Elektromos közlekedés - hol is tartunk most?
Napról napra egyre több zöld rendszámos autót látunk az utakon és hangtalan robogók suhannak el mellettünk. Mindemellett még rengeteg elektromos járművet, rollert, három- és négykerekű bevásárolni járós izékkel is találkozhatunk, attól függően, hogy éppen merre járunk. Vannak olyan emberek, akik egy keréken száguldoznak, mint Megvagy hadnagy a Jamie és a csodalámpában. A közös pont az elektromos járművekben, mégpedig az, hogy mindet elektromos motor hajtja. Ennyire szeretik az emberek az elektromos közlekedést, hogy egyre jobban terjednek? Vagy ennyivel olcsóbb fenntartani az e-járműveket? Már majdnem minden kérdésre IGEN a válasz!
Döntés az elektromos járművek jövőjéről
Kis műszaki vénával bárki láthatja, hogy a belsőégésű motorok már a haláltusájukat vívják. Nem azért, mert rosszak lennének, mert ez a technológia mára művészi szinten kifinomodott, de az egyre szigorodó környezetvédelmi normákkal már rég nem képesek lépést tartani. A szigorítások kegyetlenül mennek előre. Mostanában véglegesítik a döntést, miszerint az EU-ban 2035-től már csak elektromos hajtású új autókat lehet eladni.
Próbálkozások a benzines technológia javítására
Az utóbbi idők próbálkozásai, hogy környezetvédelmi szempontból szalonképesebbé tegyék a belsőégésű hajtásokat, már nagyon megkérdőjelezhető hatással bírnak. A start-stop rendszer lehet, hogy egy brüsszeli hivatalnok asztalán hihető, de a valóságban valószínű, hogy többet árt, mint használ. Az igaz, hogy meg lehet vele takarítani némi üzemanyagot, de egy városi út során lehet, hogy egy indítás helyett 50-100 indítás történik, ami ennyiszeres plusz igénybevételt jelent. Bármennyire is erősebbre van méretezve az akkumulátor és az indítómotor, a sokszoros igénybevétel hamarabb meg fogja ölni ezeket az alkatrészeket, amiknek a gyártása sokkal több energiafelhasználással és szennyezéssel jár, mint amennyit a start-stop valaha megtakarított. Ezért is kapcsolja ki a legtöbb ember azonnal a kocsi indítása után. Vélhetően indításkor a kibocsátás sem néz ki olyan jól, mint papíron.
Túlterhelt motorok, romló minőség
Aztán jött a downsizing, vagyis az autók méretéhez képest szégyenletesen kis motorok beépítése, amelyek meglepően nagy teljesítményt produkálnak. Ez hogyan lehetséges? Úgy, hogy ezek a kicsi motorok sokkal jobban meg vannak terhelve, mint a megfelelő méretű elődeik. Ez sokkal komolyabb, strapabíróbb, drágább, nehezebben előállítható anyagok használatát igényli. Silány alapanyagok használata esetén pedig a motor hamarabb tönkre fog menni. A fizikában és a technikában semmi sincs ingyen. Ezeknek a kis, túlterhelt motoroknak is kedvezőtlenebb lehet a kibocsátásuk is, mint a normálisan méretezett elődeiknek, amit mindenféle plusz hókuszpókusszal kell javítani, vagy trükközéssel elrejteni.
A botrányok is segítették az elektromos közlekedés térnyerését
Dízelbotrányok? A VW után sok más gyártóról is kiderült a trükközés, aztán elcsendesedett az ügy. Lehet, hogy kiderült, hogy mindenki csinálja? Aztán itt vannak a mild hibridek. Ez a technika is erősen kamu-gyanús! Volt egy 1,6-os szívó benzines Vitarám, most az újabb 1,4-es turbós mild hibrid vitara ugyanannyit fogyaszt (itt valós tapasztalatokról beszélünk, mert a papír sokat elbír).
Akkor minek kell a plusz költséget, súlyt, meghibásodási lehetőséget jelentő turbót, és villamos kütyüket beletenni? Azért, mert úgy tűnik, hogy tettünk valamit a környezet védelméért. Pedig nem, valójában inkább ellenkezőleg. Ezért hívom én ezt az időszakot agóniának. A jól fejlett technológia rosszabbá tételét, mert az lehetővé tesz némi kamuzást, amivel lehet még egy kis időt nyerni.
Konklúzió és paradigmaváltás
A döntéshozói szándék látszik, az elektromos járműveké a jövő, sőt lassan a jelen is. Látjuk, hogy ez már eldöntött dolog. Lehet erről cikkezni, alternatívákat keresni, kell a cirkusz a népnek, de ez már egy lejátszott meccs. Az átálláshoz persze idő kell. Vannak megoldandó feladatok az elektromos közlekedésben, hogy a 2035-ös határidő betartható legyen. A robbanásszerűen megnövekvő áramigényt jelenleg még nem képes kiszolgálni az infrastruktúra. Át kell alakítani az egész villamos rendszert, bővíteni kell a termelőkapacitásokat, modernizálni a rendszer irányítását. Át kell állni a korábbi erősen centrális rendszerről egy sokkal rugalmasabb decentralizált villamos rendszerre, sokkal több termelővel, és tároló kapacitással. És ez még csak a töltéshez kell.
Igény a folyamatos fejlődésre
Az sem megoldott ma még, hogy milyen akkumulátorokkal látják el ezt a rengeteg új járművet, ki fogja mindezt legyártani és milyen anyagokból? Ezek létező problémák, lehetőleg minél gyorsabb megoldásra várva, de ahhoz képest, hogy ezek az igények viszonylag újkeletűnek számítanak, szépen haladnak a fejlesztések. A világ ilyen szempontból is változik.
Elektromos közlekedés vs benzines motor
De térjünk vissza az eredeti témánkra! Mit tud egy elektromos jármű, amit egy belsőégésű motorral hajtott nem? Képes például visszanyerni a lassulás energiáját, miközben a fékrendszert is jelentősen kíméli a berregősökhöz képest. A motor hatásfoka stabilan 95% százalékos, míg egy belső égésű motoré 30% körüli. Az elektromos motor csak akkor működik és fogyaszt, amikor hajtja a járművet. Persze, erre lehetne a válasz a start-stop rendszer, de sajnos nem valós megoldás a fentiekben tárgyaltak miatt.
A hibridek, mint átmeneti megoldások
A hibridek próbálták csökkenteni a fenti hátrányokat, de erősen bonyolult és kompromisszumos megoldások születtek. Próbáltak velük az elektromos hajtás felé mozdulni, de próbálták megúszni az akkumulátoros problémákat is, amennyire lehetett. Az elektromos járművek technikailag majdnem mindenben jobbak, mint a belsőégésű motor hajtotta társaik, de azért van még egy nagyon gyenge változó a képletben, az akkumulátor. Az bizony még nem elég jó. Drága is, érzékeny is és a gyártók nem is tudnak mindig annyit vásárolni belőle amennyire szükségük lenne.
Rex Machina - avagy a plug-in hibrid
Soha nem értettem azonban, hogy miért nem olyan hibrideket gyártottak, mint a mai REX-es villanyautók? Egy autó, amit csak elektromos motor hajt, ízlésesen kicsi akkupakkal, ami mondjuk 100km-re futja, de nem nagyon nehéz és nem is drága. Ez a 100km a mindennapokban teljesen elegendő a legtöbb embernek, tehát főleg villanyautóval járnak, de ha messzebb kell menni, arra is van megoldás. A range extender (REX). Ez egy belsőégésű motor, ami egy generátort hajt, ami az akkut tölti. Ez a motor viszont tud optimális körülmények között működni, a legjobb hatásfokán, egy állandó fordulatszámon, állandó terheléssel, a legkörnyezetkímélőbb módon. Ezt a megoldást hívhatjuk REX-es villanyautónak, vagy plug-in hibridnek is. Ki hogy szereti.
Hideg gázfröcs az elektromosra
Az autószerelők azért sírnak, mert az emberek kimennek a város szélére villany hajtással, aztán tövig nyomják a gázt az autópályán, aminek hatására beindul a benzinmotor nagy terheléssel, tök hidegen. Úgy látszik tényleg nem könnyű az átjárás a gépészek és a villanyászok között. A kis kitérő után újra megállapíthatjuk, hogy az elektromos járművek rohamosan terjednek, ami sok változást hoz magával. Kezdve azzal, hogy olyan járműtípusok jelentek meg, amiket belsőégésű motorral nem lehetett, vagy nem volt érdemes megcsinálni. Rollerek, egykerekűek, gördeszkák, elektromos bicajok, 3-4 kerekű izék, stb. Rögtön az egyik probléma, hogy ezek az elektromos járművek elég jól mennek ahhoz, hogy már járműnek számítsanak, sőt balesetet okozhassanak, viszont nincsenek kellően sehová besorolva a KRESZ-ben. Ezt gyorsan pótolni kell, mert sok elég hajmeresztő sztoriról hallani, amikben megsérül, vagy akár meghal valaki.
Ma már vannak ilyen autók, de nem értem, hogy a Toyota a Prius-szal, vagy az Opel az Amperával miért bonyolította a dolgot? Kidolgoztak nagyon komoly és bonyolult hajtásláncokat, csak minek?
Az elektromos rollerekkel való közlekedés kb 200-szor veszélyesebb mint motorkerékpárral.
Töltési infrastruktúra
A másik dolog, ami inkább csak az elektromos autókra vonatkozik, az a töltési infrastruktúra fejlesztése. Még ha az emberek otthon is töltik a járműveket, akkor is okozhatnak problémát a villamos hálózat üzemeltetőinek. Egy módos utcában mindenki nagyjából egyszerre ér haza a Teslával, id3-mal, 500e Fiattal, stb. (szerencsére már a legtöbb gyártó ideférne) és felrakja a kocsiját a töltőre. Ez a csak ilyenkor előforduló extra teljesítményigény simán túl tudja terhelni és ki tudja ütni a helyi trafót.
Fejlesztési igény vagy megoldás
Ezért említettük fentebb, hogy fejleszteni kell, át kell alakítani a helyi hálózatot. Kérdés, hogy hány ilyen utca van, oda milyen kábelek vezetnek, stb. Ez a probléma egyre kiterjedtebb. Persze ha az adott trafókörzetben lenne egy központi tároló, vagy minden háztartásban egy-egy, akkor az megoldaná a pufferelést. Nappal termelnek a házakon a napelemek, de akkor senki nincs otthon, mert elmentek a villanyautóikkal, ekkor benyelik az akkuk az energiát, este pedig amikor mindenki hazaért és feltette tölteni a kocsiját, ráadásul mindent bekapcsolt otthon, az akkuk kiadják magukból a napi betárolt energiát, ezzel kiegyenlítve a terhelést. A megoldás létezik, csak valakinek fizetni kell érte.
Az elektromos közlekedés komplex rendszer
Sok ember viszont nem tudja otthon tölteni az elektromos autóját, mert nem olyan helyen lakik. Nekik a nyilvános töltők maradnak, amiken egyre több sorstárssal kell osztozniuk. Itt is fejlesztés szükséges. Nem elég, ha a villamos hálózat alkalmassá válik, de elegendő töltőt kell biztosítani az embereknek. Ha hamarabb lesz sok ilyen töltő, mint ahogy a hálózatot fejlesztik, az is okozhat hálózati gondokat, nem is beszélve a nagy teljesítményű DC töltőkről, amik szintén szaporodni kezdtek lassacskán. Szóval van min dolgozni. A kisebb elektromos járműveknél ilyen jellegű problémák nincsenek.
Töltés akár a lakásban!
Például az elektromos motorkerékpárok, robogók esetében az akkumulátor kivehető, és csupán egy 230V-os fali konnektorra van szükség a töltéshez. Ugyanígy a kerépkárok és rollerek töltése is egyszerű. Ezek az akkupakkok pár óra alatt feltöltenek és a teljes töltés alig pár forintba kerül, a töltés az emeletes házak lakásaiban is megoldható bármelyik konnektorról, mert egy ilyen töltő kevesebb teljesítményt igényel, mint a mikro, vagy a vízforraló a konyhában.
Az elektromos járművek terjedési sebességéből látszik, hogy óriási népszerűségnek örvendenek az emberek között. De miért van ez? Sokszor az elektromos járműveket drágább megvásárolni, mint a hagyományosokat, mégis hódítanak.
Miért szeretik az emberek annyira az elektromos járműveket?
Aki már ment ilyesmivel, az tudja, hogy baromi jó ezeket vezetni. Állandó nyomaték, meggyőző erő és csend. Imádom a szépen muzsikáló, üvöltő motorok hangját, de az utóbbi két évben rájöttem, hogy még jobban szeretem a csendet. Az egyik ok tehát a vezetési élmény. Sok videót látni amikor valamilyen elektromos kocsi agyonver gyorsulásban egy sokkal drágább benzinest. Ez is az elektromos élmény része.
A másik ok az, hogy ez egy menő új dolog és mindenki szeret menősködni.
A harmadik, hogy az emberek szeretnek környezetbarátak is lenni, ha tehetik és az nem mozdítja ki őket nagyon a komfortzónájukból. Az elektromos járművek pont ezt nyújtják. Egyedüli kényelmetlenség az áruk lehet. Egy elektromos autót, vagy motorkerékpárt drágább lehet megvenni, mint egy hasonló kategóriájú hagyományost. Ez az árkülönbség már csökkenőben van, és csak a vásárláskor jelentkezik. A használat során az elektromos jármű rohamosan kezdi ledolgozni az esetleges ár-hátrányt. Egy elektromos motorkerékpárt például már most is huszadannyiból lehet üzemeltetni, mint egy hasonló benzinest. Ez a különbség nem kicsi!
Amortiztáció vs. költségek?
Az akkumulátorokról érdemes még néhány szót ejteni, mivel ezek az elektromos járművek legdrágább és legérzékenyebb részei! A benzinhez képest sokkal kisebb az akkumulátorok energiasűrűsége. Adott térfogatú és tömegű akkumulátor körülbelül tízszer kevesebb energiát képes tárolni, mint ugyanannyi benzin. Persze ezen a hátrányon sokat javít az elektromotor sokkal jobb hatékonysága és takarékosabb működése. De minden tényezőt bekalkulálva a különbség a mai korszerű lítiumos akkumulátorokat tekintve is 3-4-szer jobb a benzin javára. Persze ha javul az akkuk energiasűrűsége, akkor ezen a ponton is az elektromos járművek felé fog billenni a mérleg nyelve.
Fejlődő akkumulátorok
Az akkumulátorok igazán komoly fejlesztése csak néhány éve indult meg. Előtte kevesen foglalkoztak ezzel, és csak ímmel-ámmal, de az elmúlt évtizedben belehúztak a fejlesztésekbe, kitört a jófajta hiszti. Nem szabad elfelejteni, hogy az elektromos járművek és az akkumulátorok fejlesztése még kezdeti fázisban tart, míg a belsőégésű technika már a temető mellett lavírozik. Jelenleg a legfőbb feladatok az akkumulátorok gyártásával kapcsolatban, hogy tudjanak eleget gyártani belőlük, hogy nagy mennyiségben előforduló és olcsó anyagokból készüljenek, kiküszöbölve az olyan problémás összetevőket, mint a kobalt és a többi ritkaföldfémek. Fontos célkitűzés továbbá, hogy növekedjen az energiasűrűségük és sokszor, gyorsan lehessen tölteni őket. Ez egyáltalán nem kevés feladat, de nem sok idő kell és minden szempont az elektromos járművek felé fog mutatni.
Most akkor káros vagy sem?
A rohamos térhódítás mellett természetes, hogy érik támadások az elektromobilitást. Az egyik téma, amiben szokták (bár egyre ritkábban) támadni az elektromos járműveket, az a környezetre való hatásuk. Ez a téma kétfelé bontható, mégpedig a gyártásra és az üzemeltetésre. Ahogy egyre terjedtek az elektromos járművek, megjelentek cikkek, tanulmányok, amik azt próbálták bizonyítani, hogy az elektromos járművek nagyobb terhelést jelentenek a környezetünkre, mint a hagyományosak. Ezek a teóriák szépen sorban megcáfolódtak. Az elektromos járművek gyártása bizonyítottan kevésbé terheli a környezetet már most is.
Mi a helyzet az akkupakkokkal?
Támadták az akkupakkok újrahasznosíthatóságát. Ez sem állja meg a helyét. Az akkumulátorhiány miatt az autókból levetett akkupakkok a második életüket élik épületekben. Míg egy járműnél fontos, hogy adott súlyú és méretű akkupakk a legjobb formáját hozza, ez egy épületben történő felhasználásnál ez már nem ennyire lényeges. Mikor egy elektromos járműben az akkukapacitás 80%-ára esik vissza, akkor már csere éretté válik, viszont nem kell kidobni, mert az épületekben, ahol szintén rohamosan terjed az energiatárolók használata, még hosszú évekig tökéletesen használható.
A lítiumos akkumulátorok újrahasznosítása technológiailag megoldható és meg is oldják majd, amint lesz elegendő levetett akkumulátor és rentábilissá válik ezzel foglalkozni. Az újrahasznosított alapanyagok is jelentős értéket képviselnek, ami segíti az újrahasznosítást gazdaságossá és csábító üzletté tenni.
És mi a helyzet az üzemeltetéssel?
A másik támadási felület az üzemeltetés témája. Sokszor azt halljuk, hogy az elektromos járművek ugyan nem szennyeznek, de a beléjük töltött áram előállítása igen. Még ha ez részben igaz is, akkor is üdvös a hatás, hogy a túl szennyezett levegőjű városok terhelése csökken, de nem csak ennyiről van szó. Az elektromos energia előállításában egyre nagyobb hányadot képviselnek a szennyezésmentes megújuló energiák. Ahogy ezek aránya növekszik az erőművi portfólióban, márpedig rohamosan növekszik, úgy veszti érvényét ez az érvelés is.
Elektromos közlekedés - összefoglalva
A fentieket összefoglalva elmondhatjuk, hogy az elektromos járművek térnyerése jelenleg megállíthatatlannak látszik. Egyértelműen átveszik a vezető szerepet a belsőégésű motorokkal hajtott járművektől minden kategóriában. Az elektromos hajtás egyértelműen egyszerűbb, sokoldalúbb, használhatóbb, egyetlen dolog ami lassítja ezt az átállási folyamatot, az az akkumulátorok jelenlegi fejlettsége, elérhetősége és árszintje.
Minden az akkumulátorokon múlik. Ahogy növekszik az akkumulátorok energiasűrűsége, és megfelelő mennyiségben és áron elérhetővé válnak a járműgyártók részére, onnantól egyértelműen az elektromos járműveké a főszerep.
