Prezentáció ITT
Filmfelvétel ITT
Az előadás a mobil mezőgépészet (főként a traktorok) energetikai kérdéseit járta körül. Felvázolta a traktorenergetika összetettségét, majd a jelenlegi energiaforrásokat és a várható fejlődési irányokat elemezte.
A történeti áttekintésben rámutatott: a mezőgazdaság energiaforrása évezredeken át az emberi és állati izomerő volt, még a kerekes járművek mozgatása is ezen alapult. Az 1800-as években jelentek meg a gőzgépek, fa- és széntüzeléssel. A 20. század elején, az autótechnika fejlődésével párhuzamosan terjedtek el a traktorok. Kezdetben gyakori volt a benzinmotor, majd döntővé vált a dízel, amely ma is alaptechnológia. A korszerű dízelmotorok már szigorú környezetvédelmi előírásoknak (Stage V, illetve Tier 4) megfelelőek, de mindez rendkívül bonyolult kipufogógáz-utókezelő rendszert is jelent. A dízelen belül az alternatív hajtóanyagok a 1990-es évektől jelentek meg. Először a növényi olaj észterei (biodízel), majd biogáz/biometán és földgáz (CNG/LPG) alapú megoldások, később a hidrogén részbeni vagy teljes alkalmazása, végül a szintetikusan előállított üzemanyagok (e-fuel). Ezzel párhuzamosan a villamos hajtás is megjelent a mezőgépészetben. Ma már léteznek tisztán akkumulátoros traktorok, megjelentek a hibrid rendszerek (belső égésű motor + villamos motor együttműködése). Sőt olyan koncepciók is vannak, ahol a traktor és a munkagép kapcsolata is villamos (a munkagép saját villamos hajtású elemekkel működik, kisebb hidraulika/pneumatika-igénnyel). Szóba hozta a tüzelőanyagcellát is, ahol a hidrogénből és a levegő oxigénjéből villamos áram keletkezik.
Az előadó hangsúlyosan bemutatta, hogy a traktorok energiaigénye és teljesítményfeladata sokkal összetettebb, mint a közúti járműveké. Egy képlettel szemléltette. A motor teljesítményéből nemcsak a hasznos munkavégzéshez szükséges komponenseket kell fedezni (PTO-teljesítmény a teljesítményleadó tengelynél, hidraulikus/pneumatikus/villamos munkagép-hajtás, illetve a vonóerőn végzett teljesítmény, ami gyakran a legnagyobb), hanem a gép mozgásához és veszteségeihez tartozó tételeket is (áttételi veszteségek, gördülési ellenállás, kerékcsúszás, emelkedő, gyorsítás, légellenállás – utóbbi 60 km/h alatt általában elhanyagolható, de gyorsjárású traktoroknál már számíthat –, továbbá a segédberendezések teljesítményigénye). Ezzel indokolta, miért nem ugyanabban az arányban terjedtek el a villamos és hibrid rendszerek a mezőgazdaságban, mint a személyautóknál. Az autóknál az üzem sokszor sebesség- és terhelésváltozással jár, ezért a rekuperációval (fékezési energia-visszanyerés) sok energia visszatehető az akkumulátorba. A szántóföldi traktorüzemnél viszont jellemzően tartósan magas és viszonylag egyenletes teljesítményigény jelentkezik. Tehát nem az a helyzet, hogy folyamatos gyorsítás–lassítás ciklusokban lehetne energiát visszanyerni. Emiatt az autótechnikai előnyök egy része nem ültethető át közvetlenül.
A jelenlegi energiaforrások között a gázolajat nevezte a legmeghatározóbbnak. Nagy energiasűrűségű, kiépített a logisztika (ellátás, töltőállomások), és erős a szervizháttér. A földgázüzem inkább stabil motoroknál (például öntöző- és szivattyútelepeknél) jellemző, de mobil gépeknél is létezik.
A megújuló alapú folyékony biokomponenseknél elmondta, hogy észterezéssel vagy hidrogénezéssel a növényi olaj gázolajszerű üzemanyaggá alakítható. Egyébként már ma sem tiszta gázolajat tankolunk, a gázolajban jellemzően 7% biokomponens van. Párhuzamként a benzinnél említette az E5 és E10 keverékeket (etanolarány).
A biogáz/biometán állati vagy növényi melléktermékek fermentációjával biogázüzemekben készül, és gyakran gázmotorokkal villamos energiát termelnek belőle.
A villamos hajtásnál jelezte, hogy kertészeti, kommunális és zárt térben dolgozó gépeknél már kézzelfogható, a szántóföldi, nagy teljesítményű alkalmazás még ritka.
A hidrogén kétféleképpen jelenhet meg, részben dízelmotoroknál (a beszívott levegő egy részét hidrogénnel helyettesítik, így kevesebb gázolaj kell ugyanahhoz a teljesítményhez), illetve tisztán hidrogénalapon tüzelőanyagcellával, ahol villamos áram keletkezik.
Külön kitért az e-fuelre (e-benzin, e-gázolaj), a levegőből kivont CO₂ szénjéből és vízbontással előállított hidrogénből kémiai úton folyékony üzemanyagot lehet készíteni. Ez elvileg úgy történik, hogy a légkör CO₂-készletét nem növeljük. Ugyanakkor az eljárás rendkívül energia- és költségigényes, mert a CO₂-kivonás, a hidrogén-előállítás és a folyékony üzemanyag létrehozása is sok villamos energiát igényel.
Az energiaforrások dilemmáit több oldalról foglalta össze. A gázolajnál a károsanyag-kibocsátást és a folyamatosan szigorodó szabályozást emelte ki. Ezen túl azt, hogy az utókezelő rendszerek rendkívül összetettek (oxidációs katalizátor, részecskeszűrő, NOx-csökkentő SCR karbamid-befecskendezéssel, majd egy további katalizátor a mellékhatások mérséklésére). A hosszú távú szabályozási végállomás a zéró emisszió, amelyet a belső égésű motor mai tudásunk szerint csak álló helyzetben tud teljesíteni. Ugyanakkor a mezőgazdasági motorokra eltérő szabályozási logika is vonatkozik, mert a dízel azonnali kivonása a mobil mezőgépészetből a termelés működőképességét veszélyeztetné.
A földgáznál is van károsanyag-kibocsátás és utókezelési igény, tehát nem megoldás önmagában.
A növényi alapú biokomponenseknél hangsúlyozta, hogy csak részben tekinthetők karbonsemlegesnek, mert a termelésükhöz sokszor foszilis energia kell (művelés, betakarítás, feldolgozás). És ez nem csak a CO₂ a kérdés, az égés során nitrogén-oxidok is keletkeznek. Emellett a termőterület-igény komoly korlát: a 90-es években volt olyan várakozás, hogy a mezőgazdaság önellátó lesz üzemanyagból. Kiderült, hogy az energianövény-termesztés földet vesz el az élelmiszertermeléstől, illetve erdőirtási nyomást is növelhet – ezért maradt a bekeverés aránya alacsonyabb szinten.
Külön nagy tévedésnek nevezte azt a közkeletű állítást, hogy a villamos hajtás nem szennyez: szerinte legfeljebb lokálisan nem szennyez (a felhasználás helyén). Globálisan attól függ, miből állítják elő az áramot. Felhívta a figyelmet a lokális és globális emisszió különbségére. Ha az áramtermelésben magas a fosszilis részarány, akkor a villamos hajtás klímaelőnye korlátozott. Hasonló dilemmát lát a hidrogénnél és az e-fuelnél is. Döntő, hogy a szükséges villamos energia megújulóból, nukleárisból vagy fosszilisből érkezik, és a hatásfok/energiaigény kérdése is meghatározó.
Konkrét példákkal illusztrálta a ma létező alternatív megoldásokat: H₂-dízel (hidrogén rásegítés dízelmotorban), LNG/ metánüzemű traktor, hibrid traktorok (indiai gyártó és Landini példája), tisztán akkumulátoros traktorok főként 100 lóerő alatti kategóriában, illetve hidrogén-tüzelőanyagcellás traktor 600 baros tartályokkal. Kiemelte, hogy a villamos traktorok különösen a kommunális/kertészeti felhasználásban lehetnek életképesek, ahol a napi kihasználtság alacsony, sok az állásidő, és előny, hogy a gép nem jár alapjáraton egész nap.
A hidrogénnél megjegyezte: a nagy nyomású tárolás (600 bar) és a még extrémebb, -180/-200 °C-os cseppfolyósítás felvet biztonsági és technológiai kérdéseket (különösen járműveken, napsütésnek kitett tartályokkal), ezért óvatosan kezeli a gyors elterjedés lehetőségét.
A jövőre nézve útkeresés időszakát hangsúlyozta. Egyszerre jelen van a folyékony és gáz halmazállapotú üzemanyag, a villamos hajtás, a hibrid és a hidrogén is. Biztosnak tartja, hogy a környezetvédelmi szabályok tovább szigorodnak, és hogy a gázolaj még jó ideig velünk marad a mezőgépészetben, de konkrét időtávot nem jósol. Valószínűsíti az akkumulátoros, villamos hajtású kisebb (100 LE alatti) traktorok terjedését az akkumulátortechnika fejlődése miatt (kapacitás, töltési idő). A hidrogén óvatos megjelenését elképzelhetőnek tartja, de a termelés és tárolás dilemmái miatt nem vár gyors áttörést. A gázmotoros mobil traktorhajtást inkább kísérleti jellegűnek látja, a biokomponenseket és az e-fuelt pedig várhatóan korlátozott szerepben, a termőterület- és hatásfok/energiaigény korlátai miatt.
Összegzésként azt üzente, hogy a mezőgépészet energetikai átmenete elkerülhetetlen, de sok tényező (műszaki, logisztikai, szabályozási, gazdasági) együtt alakítja majd, ezért a következő években is többféle párhuzamos megoldás fog futni.