Miből csináljunk benzint?

Az elmúlt néhány évben, amióta szabad szemmel is látható mennyiségben kezdenek fogyni az elektromos autók, egyre többen foglalkoznak az egész hype létjogosultságát feszegető kérdéssel: a meseszép, virágillatú propagandához képest a valóságban mennyire jó nekünk az elektromos közlekedés? Van, aki kiszámolja, mennyi szén-dioxid-kibocsátással jár az ehhez szükséges áram előállítása, és akadnak életciklus-elemzések, amelyekből kiderül, hogy az üzem közbeni hatékonysággal üti ki a villanyautó a kibocsátási versenyben az aktuális konkurenseit, bár az akkumulátorok tömeges ártalmatlanítása, illetve újrahasznosítása a mai napig homályos téma.

Általában oda lyukadunk ki, hogy az elektromos autó tényleg jó a jelenleg domináns fosszilis üzemanyag-égetéshez képest, bár egyáltalán nem tökéletes megoldás. Divattal lehet eladni manapság az autókat, és a villanyautózás a nagy vásárlóerejű területeken többnyire divatos, ezért az autóipar vastagon bemártotta zöld mázba a frissen kihozott elektromos autóit. Hogy mi lesz belőle, évek, évtizedek múlva derül csak ki majd, egyelőre nem látszik a megoldás a villanyautó évszázados problémájára, a korlátozott hatótávolságra.

Sokszor szokták emlegetni az elektromos autózás korai megjelenését, főleg a Lohner-Porschét az 1900-as évek legelejéről. A helyzet az, hogy az alapvető bajok még mindig ugyanazok: a villanyautó túl drága, és nem megy elég messzire. Csak ma már elég fejlett a marketingtudomány, hogy még így is el tudják sütni egy kellően fanatizálható vevőkörnek.

Pedig lehet, hogy a világmegváltáshoz nem kéne mégsem letolt gatyával pingvinezni, lemondani az autózás alapvető előnyeiről. Ha a szén-dioxid-kibocsátást tekintjük a közlekedés sötét oldalának, egyszerűen olyan üzemanyagokat kellene gyártani, amelyeket nem a föld mélyéről bányászunk ki. És már meg is van oldva a probléma.

Sajnos ez nem olyan egyszerű, mivel még mindig magasan a legolcsóbb kőolajból lepárolni a benzint, dízelt, hiába hajtogatják vagy harminc éve, hogy negyven év múlva elfogy az olaj. Általában a jövedéki és egyéb adókkal növelt benzinárral tud versenyezni nettóban az alternatív módon előállított üzemanyag, amit ráadásul mindenféle kedvezményekkel támogatnak. Jókora biznisz lett belőle, óriási tűzerejű lobbija van Európában, és Magyarországon is sokan élnek belőle, sőt, saját szövetségük is van.

A múlt

A kezdetek kezdetén Rudolf Diesel is kísérletezett mogyoróolajjal, és bár a precíz források cáfolják, hogy az első motorja ezzel működött volna, az 1900-as párizsi világkiállításon növényivel mutatták be a találmányt. A mogyoróolaj persze túl drága volt, ezért a dízelmotor terjedésével azonnal átálltak gázolajra és egyéb kőolajpárlatokra, amelyeket azóta is használunk a dízelekben. Viszont köztudott, hogy a dízelmotorok fejlettségi szinttől függően sokféle üzemanyaggal elmennek kisebb, vagy nagyobb átalakításokkal, ami akár előny is lehet a regeneratív üzemanyagok térnyerése esetén.

Az évszázad első felét domináló Otto-motorok eleinte hasonlóképpen kevésbé voltak válogatósak az üzemanyagokkal szemben, háborús időkben sokszor még fagázzal is etették őket, amit ma szemrebbenés nélkül bioüzemanyagként emlegetnének. A nyomor szülte valószínűleg a motalkót is, a növényi eredetű kevert alkoholt is, amelyet a húszas, harmincas években és a háború alatt töltöttek benzinmotorokba. Akkoriban nem a környezetvédelem volt a fő motiváció, hanem az önellátás, mert amiből szeszt lehet gyártani, abból etanolt is.

A legkülönfélébb alternatív üzemanyagok elterjedésének az elmúlt évtizedekben két gátja volt. Egyrészt a hatalom nem fogadta nagy örömmel, ha a jövedéki adóztatás kihagyásával került autóba bármilyen üzemanyag, kivéve, ha ők is benne lehettek a buliban. Másrészt a technika fejlődésével egyre igényesebbek lettek a motorok az üzemanyagra: kigrammolt szabványok szerinti, kénmentes, és ki tudja, milyen egyéb követelményeknek megfelelő, adalékolt dízelt és benzint kell tölteni szinte minden ma kapható autóba, különben valami előbb-utóbb letérdel az érzékeny üzemanyagrendszerekben.

A közelmúltban változott kicsit a helyzet: amióta az úgynevezett bioüzemanyagból is pénzt lehet csinálni, furcsa mód megengedőbbek lettek a szabványok. A biodízel és az etanol sokkal agresszívebb a kőolajszármazékoknál, utóbbi a vizet is hajlamos magába szívni, és mindkettő a legfurmányosabb problémákat tudja okozni bizonyos járműtípusoknál. Mégis kötelező már bekeverni a kúton kapható üzemanyagba.

A jelen

Ma, 2014-ben az úgynevezett első generációs bioüzemanyagok (bocs) termelése zajlik ipari méretekben. Ezek jó és rossz oldalairól okos emberek is naphosszat vitatkoznak, ne bonyolódjunk nagyon bele. Nálunk, Európában a bekeverési direktívákkal terjedtek el igazán, a tiszta biodízel és az E85 nem túl hosszú ívű pályája után. Nézzük meg közelebbről, miből készülnek. Előre szólok, nehéz megtalálni a hiteles forrásokat, mivel attól függően, ki éppen milyen igazságot akar bizonyítani, más és más statisztikákat képes előráncigálni, ezért felelősséget nem tudok vállalni az adatok pontosságáért.

Biodízelt, vagyis növényi eredetű, gázolajhoz hasonlóvá alakított üzemanyagot mindenesetre a legkülönbözőbb alapanyagokból lehet gyártani. Manapság Európában a repce, illetve a napraforgó magjából préselt olaj a kiinduló termék, valamint egyre inkább kezd ráállni az ipar a használt sütőolajra is, ami ugye ugyanaz, csak egyszer már használták. A benzinkúti sütőolajgyűjtésnek is ez az oka, már értékes alapanyagnak számít a fritőzből leeresztett paníros cucc is. Repcéből vagy napraforgóból nem valami bonyolult kipréselni az olajat, és sokan tudják azt is, hogy ez máris alkalmas régebbi dízelmotorok hajtására, főleg, ha különböző segédeszközökkel rá lettek hangolva a növényire. A CO2-mérleg szempontjából ez a legüdvösebb, helyi termeléssel fedezhető, minimális szállítással, elhanyagolható energiaigényű feldolgozással. Csak éppen nehezen szabványosítható, ezért ha motorban elégetjük, a kipufogógáz minősége sem garantálható. Nem szeretik a hatóságok.

Éppen ezért a sűrű repce-, napraforgó- vagy használt sütőolajat üzemekbe szállítják, ahol közepesen bonyolult műveletekkel megtisztítják, és eljárástól függően kivonnak belőle nem elhanyagolható mennyiségű, úgy 10-20% glicerint, ami a mai lépték mellett már egy elég problémás melléktermék. Ezután jön létre a gázolajhoz hasonló tulajdonságokkal rendelkező biodízel, ami egy csöppet agresszív, például elég keményen marja a festéket, de bele lehet tölteni az erre felkészített autókba, valamint bele lehet keverni a hagyományos dízelbe. Már csak ki kell szállítani a kutakra, és már folyik is a töltőpisztolyból. Ma úgy 5% körüli mennyiségben keverik a dízelhez - a százalékarány némileg eltérhet, ha a hivatalos számokat vagy a pletykákat nézzük - mindenesetre ezt tankoljuk minden nap.

Ha megnézzük a világpiaci árakat, a tengerentúlról érkező pálmaolaj lényegesen olcsóbb, mint a repce vagy a napraforgó, de talán még az apránként begyűjtött használtnál is. Ezért kézenfekvőnek tűnik, hogy ebből is készüljön biodízel, a Greenpeace legalábbis ezt állítja. Az olajpálmák termesztéséhez pedig állítólag erdőket égetnek fel Indonéziában és másutt, ami a nem túl környezetbarát, hosszú tengeri szállítás mellett önmagában is rendkívül károssá teszi ezt az olajfajtát. Ha csak a vádak fele igaz, máris a mérsékelten üdvösből a határozottan környezetromboló kategóriába csúszik a biodízel.

A másik széles körben elterjedt növényi eredetű üzemanyag az etanol. Bio vagy sem, mindenki döntse el maga. Cukor-, valamint keményítőtartalmú növényekből állítják elő, Brazíliában például évtizedek óta megy a cukornádból gyártott etanolozás, Amerikában búzával is dolgoznak már, nálunk pedig a cukorrépa vagy még inkább a kukorica adja az alapanyagot. Az energiamérleg szempontjából legkritikusabb gyártási művelet a desztillálás, ami önmagában hasonló nagyságrendű energiabevitelt igényel - jellemzően gázt, vagyis fosszilis anyagot - mint amennyit a végén ki lehet nyerni a kész etanolból. Vegyük hozzá a mezőgazdasági gép- és vegyszerigényt, a növényvédő szereket és az öntözést, majd a szállítást, erjesztést, illetve az etanol nem is olyan egyszerű víztelenítését, és a kutakra kikocsizott, a biodízelhez hasonló arányban bekevert etanol már nem is tűnik olyan környezetbarátnak. Van, aki egyenesen azt állítja, több energiába kerül előállítani, mint amennyit ki lehet nyerni belőle.

Mégsem ezzel támadják elsősorban az első generációs bioüzemanyagokat, hanem az élelmiszerárakra és az állattenyésztésre gyakorolt drágító hatással. A mellette lobbizók statisztikái szerint jelenleg bőven elegendő termőföld áll rendelkezésre Európában élelmiszer és takarmány termesztésére, vagyis nem veszi el a helyet a benzinkukorica a kenyérbúzától, de a bekevert mennyiség növekedésével ez könnyen megváltozhat. Ha a Magyarországon elfogyasztott gázolajat biodízellel szeretnénk helyettesíteni, az egész országot, tán még a balkonládákat is be kéne vetni repcével, és akkor még nem beszéltünk a benzin iránti igényről.

Ezen kívül egy másik hatást sem szabad figyelmen kívül hagyni. Ha ön pék lenne, és a kiflit jól fizető, tuti kuncsaftoknak nagyobb haszonnal tudná szinte korlátlan mennyiségben eladni, mint a kenyeret, mit tenne? Leállna a kenyérgyártással, vagy feljebb vinné a kenyér árát. Feltételezhetjük, hogy a mezőgazdászok is racionálisan gondolkodnak, vagyis hülyék lennének, ha a hiperek által végletekig lenyomott áron átvett krumplit termesztenék a gyárakban örömmel fogadott benzinkukorica és dízelrepce helyett.

A jövő

Amikor a hivatalos szóhasználat második generációs bioüzemanyagokat emleget, gyakorlatilag minden olyanra gondol, ami a mai ismereteink szerint kevésbé vagy egyáltalán nem káros a környezetre. Ezekből is van bőven, és ha száz százalékban ilyennel tudnánk tankolni a V8-asunkat, könnyen lehet, hogy zöldebbek lennénk a villanyautónál. Viszont ezek a valóban környezetbarát technológiák még többnyire kísérleti stádiumban vannak, legfeljebb egy-két próbaüzem épült fel.

A számomra legkedvesebb kutatási terület az alga. Ebből a zöld szmötyiből léteznek olyan fajták, amelyek akár ötven százalék olajat tartalmaznak, amit csak ki kell préselni, és már lehet is felhasználni, vagy ugyanúgy tovább feldolgozni, mint a növényolajat. Ipari méretű gyors szaporításuk, hizlalásuk kihívást jelent, de már vannak ígéretes koncepciók. Az egyik irány a plexicsőben áramoltatás napfény alatt, vagy mesterséges világítással, a másik a keringetés nyitott csatornarendszerekben; a legügyesebb megoldásnak pedig a szennyvíztisztítóra telepítés tűnik, ahol bizonyos fajtáknak még tápanyagul is szolgálhat a fekália.

Az algaolaj-sztori szinte túl szép, hogy igaz legyen. Nem kell neki termőföld, csak némi ipari terület, négyzetméterenként már most többszörös hozamokat ígérnek, mint a legtöbb haszonnövény, egyedül napfény és meleg kell neki, amit ugye minden élőlény szeret. Megfelelő klimatikus viszonyok mellett minimális energiaigénnyel el tudna üzemelni egy algaolaj-gyár.

Egy másik lehetséges biodízel-alapanyag a jatrópa cserje, amely nemcsak azért érdekes, mert hektáronként igen magas hozama van, hanem mert rendkívül igénytelen. Olyan félsivatagos környezetben is megél, ahol talán csak a tevefű, vagyis számos afrikai országban a jatrópaültetvények nem csak önállóságot, de akár komoly bevételi forrást is jelenthetnének. Kis falvakban indultak kezdeményezések, amelyek eljutottak a jatrópaolajjal hajtott áramfejlesztő generátorokig, de nagyobb léptékben valahogy nem sikerült elterjeszteni a jatrópatermesztést.

Ha nem elég a biodízel, biobenzin gyártására is csodálatos koncepciók vannak. A jelenleg használt, kevéssé hatékony cukor-, és keményítőalapú eljárások mellett cellulózból, vagyis szalmából, fahulladékból és hasonlóból is lehet benzint készíteni. Itt is kérdéses a hatékonyság és a megtérülés, de a hulladékhasznosításnak mindenképpen megfontolandó módja ez az eljárás. Több éves kutatás-fejlesztés után mostanában építik az első szalmabenzin-próbaüzemeket, de ezek energiaigénye hasonlóan magas, mint az etanolgyáraké.

Otto-motorokhoz sokkal ígéretesebb alternatíva a biogáz, ami nagyon hasonlít a jelen egyik legtisztább üzemanyagához, a földgázhoz. A CNG-t, vagyis sűrített földgázt nem szabad összekeverni az LPG-vel, a folyékony formában tárolható, nálunk is elterjedt autógázzal, ami a palackos propán-bután közeli rokona. A nagynyomású CNG tartályok a városi vezetékes gázból komoly, ipari kompresszorokkal tölthetők fel, több száz barra összesűrítve, de még így is gáz halmazállapotban marad az üzemanyag.

A földgáz sokkal nagyobb mennyiségben áll még rendelkezésre, mint a kőolaj, könnyen kinyerhető és energiaigényes feldolgozás nélkül el lehet égetni Otto-motorban, miközben kevesebb károsanyag-kibocsátást okoz. A fosszilis üzemanyagok között ez lenne abszolút nyerő. Használatával kapcsolatban az egyetlen említésre méltó komplikáció az autókba épített nagynyomású tartály, ami némi odafigyelést és helyet igényel. Az infrastruktúra belátható ráfordítással kiépíthető, ahol van földgáz, csak egy szép nagy kompresszor kell. Léteznek is ilyen sorozatgyártású autók, buszok, de tömegesen valamiért mégsem terjedtek el.

Biogázt akár állatürülékből is elő lehet állítani anaerob reaktorban, de szinte bármilyen szerves hulladék lehet az alapanyaga. A hulladéklerakókban keletkező gáz is egyfajta biogáz, és ha kijut a környezetbe, ráadásul súlyos üvegházhatása van. Ezért érdemes inkább összegyűjteni, és autókban, buszokban elégetni.

Egy másik érdekes koncepció a biogáz előállítására a metanizálás. Itt lényegében arról van szó, hogy a vízből elektrolízissel gyártott hidrogént tovább masszírozzák szén-dioxid hozzáadásával, míg végül metán nem lesz belőle, amit ugyanúgy lehet tovább hasznosítani, mint a természetes földgázt. Elsőre nem tűnik logikusnak, hogy a roppant energiaigényes vízbontás után még drágán előállított szén-dioxidot is beviszünk a folyamatba, hogy végül metánt kapjunk, de az erőművek és az áramfelhasználás sajátosságai miatt lehet értelme, amolyan melléktermékként.

A vízbontást és a metanizálást ugyanis a szélerőművek holtidőben termelt áramával olyan időszakokban végeznék, amikor a hagyományos erőművek áramával nem tudnak mit kezdeni. Bőven akadnak ilyen napszakok, bizonyos éjjeli órákban szinte ingyen lehet áramot kapni a nagykerben. Ezért is sántítanak a villanyautókra számolt kibocsátási értékek, mivel ezek többnyire éjjel lógnak a hálózaton, amikor bőven akad fölösleges áram.

Miért mégis a villanyautókat fejlesztik?

Jó kérdés. A városi szmog ellen egyértelmű, hogy a villanyautó a leghatékonyabb fegyver. Hiába égetnénk megújuló anyagokat belső égésű motorjainkban, és közlekednék így zéró összegzett szén-dioxid kibocsátással, akkor is jönnének ki nitrogénoxidok, elégetlen szénhidrogének, szén-monoxid és részecskék a cső végén. Kifogástalan állapotú, Euro 6-os (8-as, 10-es) motorokkal ugyan szinte elhanyagolható mennyiségben, de mégis.

Viszont az elektromos közlekedés valószínűleg sosem fogja tudja tudni teljesen helyettesíteni a belső égésű motorost, amely szén-dioxid kibocsátását az üzemanyagok lecserélésével látványosan le lehetne faragni. Megkockáztatom, hatékonyabban, mint a szerencsétlen gramm per kilométeres határértékekkel. Reméljük, mások is felismerik a valódi bioüzemanyagok világjobbító potenciálját, és a látszatmegoldások helyett áldoznak majd pénzt és energiát a ténylegesen szén-dioxid semleges technológiák fejlesztésére.

Az az érzésem, ha meglenne a kellő szándék, a mai tudománnyal némi önmegtartóztatás árán mindannyian elautózgathatnánk, motorozhatnánk elfogadható környezetterhelés mellett. Amíg viszont nem algaolajjal mennek a dízelek, biogázzal a benzinesek, és villannyal a városi lótifutik, a környezetkímélés leghatékonyabb módszere az, ha egyszerűen kevesebbet közlekedünk.