Új „versenyzők” tartanak a benzinkutakra

Van-e élet a villamos energián túl? A közlekedés intenzív elektrifikálása megoldást jelent a mobilitás egyes területeire, de a jelenlegi technológia nem lesz képes teljes mértékben kiváltani a kőolajalapú energiaforrásokat – ezzel indít a Közlekedés és Mobilitás tudományos szaklap legújabb számában megjelent cikk, amelynek szerzői, Dr. habil. Zöldy Máté DSc. tudományos főmunkatárs és Virt Márton PhD hallgató (a Budapesti Műszaki Egyetem Gépjárműtechnológia Tanszék, Innovatív Járműhajtások Kompetenciaközpont) az új generációs üzemanyagokra irányuló kutatásokat mutatják be.

Ahol nem oké a villany

A közúti közlekedésben egyre nagyobb teret nyert az elektromobilitás. A személyi közlekedésben is elsősorban a rövid távú, városi használat az, amelyben – mindenek előtt a megosztott járműparkokban – valóban fenntartható módon lehetséges ezen járművek alkalmazása. Ugyanakkor a szakértők szerint a technológia korlátai miatt nem várható a teljes körű elterjedés. A mostani mobilitás és társadalmi berendezkedés alapja a távolsági áruszállítás és a nagyüzemi mezőgazdaság. Jelenleg ezek energiaigényének kiváltására nem alkalmas a jelenlegi elektromos hajtás. 

Példaként a szakemberek azt hozták föl, hogy a villanyautók tömeges elterjedésénél hálózati, kapacitási problémák léphetnek fel, azaz nem biztos, hogy tölteni lehetne egyszerre annyi autót. A távolsági áruszállításnál sem látszik még az áttörés, az elektromos hajtású teherautók felé.

További példaként elmondható, hogy a szinte nonstop közlekedő mezőgazdasági gépeknél a jelenlegi szinten elérhető elektromos hajtás nem megfelelő alternatíva a szóban forgó járművek jelentős energiaigénye miatt.

Élelmiszer kontra üzemanyag

A közúti közlekedésben (csakúgy, mint a vasúti, vízi és légi közlekedésben) zajlik az alternatívák kutatása, keresése, amelyek különböző folyékony dízel és benzinhelyettesítők kifejlesztésére szolgálnak.

Zöldy Máté, a Totalcarnak azt mondta: 

„Már a kilencvenes években elkezdődött az alternatívák keresése. Technológiailag a legegyszerűbb az alkohol előállítása cukorból , illetve a növényi olajok – mint például a repceolaj - átalakítása gázolajhoz hasonló molekulákká , az úgynevezett átészterezéssel, ám ebben az esetben az üzemanyagcélú felhasználás versenyre kel az élelmezéscélú felhasználással. „Magyarország meg tudná termelni az üzemanyag-felhasználásának 30-40 százalékát növényi forrásokból, ám felmerült az etikai kérdés, hogy miközben mások éheznek, mi eltankolhatjuk-e az élelmiszer-alapanyagokat” – mondta a szakember. A másodgenerációs hajtóanyagok főként az alapanyagaikban különböznek az elsőgenerációs társaiktól. „A legfontosabb cél, hogy a hajtóanyag-alternatívák ne legyenek az élelmiszer-alapanyagok riválisai.”

Végtelenül leegyszerűsítve a kutatások célja, hogy a cukor vagy a kukorica helyébe más alapanyagok lépjenek. A növényi olajoknál a repce és a napraforgóolaj kiváltására szinte minden növényi olaj kipróbálása megtörtént. A fejlesztések során az újrahasznosított olajokat, például a konyhai használt sütőolajat is bevonták az alapanyagok közé, ennek előnye, hogy hulladék kerül hasznosításra, hátránya azonban, hogy minőségét csak komplex eljárással lehet csak biztosítani.

Az etanol alapanyagai közül a cukor, azaz terményalapú alkohol előállítása mellett a keményítő és cellulóz alapú gyártás került a kutatások középpontjába” – írja a cikk. Arra a kérdésre, hogy ezeket a kutatásokat ki finanszírozza Zöldy Máté azt mondta, részben az olajcégek, ők ugyanis rá vannak kényszerítve erre, részben az emissziós és fenntarthatósági szabályok miatt. Azaz a kutatók a nagy multikkal együttműködésben dolgoznak.

Az új generációs üzemanyagok területén több alternatíva is van. Az egyik a szintetikus üzemanyagok tábora, A Fischer-Troops eljárás (kémiai reakció, amelynek során folyékony szénhidrogént állítanak elő) segítségével, szintézisgáz és hidrogén felhasználásával sokféle üzemanyag előállítható. Közéjük sorolható „hibrid hidrogén-szén”, a H2CAR, amelynek előnye, hogy a kőolaj szénnel való helyettesítése miatt nincs további CO2-kibocsátás a légkörbe, így nincs szükség a szén-dioxid megkötésére.

A fejlesztések másik ágában az oximetilén-éter (OME) a főszereplő, amely dízelmotoroknál jöhet szóba. Fenntarthatóan állítható elő, égése tiszta és hatékony, igaz, a nitrogén-oxid-kibocsátást kezelni kell.

A pirolízis olajok is lehetőséget nyújthatnak, ezek mint hulladékok tovább hasznosítására. Víztartalmuk, illetve aromástartalmuk is magasabb, a gázolajhoz képest, ezek a tényezők viszont növelik az emissziós értékeket. A másik két nagy eltérés, hogy a pirolízis olaj magas kéntartalommal rendelkezik, ez szintén az emissziós értékeket rontja a gázolajhoz képest. A cetán-index alacsonyabb a pirolízis olaj esetén, amely alacsonyabb szén-hidrogén jelenlétet jelent, a tesztek során ez csökkentette a szén-hidrogén emissziós értékét.

A HVO, a hidrogénezett növényi olaj alkalmazása is ígéretesnek mondható. A hidrogénezéssel egy nagyon jó tulajdonságokkal rendelkező komponens érhető el, amelynek a hidegtulajdonságai további vegyi műveletek eredményeképpen akár a téli gázolajét is meghaladhatják. A HVO gyártása észak-Európában már piacérett szakaszban van, a kutatások elsősorban a gyártási költségek csökkentésére fókuszálnak. A magasabb rendű alkoholok alkalmazása motorhajtóanyagként is intenzíven kutatott terület. A butanol mellett a propanol a kutatások fő területe, több más alkohol mellett. Ezen alkoholok alkalmazása elsősorban dízel komponensként kutatott, mert csökkentik az emissziót, és tulajdonságaik jobban közelítenek a gázolajhoz, mint az etanol.

Arra a kérdésre, hogy mikor kerülnek a kutakra az új üzemanyag-komponensek és ebből mit fognak érezni az autósok Zöldy Máté azt mondta, egyelőre egyrészt konkrét időpontot nem lehet mondani, a fejlesztések és ezek eredményeinek átültetése a gyakorlatba folyamatos. Másrészt az autósok számára nem jelentenek változást az újgenerációs üzemanyagok, hiszen a cél, hogy hasonlóak legyenek a meglévő benzinhez és gázolajhoz, várhatóan csak a károsanyag-kibocsátás fog jelentősen csökkenni.