Zöld Budapest és “klímahiszti” foglalkoztatja a közmédiát jópár hónapja. 

Engem is jó ideje foglalkoztat a téma, de konkrét számokat nem igazán találtam a különbségről, ami egy benzines és egy elektromos autó legyártása között van – költség, szennyezés, ökológiai lábnyom – illetve ezen autók újrahasznosításáról, üzemeltetéséről együttesen. Fontos kérdés az is, hogy mekkora változatást igényelne a jelen infrastruktúrán, hogyha teljesen vagy nagyobb részben átállnánk elektromos autók használatára, hiszen szennyezést nem csak a legyártás, újrahasznosítás, de nagy mértékben a működtetés okoz. Még figyelmen kívül hagyva – badarság ugyan, de tételezzük fel – azt a részt, hogy az áramot nagy százalékban anyagok elégetéséből vagy egyéb természetkárosításból nyerjük IS fontos szempont lenne, hogy milyen áramfelvétel növekedéssel, az ehhez szükséges infrastruktúra – kábelek, transzformátorházak, erővűek, háztartásban lévő vezetékek – járna az esetleges átállás.

Racionálisan végiggondolva, mindent lecserélve, felújítva, a megfelelő infrastruktúrával együtt, messze magasabb szennyezést produkálnánk, mint amit jelenleg a belső égésű motorokkal és azoknak folyamatosan és drasztikusan csökkenő károsanyagkibocsájtásával. Igaz, már most is akad elektromos autó, illetve Plug-in hibrid bőségesen – itt a FritzenFest oldalán is teszteltünk már Nissan Leaf-et, a kisáruszállítók közül a Nissan e-NV200-at illetve a hagyományos hibrid Toyota CHR-t és a Lexus CT200-h-t példának okéárt – de százalékosan még mindig messze alatta vagyunk a 10 év múlvára prognosztizált értékeknek. A jelenlegi elektromos hálózat még nem túlterhelt, megbírkózik a többletterheléssel, de szemlátomást nem fejlődik úgy az infrastruktúra, mint a piac. Elvétve akadnak nyilvánosan hozzáférhető töltők – nagyobb városokban értelemszerűen több – de azok is sokszor foglaltak és/vagy már fizetősek is. Az otthoni töltés akár már most problémás lehet, hiszen egy nyári, melegebb napon, amikor sok helyen dübörög a klíma, az emberek hazamennek és feltesznek tölteni egy elektromos autót is, már kevés lehet az áramellátás. Itthon még nem jellemző, de sok kontinensen már a jelen terheléssel is gyakori áramkimaradások vannak, a terhelés pedig hatványozottan megnövekszik, az elektromos autók elszaporodásával.

Természetesen ezek csak gondolatok, lássuk, a számok mit mutatnak. A cikk további részét Csórián Sándor, villamosmérnök, szakíró bocsájtotta a rendelkezésünkre – köszönjük a lehetőséget!

Visszatérni a földre (aszfaltra)

Egyre elképesztőbb jóslatok, „előrejelzések” érkeznek az elektromos autók várható tömeges elterjedéséről. Akad, amely szerint már 2030-ban (11 év múlva!) több elektromos autót adnak el majd mint hagyományosat. (Világszerte? Vagy Európában?). A média a témában már jó ideje nem mérnökökre hanem a gyártók marketingeseire hallgat, akik versenyt licitálnak egymásra, a műszaki/gazdasági tények figyelmen kívül hagyásával.

Ez a helyzet sokban emlékeztet az internet terjedése által kiváltott „dot-com” lufi felfúvódására majd kipukkadására múlt évezred végén. A végkifejlet most sem lehet más, az indokolatlan eufóriát törvényszerűen követi a kijózanodás. Vegyük most vissza a szót a marketingesektől a témában és adjuk át a mérnököknek.

Alapprobléma, nincs alkalmas akkumulátor technológia

Óriási összegeket költöttek az akkumulátor-technológiák kutatására, egyelőre áttörés nélkül. Az eredmény csupán a lítium alapú technológia különböző „alváltozatainak” a megjelenése, amelyek legfontosabb jellemzőjét, az elérhető teljesítmény sűrűséget a táblázatban foglaltuk össze. Ezek alapján egyik sem alkalmas a belsőégésű motorral működő autóval összevethető funkcionalitású autó tömeggyártására.

Az egyes technológiákkal elérhető teljesítmény sűrűség tartománya elég széles. Többek között függ az akkumulátor fizikai kialakítástól és a felhasznált anyagok tisztaságától. Ezért állíthatják az egyes gyártók, hogy az ő akkumulátoraik sokkal jobbak, mint a másik gyártó azonos technológián alapuló terméke.
Kísérleti stádiumban van nagyobb teljesítményű akkumulátor technológia, de még igen messze van a gyakorlati alkalmazástól, ha eljut valaha odáig.

Tölteni is kell

Tegyük fel, mégiscsak megtörténik az áttörés, és lesz új, megfelelő teljesítmény sűrűségű, a gyakorlatban alkalmazható akkumulátor technológia. Hogyan és hol lehet majd ennyi autót feltölteni? Az ingyenes utcai töltők csak addig jönnek szóba, amíg a környéken megszámolhatók az elektromos autók. A nyilvános töltőknél nemcsak tölt az autó, hanem parkol is, parkolóból pedig már most is kevés van. Amikor az autók már 10-15 százaléka elektromos, akkor csak az otthoni töltés a gyakorlatban használható megoldás. A gyártók marketingesei egymás után jelentik be a gyors, a még gyorsabb és az ultragyors töltőket.

Kérdezzük meg erről a fizikát.

1 watt = 1 volt x 1 amper

(Ohmos terhelés esetén, az akkumulátor töltés jó közelítéssel ohmos terhelésnek tekinthető.)

A lakások vezetékei és a kereskedelemben kapható hosszabbítók 16 amperre méretezettek. 230 volt x 16 amper = 3,68 kW, maximum ekkora teljesítményt lehet kivenni a konnektorból tartósan, túlmelegedés nélkül.

A villanyóra szekrényben lévő kismegszakító többnyire 24 amperes. 230 volt x 24 amper = 5,52 kW, a gerincvezetékre csatlakozva ez a maximum, ekkor semmilyen más fogyasztó (hűtő, fagyasztó, fűtés, légkondi, stb.) nem használható erről a gerincvezetékről a lakásban.

Amikor egyszerre két autót akarunk tölteni, például egy társasház közös garázsában, akkor ahhoz már a hálózatot kell bővíteni, a kábeleket és a villanyórát cserélni. Majd nagyobb kapacitásúra cserélni a transzformátort az utcasarkon, majd növelni az egész ellátó hálózat terhelhetőségét, végül pedig bővíteni az erőmű kapacitást.

A megfelelő akkumulátor technológia hiánya mellett ez a második kritikus pont. A közvélemény és a közvélekedést szavazatokra váltó politika azért támogatja az elektromosautót, mert csökkenti a globális széndioxid kibocsátást. Ez azonban csak akkor igaz, ha azt az elektromos energiát amit az akkumulátorba töltünk olyan erőműben állították elő, amelynek nincs széndioxid kibocsátása. Ha nem ilyen, akkor csak áthelyeztük a kibocsátás helyét.

Milyen erőműveknek nincs széndioxid kibocsátása?

– Atomerőmű
Drága és a laikusok többsége legszívesebben bezárná valamennyit. (Arról nem beszélve, hogy az itt keletkező, radioaktív hulladék roppant szennyező és nem megoldott a feldolgozása! #szerkesztő)

– Vizi erőmű
Ehhez hegyvidék kell, sík vidékre építve alacsony a teljesítménye és környezeti problémát okoz.

– Szélerőmű, napelem park
Kapacitásához képest drága, az energiatermelése nem tervezhető. (Fúj-e a szél, süt-e éppen a nap.)

A józan ész korlátait elvesztett marketing/propaganda előbb-utóbb stratégiává válik. Erre láttunk már példát más iparágakban és sajnos a történelem során a politikában is. Több autógyártó is bejelentette már, hogy leáll a belsőégésű motorok fejlesztésével és erőforrásait az elektromos modellekre összpontosítja. Ha komolyan gondolják, akkor ez baj.

Milyen, a korábbiakhoz képest új alkatrészt kell fejleszteni az elektromos autóhoz?
Akkumulátort és villanymotort. Az autógyártóknak egyik területen sincs túl sok tapasztalatuk, mivel erre eddig nem volt szükségük.

A tömeggyártású elektromos autó a gazdag ember presztízsautójaként kezdte a pályafutását és ez a szegmens biztos, bár korlátozott piacot jelent a jövőben is. Az említett problémák miatt belátható időn belül nem válthatja ki a belsőégésű motorral működő személyautókat, de a jelenlegi paramétereivel is lehetősége lehet egy másik piaci szegmens meghódítására. Ez pedig a család második vagy éppen harmadik autója, a feleség vagy a gyerek bevásárló/iskolába járó, városi szaladgáló autója. Itt praktikus a könnyű, kétüléses karosszéria, 80-90 km/h maximális sebességnél nem kell több és 120-150 km-es hatótáv akár egy hétre is elegendő lehet. Ezt a szegmenst hódíthatta volna meg egykor a Smart, de a teljes birtoklási költsége (TCO . Total Cost of Ownership) alig volt alacsonyabb, mint a többi gyártó négyüléses kisautójának.

Ehhez a szegmenshez szemléletváltás kell, a praktikumra és a költséghatékonyságra kell koncentrálni. Ezt azért kell kiemelni, mert úgy tűnik az autóiparban az elmúlt évtizedben messze nem ezek voltak a fő fejlesztési szempontok. A kétüléses karosszéria kisebb sebességgel való mozgatásához csökkentett hatótáv mellett kisebb és olcsóbb akkumulátorblokk is elegendő. Az akkumulátorblokk otthon kiemelhető az autóból és cserélhető. No persze nem puszta kézzel, hanem egy, a kisautóhoz külön megvásárolható célszerszámmal. A vevők túlnyomó többsége megvenné és beruházna egy tartalék akkumulátorblokkba is, mert ezzel több problémát is elkerülhet.

1. A második akkumulátorblokk otthon a garázsban napközben felügyelet nélkül tölthető, míg az elsővel használják az autót, így a töltési idő nem kritikus többé.
2. Napközben a lakás energiafogyasztása alacsony, mivel a családtagok nincsenek otthon. Így a tartalék blokk töltése nem terheli túl a hálózatot.
3. Az elektromos autó lényegesen kevesebb mozgó, kopó alkatrészt tartalmaz, így a használt példányoknak elvileg értékállóbbnak kellene lenniük a robbanómotoros típusoknál. Ennek ma pont az ellenkezője igaz, az elektromos autó használat miatti értékvesztésben közelít a luxuskategóriához. Az ok pedig a vevők aggodalma a beépített akkumulátor állapota miatt.
Amennyiben az akkumulátorblokk cserélhető a kocsiban, az aggodalom feleslegesé válik, az autó értéktartása ugrásszerűen javul.

Amennyiben pedig az akkumulátorblokk csereszabatos lenne a különböző gyártók kisautói között, nos az már nem az az autóipar lenne, mint amelyet ma ismerünk.

 

Eddig tartanak a tények, a szakértő tollából. Igen fontos dolgok kerültek kimondásra szerintem, de sokkal fontosabbnak tartom megjegyezni, hogy az autós társadalom ekézése hasztalan, hiszen NEM mi vagyunk a szennyezés fő okozója. Sokkal komolyabb szennyező tényező az ipar és a szállítmányozás. Egy Zöld Budapest szerintem úgy indulna, hogy hatalmasat fejlesztünk a tömegközlekedésen, szükséges lenne még legalább két metró vonal, illetve a meglévőket meghosszabbítani – M2 vonal Cinkotáig, illetve Gazdagrétig, M3 vonal Liszt Ferenc Repülőtérig illetve Káposztásmegyerig, M4 vonal Gazdagrétig illetve Újpalotig. Emellett a Dunán – ami, ugye keresztül megy a város közepén – megszüntetünk MINDEN hajó forgalmat. Ezáltal igen komoly szennyezési faktort iktatnánk ki a belváros közepén! (Most egy pillanatra gondoljuk el, hogy milyen kereskedelmi, hajózási útvonalak futnak rajtunk keresztül és milyen költség lehetne ezeket más módon megoldani és morzsoljunk el egy könnycseppet a dolog hamvában-holt jellege miatt.) A következő lépcső pedig a város fölötti, folyamatos repülőgép forgalom megszüntetése lenne, hiszen a légkörben elégő kerozin is igen nagy szennyezési faktor. A légiforgalom átirányítása megoldható lenne, de ennél a pontnál jön elő a kedvenc hasonlatom, miszerint a földet/légkört nem lehet megosztani, ahogyan egy medencét sem lehet “belepisilős” és “nem belepisilős” részre osztani, tehát jó megoldás továbbra sincs, viszont a villamos energiára való átállás jelen szemlélet szerint inkább problémákat vet fel, többlet költséget és többlet szennyezést jelent, ami NEM csökkenti a jelenlegit, inkább hatványozottan növeli azt. Az elsődleges gond már nem az, hogy a megtermelt elektromos energia is ugyanúgy szennyez, mint kipufogógáz, hanem az ennek következtében fejlesztett infrastruktúra okozta többlet-szennyezés.

Sokat segíthetne a dolgon egy lassan feledésbe merülő hazai találmány, amelyről rövidesen publikálunk egy részletes cikket.

2019.12.16.

Zolo