování. Teď nějak balancuji mezi komerčními projekty, kde fakturuji na základě hodin vynaložených měsíčně na zakázku a firma díky nim ekonomicky funguje, a mezi projekty, jako je setrvačník, který je ale zatím čistě na své náklady. Naštěstí se to díky E.onu trochu zlepšilo. Navíc, i když je to teď nákladová položka, v příštím roce to třeba může nabrat zcela jiný směr.

Zmínil jste E.on, asi myslíte svou letošní úspěšnou účast v soutěži E.on Energy Globe Award.

Je to tak. Letos v březnu jsem se do této soutěže přihlásil do kategorie Nápad, což byla jedna ze šesti, které posuzovali. Tato kategorie je specifická tím, že se v ní hodnotí projekty v rozpracovaném stadiu, kdy finální produkt ještě není otestován a odladěn, ale zapadá nějak do konceptu činností, jimž se věnuje E.on, tedy do oblastí, jako je energetika a ekologie. A musí mít potenciál pro uplatnění na trhu.

V červnu mi oznámili, že jsem se se svým projektem setrvačníkové baterie dostal do finále, v září jsem coby finalista prezentoval projekt porotě v Českých Budějovicích a koncem září jsem se dozvěděl, že jsem kategorii vyhrál.

Ve Foru Karlín jsem si převzal cenu, jejíž součástí je bonus 300 tisíc korun na realizaci projektu, ale zásadním benefitem je i možnost odborných konzultací s odborníky z E.onu. Koncem prosince nebo začátkem ledna bychom se měli setkat s Michalem Juríkem, odborníkem v E.on na energetiku a inovace, a budeme diskutovat o možnostech dalšího uplatnění baterie. Já jsem se zaměřoval primárně na dopravu, ale jsou tu i varianty jejího využití v energetice pro krátkodobou akumulaci energie.

E.on dnes hodně investuje do nových způsobů akumulace energie, staví úložiště elektrické energie v ceně zhruba 25 milionů korun. Jde o globální problém, který se řeší všude na světě, zejména v souvislosti s rozšířením fotovoltaických elektráren. Přes den do nich směřuje spousta energie, večer se západem slunce jde její příjem rapidně dolů a vzniká otázka, jak to řešit.

Co vidíte jako svou doménu do budoucna?

Pokud jde o projekt elektromechanického akumulátoru, ten chci úspěšně dokončit coby produkt s možností uplatnění na trhu. Mám samozřejmě jiný rozpočet než velké firmy a nadnárodní korporace, které se zabývají nebo zabývaly podobnou věcí – řešila to třeba i NASA. Jde mi ale především o to, aby zařízení bylo dostupné. To je základní podmínka, aby vůbec mělo smysl na něm dál pracovat

Kde tedy vidíte největší možnost jeho uplatnění?

Primárně se zaměřujeme na dopravu, později možná na fotovoltaiku a obecně na energetiku. Mým úkolem je vytvořit základní modul o určitých parametrech, a bude-li někdo potřebovat násobně větší výkony nebo vyšší kapacitu, tak se to ze základních modulů sestaví.

Problémy s energetickými výkyvy provázejí fotovoltaiku od začátku, myslíte, že už se je daří překlenout?

Myslím, že ano, a řešení je víc. Kdybychom uvažovali o jednodenním cyklu s denní akumulací energie a večerním vybíjení, tak máme 365 cyklů v roce. Na to stačí i litiový akumulátor, jehož životnost by v takovém případě dělala alespoň deset let. U setrvačníkové baterie by byla životnost řádově delší, ale kapacita úložiště je zase menší. Pravda je, že do fotovoltaických elektráren se investovalo hodně dotací, ale ukládání energie během dne a pokrytí výkyvů nikdo příliš neřešil a je potřeba se na to zaměřit.

Říkal jste, že se této problematice věnovaly i jiné firmy, je někdo, na koho navazujete?

Základní myšlenka elektromechanické akumulace energie je kupodivu dost stará, už v polovině minulého století jezdily ve Švýcarsku takzvané gyrobusy na elektrický pohon. Ty se na jednotlivých zastávkách a také na konečných připojovaly třemi tyčovými sběrači na střeše k napájecí síti a uprostřed měly setrvačník, který se na zastávce roztočil a energii krátkodobě uložil. Gyrobus pak mohl jet asi tři kilometry a na další zastávce se mohl opět dobít. Problém ale nastával, pokud se někde na cestě vyskytla kolona, protože pak už gyrobus nedojel na další dobíjecí stanici.

Ačkoli je tedy základní princip této akumulace známý dlouho, jsem přesvědčen, že teprve teď dojde díky elektromobilitě a hybridům reálného a smysluplného uplatnění.

Kdo všechno s vámi v současnosti na vývoji setrvačníkové baterie spolupracuje?

Kromě Advanced Engineering probíhal její vývoj ve spolupráci s Dopravní fakultou ČVUT a letos na podzim se mi podařilo získat jako partnera i elektrotechnickou fakultu ČVUT, konkrétně katedru elektrických pohonů a trakce, od nichž mohu čerpat inovativní pohled na elektrickou část setrvačníku. Věřím, že to posune projekt technicky ještě dál.

Počítáte s tím, že se s nástupem hybridů a elektromobilů stanete velkou firmou jako třeba kdysi Apple s nástupem osobních počítačů?

Ne, určitě ne. Chci zůstat malou vývojovou firmou, s ne více než deseti zaměstnanci, a to ještě zcela určitě není stav na konci roku 2018, spíš výhled do dalších let. Kam se ale chci opravdu dostat, je aspoň částečně oblast výroby. Zatím to probíhá v kooperaci s dalšími společnostmi, ale pokud by se mi podařilo najít vytížení třeba pro 3D tisk komponentů, hrozně rád bych se tomu věnoval. Jednoznačně to má potenciál nejen v prototypové výrobě. Mám software pro optimalizaci a odlehčování jednotlivých dílů, ale prototypová výroba zatím probíhá v kooperaci.

Jan Plomer

Vystudoval ČVUT, fakultu mechanického inženýrství a fakultu dopravních věd. Působil mimo jiné jako projektový manažer společností Besam, ZF Getriebe, Siemens a Stadler Praha. Je držitelem mezinárodního patentu na původní hybridní pohon. Kvůli svému dalšímu vynálezu, takzvané setrvačníkové baterii neboli elektromechanickému akumulátoru, s nímž zvítězil v letošním ročníku soutěže E.on Energy Globe Award v kategorii Nápad, založil vlastní firmu Plomer Engineering.