Alternatív hajtások a közeljövőben

Milyen alternatív hajtásokkal és üzemanyagokkal fognak a traktorok és más mezőgazdasági gépek a jövőben működni? Ez az egyik legnagyobb kérdés, amely jelenleg és a közeljövőben foglalkoztatja a mezőgazdaságot, hiszen a fosszilis dízelkorszak vége biztosra vehető. Erre kínált válaszokat a világ vezető mezőgépipari szakkiállítása, Hannoverben, ahol a gyártók a legújabb sorozatgyártású és sorozatközeli alternatív hajtásrendszer fejlesztéseket mutatták be.

A világ minden táján a mezőgazdasági és más off-highway gépek motorjainak gyártói kénytelenek lépést tartani a károsanyag-kibocsátás csökkentésére vonatkozó jogszabályi követelményekkel. Miközben az egyre alacsonyabb kibocsátások a környezet javát szolgálják, a kibocsátáscsökkentés egyre nagyobb műszaki kihívást jelent a mobil gépek számára. A klímavédelmi célok – a 2045-ig elérendő üvegház-semlegesség – a mezőgazdaságban is folyamatosan csökkenő kibocsátást írnak elő. Ez a fosszilis dízel közeli végét jelenti, amelyből jelenleg még mindig mintegy kétmilliárd liter fogy évente a német mező- és erdőgazdaságban.

Éppen ezért indokolt a mezőgazdasági alternatív hajtásokkal foglalkozni, vagyis olyan hajtáskoncepciókkal, amelyek energiaforrásuk vagy műszaki kialakításuk révén különböznek a piacon már meglévő megoldásoktól. A spektrum a környezetbarát folyékony üzemanyaggal működő motoroktól a gázhajtású megoldásokon át egészen az akkumulátoros-elektromos hajtásokig terjed.

DÍZELMOTOR KIEGÉSZÍTÉSEKKEL

A nagy teherbírás és a megszakítás nélküli működés miatt a mobil gépek nagy energiasűrűségű üzemanyagokat igényelnek. Ennek eredményeként az ágazat vezető gyártói a dízel, a gáz, a hidrogén és az elektromos energia testre szabható kombinációiba fektetnek be. Mindazonáltal a dízelmotor valószínűleg még jó ideig a mezőgazdasági és építőipari gépeknél a legszélesebb körben használt erőforrás marad. Tartós vonzerejének oka robusztussága, alacsony üzemeltetési költségei és egyszerű üzemanyag-utántöltése. Milyen alternatív hajtások és üzemanyagok lehetnek opciók a mezőgazdasági járművek számára, és melyek a relevánsak? Az egyik válasz lehet a jól bevált, megbízható és gazdaságos dízelmotor klasszikus hajtáslánccal, amelyet kiegészítésekkel látnak el – például villamosítás vagy hibridizálás révén. Amíg azonban fosszilis dízel hajtja, a CO₂-megtakarítási potenciál viszonylag kicsi. Lényegesen jobb a klíma szempontjából a dízelmotorok üzemeltetése alternatív folyékony üzemanyagokkal, amelyek kedvezőbb CO₂-mérleggel rendelkeznek. Ilyenek elsősorban a növényi olaj, a biodízel, a hidrogénezett növényi olaj (HVO), valamint a szintetikus üzemanyagok.

GÁZNEMŰ ÜZEMANYAGOKRA TERVEZETT MOTOROK

A dízelmotorok alternatív folyékony üzemanyagai mellett léteznek gáznemű üzemanyagokra készült belső égésű motorok is, elsősorban metánra és hidrogénre. Mindkét üzemanyag környezeti hőmérsékleten és normál nyomáson gáz halmazállapotú, így a gépbe elegendő energia juttatásához sűríteni vagy cseppfolyósítani kell őket. A hidrogén, mint üzemanyag előnye a mobil gépeknél a rendkívül tiszta égés: a hidrogénmotorok szén-dioxid-kibocsátása közel nulla – mivel a hidrogén a dízelüzemmel ellentétben nem tartalmaz szenet. Több vállalat már bemutatott olyan hidrogénüzemű prototípusokat, amelyek nem használnak üzemanyagcellás technológiát.

Mivel a metán és a hidrogén literenkénti energiasűrűsége jóval alacsonyabb, mint a folyékony üzemanyagoké, nagy méretű tartályokra van szükség a teljes munkanaphoz. Ráadásul – akárcsak az alternatív folyékony üzemanyagok esetében – a CO₂-mérlegük csak „zöld”, vagyis megújuló előállítás esetén kedvező, ami jelenleg még nagyon drága.

ELEKTROMOS HAJTÁSRENDSZEREK

Első pillantásra egyértelmű a tisztán elektromos járművek (BEV – Battery Electric Vehicle) előnye, hiszen az elektromos hajtások hatásfoka a belső égésű motorokhoz képest jóval kedvezőbb. A mezőgazdaságban azonban sokszor jóval nagyobb a gépteljesítmény-igény. Nagy energiaigényű, hosszabb munkák esetén az akkumulátoros megoldások gyorsan elérik a korlátaikat. Ahhoz, hogy egy nagytraktor vagy kombájn egy teljes munkanapot le tudjon dolgozni töltés nélkül, tonnás nagyságrendű akkumulátorokra lenne szükség. Ezek drágák, sok helyet igényelnek és növelik a talajtömörödés veszélyét. Emiatt a tisztán akkumulátoros meghajtás az ilyen gépek számára gyakorlatilag nem megvalósítható. Ezért az elektromos hajtás legfeljebb kisebb, kevésbé leterhelt traktorok vagy gépek esetében jöhet szóba, körülbelül 100 lóerőig – például kompakt traktorok, rakodók vagy szőlészeti traktorok esetében.

A mezőgazdaság számára számos alternatív hajtásmegoldás jöhet szóba. Olyan mindenes hajtás, mint a klasszikus dízelmotor, jelenleg (még) nincs közöttük. A mostani spektrum a folyékony és gáznemű alternatív üzemanyagokat használó belső égésű motoroktól a tisztán akkumulátoros járművekig terjed. Ennek eredményeként a hatékonyság és a kipufogógáz-kibocsátásra vonatkozó jogi követelmények továbbra is a mobil gépek technológiai mozgatórugói maradnak, és a környezetbarát hajtáskoncepciók a terepjáró alkalmazásokban fontosabbak, mint valaha. Az alacsony károsanyag-kibocsátású motorokat elektromos meghajtással kombináló hibrid koncepciók jelentős hatékonysági potenciált nyitnak meg a hajtásláncban.

Összeállította: Farkas Imre
Forrás: agritechnica.com
fotó: Fodor Mihály

GÉPmax Tudástár: alternatív hajtás mezőgazdasági gépeknél – A fosszilis dízelt kiváltó vagy kiegészítő hajtáskoncepciók összefoglaló neve, amelybe az alternatív folyékony üzemanyaggal működő dízelmotorok, a metán- és hidrogénüzemű belső égésű motorok, a hibrid rendszerek és a korlátozottan alkalmazható akkumulátoros elektromos hajtások tartoznak a kibocsátás csökkentésére.