A jövő közlekedése – úton a környezettudatosság felé – 4. rész

A bejegyzésben a fontosabb alternatív hajtóanyagok közül az alábbi felsorolás első néhány (5) szereplőjét, ezek felhasználásának jellemzőit, lehetőségeit és elterjedésük korlátait foglalom össze, különböző forrásokból merítve. Hangsúly az elterjedési korlátokon, próbáltam a „díszletek” mögött rejlő tényezőket is felderíteni.

Az alternatív üzemanyagok, amelyek közép- és hosszútávon valószínűleg a megoldást jelenthetnék a közlekedés esetében, a következők lehetnek, természetesen kombinálva, az adottságoknak és feltételeknek megfelelően optimális választást lehetővé téve:

• Villamos áram
• Hibrid (villamos áram+fosszilis)
• Hidrogén (üzemanyag-cella)
• LPG, CNG
• Sűrített levegő
• Bioüzemanyagok
• Greenbox, Green fuel technológiák
• Biomassza-elgázosító technológia
• Egyéb, extrém alapanyagú hajtóanyagok

 1. Elektromos (és hibrid) technológia

A 2011-es Környezet és Energia Konferencia egyik meghívott előadójának a hazai és külföldi kutatók, szakemberek közreműködésével megalkotott: „Erre van előre! – Egy fenntartható energiarendszer keretei Magyarországon – Vision 2040 Hungary” című kiadványa alapján az elektromos autók (és így a hibrid autók esetében is) a következő nehézségekkel lehet számolni:

Három olyan erőforrás van, amelyek mennyisége aggodalomra adhat okot, ezek pedig a ritkaföldfémek (neodímium), a lítium és a platina. Néhány állandó mágneses váltóáramú motor, mint ami például a Toyota Priusban is van, jelentős mennyiségű ritkaföldfémet használ fel. A Prius motorja 1 kg neodímiumot tartalmaz (neodímiumot tartalmaznak még pl. a szélturbinák is, nagyobb mennyiségben). Ezen ritkaföldfém rendelkezésre állása, annak mennyisége az elektromos autók elterjedésével – 2050-re egyes számítások szerint 2 milliárd elektromos autó közlekedhet a Földön – akadályt jelenthet, azonban technológiai fejlesztés során lehetőség van az állandó mágnesek helyettesítésére. Ez esetben ezen ritkaföldfémek szűkössége várhatóan nem befolyásolja majd jelentősen az elektromos autók elterjedését.

A lítium készletek mennyisége is lényeges kérdés, ami az elektromos autóipar alapját jelentő lítium-ion akkumulátor legfontosabb alapanyaga. Jelenleg a lítium-kitermelés több mint 90%-a 4 országra koncentrálódik (legjelentősebb Chile), és a növekvő kereslet jelentősen emelheti a nyersanyag árát. A folyamatos lelőhely-feltárások és a technológiai kutatások hatására azonban a mennyiség kérdése itt is megoldható, habár az lehetséges, hogy a növekvő alapanyag-ár miatt csak nagyobb állami támogatások mellett tudnak elterjedni az elektromos autók szélesebb körben.

Brit kutatók szerint a villamos áram a közlekedési szektor legdominánsabb üzemanyaga lehet a jövőben, ezáltal jelentősége még inkább felértékelődik. Ennek oka, hogy az elektromos járművek alkalmazása (a mintegy négyszeres energiahatékonyság következtében, a jövőben 90%-ot is meghaladó hatásfok érhető el) még a jelenlegi energia-mixet igénybe véve is 50%-os csökkentést eredményez a CO²-kibocsátásban (és még sokkal kedvezőbb lehet). Egy másik fontos érv az, hogy az elektromos autók üzembe állításával megkönnyíthető a megújuló energiaforrások hálózatba integrálása, már csak azért is, mert az akkumulátorok töltési időpontja – tekintve, hogy a járművek naponta átlagosan 23 órán keresztül állnak – az energiarendszer igényei szerint időzíthető. Igaz, hogy a völgyi, mélyvölgyi éjszakai időszakban (ez 5-6 órát jelenthet) alacsonyabb áron áll rendelkezésre az elektromos autók üzemanyagául szolgáló elektromos áram, azonban figyelembe kell venni azt, hogy a mai magyar energetikai rendszer korlátozott kapacitású, a jelenlegi viszonyok között ez körülbelül mindössze 100 ezer autó feltöltésére lenne elegendő.

Az elektromos üzemű járművekre történő váltás azonban nagy kihívás – többek között az akkumulátorok fejlesztése (töltési idő csökkentése, nagyobb tárolási kapacitás elérése) és a megfelelő infrastruktúra kialakítása miatt. A kiadvány szerzői ezért az elektromos autók magyarországi elterjedésének lehetőségét csak 2020-tól látják reálisnak. Az előző nehézségek megoldódásáig pedig, rövid és középtávon meglátásuk szerint a bioüzemanyagok helyettesíthetik részlegesen a kőolajat, figyelve a biodiverzitás megőrzésére, a bioüzemanyag alapanyagának megtermelésére igénybe vett területek kiválasztásánál.

2. Hidrogén (üzemanyag-cella)

A platina, mint a harmadik problémásnak mondható nyersanyag korlátai gátat szabhatnak az elektromos autók egy speciális típusának, a tüzelőanyag-cellás járművek használatának. A hidrogén üzemanyagú tüzelőanyag-cellás autók millióinak gyártása jelentősen növelheti az igényt, a jelenlegi éves platinakitermelést meghaladó szintre. Első körben a katalizátorok úrjahasznosításában lehet lényegi eredmény, de a legbiztonságosabb megoldás az lenne, ha sikerülne a platinát egy kevésbé szűkösen rendelkezésre álló anyagra kiváltani, vagy a hidrogénhajtás helyett más módszert (is) alkalmazni.

A hidrogén-technológia ismertetését, a hidrogén előállításának módjait, az üzemanyagcellák működését, előnyeit és hátrányait itt olvashatjuk: A hidrogén-technológia.

Ide (és a környezettudatosság fogalomköréhez) kapcsolódó téma az újrafelhasználás (recycling), és a nulla hulladék koncepció elképzelése, ami már nem új, alapjainak lerakásában kulcsszerepe volt Gábor Dénes magyar származású fizikusnak, aki a „Hulladékkorszak után” című könyvében már 1978-ban felhívta a figyelmet az újrafeldolgozás fontosságára. Ez a megoldás minden hulladék esetében fontos, de döntő szerepe éppen a ritkaföldfémek és nehézfémek esetében van, ugyanis ezek amellett, hogy korlátozott készleteik vannak, a környezetbe kerülve súlyos károkat okoznak.

A szerzők a hidrogén üzemű járművek üzembe állításának esetében a következő lehetőségeket tartják valószínűsíthetőnek: a hidrogén könnyen elérhető másodlagos energiaforrás, mégis számos tényező akadályozza az elterjedését a korábbiakon kívül. Ezek a hidrogén tisztításának, szállításának, tárolásának nehézségei, valamint a szükséges infrastruktúra kiépítésének problémái. Mindezeket figyelembe véve a hidrogénnel működő üzemanyagcellás technológia kereskedelmi léptékű megjelenését a 2030-as évekre várják. A fosszilis üzemanyagok hidrogénnel történő kiváltását legnagyobb mértékben a hajózásban és a repülésben tartják elképzelhetőnek, ezek tekintetében a részesedése 2050-re elérheti akár a 80%-ot is.

Érdemes figyelembe venni azt is, hogy ugyan a járművek emissziója nagyon kedvező, az elektromos áramot előállító üzem valahol máshol környezetszennyezést végez, ezért célkitűzés és jövőbeli terv kell, hogy legyen a megújulók arányának növelése.

3. LPG (Liqiufied Petroleum Gas), CNG (Compressed Natural Gas)

Az LPG, ami nálunk főleg autógázként ismert, egy folyékony halmazállapotú szénhidrogén, korábban a nyers földgázbányászat és a nyersolaj finomítás melléktermékének tekintették, ezért nem hasznosították, hanem egyszerűen elégették. Vegyi összetétele nagyon egyszerű, ezért az alternatív energiahordozók közül az egyik legtisztábban ég, és a legmagasabb fűtőértékkel rendelkezik. Használata Magyarországon illegálisan indult, a ’80-as években a csomagtartóban fekvő PB-palackkal és az Olaszországból csempészett Lovato gázreduktorokkal kezdődött a történet, majd 1993-ban szigorú szabályozások szerint indult meg a legális beépítés, egyúttal megnyíltak a gázkutak. A működés szempontjából sarkalatos pont az autó gyújtási rendszere, mivel a gáz-levegő keverék gyulladási hőmérséklete gyakorlatilag a benzines (230-280°C) duplája, vagyis 500 °C. Előnye, hogy rendkívül olcsó és környezetbarát, egyenletes a nyomatékleadás, hátránya pedig, hogy fosszilis eredetű, nagy beszerelési költséggel, szigorúbb és drágább ellenőrzési követelményekkel, valamint nagy teret foglal a tartálya.

Egy közel 3 évvel ezelőtti családi autóvásárlást követően hetente többször alkalmam van „tesztelni” egy kettős üzemű (benzin-LPG) Skoda-t (egyébként kerékpárral járok szinte mindenhová), és igaz, hogy így a tankolás után pozitívabban látom a világot ahhoz képest, mintha csak benzinnel menne, azonban az autó üzeme egyáltalán nem mondható zökkenőmentesnek, többszöri szerviz után sem, a gázüzemű rendszer kisebb-nagyobb meghibásodásai miatt.

A CNG, vagyis sűrített földgáz ugyanaz az anyag, mint amivel fűtünk, főzünk. Magyarországon jelenleg nyilvános hálózata a forrás szerint nincs, tömegközlekedésben a buszoknál használják elsősorban. Előnyei hasonlók az LPG-hez, hátránya viszont, hogy fosszilis, hazánkban nincs kúthálózat, és jelenleg nem sok olyan embert ismerek, aki szívesen utazna 4 db 300 báros gáztartály felett (tartályok az autó padlózatában).

4. A sűrített levegő

A sűrített levegős közlekedési járművek témája, és lehetőségei még nem tiszták, egy rövid összefoglalót ajánlok, a technológia múltjáról és jövőjéről. Többek között sűrített levegős technológiával működő járműveket is felvonultattak a VII. Széchenyi Futamon.

Legközelebb a környezettudatos közlekedéses témakör zárásaként a bioüzemanyagok és innovatív zöld hajtóanyagok témakörét foglalom össze, és egyéb extrém üzemanyagokról teszek említést.

„A sebesség nem számít, ha rossz irányba haladunk.” /Mahatma Gandhi/