Ez a tartalom az „Ag Equipment Intelligence" 52 oldalas egyedi kutatási jelentéséből válogatott részleteket tartalmaz, amely „Elektromos mezőgazdasági gépek kilátásai 2027" címmel idén március közepén jelent meg.
Gyökeres átalakulás indult
Sajnos a többi média elég szűk látókörű vagy rosszul informált, mert rendre tudósítanak egy-egy újabb elektromos gépkocsiról vagy tehergépkocsiról, és rendszeresen publikálják, hol hány elektromos busz állt éppen forgalomba. Azonban hogy mekkora átalakulás vette kezdetét a mezőgazdasági gépek világában az elektromos vagy üzemanyagcellás meghajtás terén, arról valamiért nemigen látnak hírek napvilágot máshol.
Az elmúlt 5 évben a mezőgazdasági médiabeszámolók szerint az OEM-ek érdeklődése az elektromos járműtechnológia (EV) iránt erőteljesen megnőtt, hogy megfeleljenek a szigorodó környezetvédelmi előírásoknak és a "fenntartható" mezőgazdaság iránti piaci igényeknek. Az IDTechEx brit piackutató cég elemzői 2021-re vonatkozóan azt jósolták, hogy az elektromos járművek piaca a mezőgazdaságban, az építőiparban és a bányászatban évi 100 milliárd dollárra nőhet.
A mezőgazdaságban használt elektromos berendezések – 2022-től elsősorban traktorok és csúszókormányzású rakodók – fejlesztői szerint az akkumulátoros, nulla károsanyag-kibocsátású EV-technológiára való áttérés a gép élettartama alatt jelentős üzemanyag- és karbantartási költségcsökkentést kínál a tulajdonosoknak az azonos teljesítményű dízelüzemű gépekhez képest.
Ezenkívül a fejlesztők véleménye szerint a tisztán elektromos, digitalizált és automatizált traktorok jelentősen csökkenthetik a termelők termelési költségeit, nemcsak a munkaerőigény csökkentésével, de a termés állapotára vonatkozó, menet közbeni adatok szolgáltatásával is.
Ugyanakkor a további kutatási és fejlesztési folyamatokat olyan magától értetődő tényezők is befolyásolják, mint például az akkumulátortechnológia fejlődése, elsődleges felmérések a termelők és gépkereskedők körében, a termelők és a kereskedők aggályai és különböző szakmai vélemények mind a gazdák, mind a fejlesztő mérnökök részéről.
Károsanyag-kibocsátási normák nyomása alatt
Az európai és kaliforniai szabályozók továbbra is a nulla kibocsátásra törekszenek, annak ellenére, hogy az Egyesült Államok Környezetvédelmi Hivatala 1990-ben a tiszta levegő törvény módosításával jelentős javulást ért el a levegőminőség terén. Ez a jogszabály indította el mind Észak-Amerikában, mind Európában a dízelüzemanyag kéntartalmának felülvizsgálatát, és 2015-re a dízel kipufogógázkibocsátás-szabályozás Tier 4 szintjének elfogadását eredményezte.
2016-ban az Európai Unió parlamentje megszavazta a legkisebb és a legnagyobb, off-road alkalmazású motorokra vonatkozó, Stage 5-ös, szigorúbb kibocsátási előírások bevezetését.
2021 végén a Kaliforniai Levegőtisztaságért Felelős Bizottság (CARB) szintén jóváhagyta a saját kétfokozatú Tier 5 szigorított kibocsátási előírásait, amelyek 2024-től kezdődően a kis off-road alkalmazású motorokra (SORE) – a lombfúvóktól a generátorokig – is kiterjednek. A CARB egy 2021. decemberi sajtóközleményben jelentette be tervezetének első szakaszát, amely a motor méretétől függően 40-90%-os kibocsátáscsökkentést irányoz elő, míg a második szakaszban pedig 2028-ra az összes érintett munkagép nulla kibocsátását célozza meg.
A Polaris Energy Services leányvállalata, a Gridtractor 2021 novemberében indította el Kaliforniában a flottaelektrifikációs szolgáltatásokat a gazdálkodók számára. Kalifornia lehetőséget adott a Gridtractor számára az ottani farmok elektromos infrastruktúrájának kihasználására, amely hátteret adhat az elektromos mezőgazdasági gépek, traktorok piaci bevezetésére és kísérleti projektekben való részvételére.
Bár az EPA (U.S. Enviromental Protection Agency - Egyesült Államok Környezetvédelmi Szövetsége) Kaliforniában továbbra is fenntartja a 175 lóerő alatti, dízelüzemű mezőgazdasági és építőipari gépekre és berendezésekre vonatkozó kibocsátási normák hatáskörét, az OEM-gyártók és a független berendezésgyártók tisztában vannak azzal, hogy a politikai széljárás könnyen megváltozhat, és egyik napról a másikra szigorúbb szabályok léphetnek életbe.
A Rigitrac az Agritechnica 2019 kiállításon mutatta be 50 SKE, típusú, 50 kW-os (59 LE) elektromos traktorát. A gyártó véleménye szerint 5 órán át működik a 80 kWh-s lítium-ion akkumulátorról egyetlen feltöltéssel. A svájci gyártó hozzátette, hogy egy másik modell, az SKE 40 2023-ban kerül sorozatgyártásba és piaci értékesítésre – fotó: www.farm-equipment.com
A kaliforniai Solectrac e70N egy 70 lóerős, keskeny nyomtávú elektromos traktor, amely hobbitermesztők, szőlő- és gyümölcsöskertészek számára ajánlott. A vállalat hibrid megközelítést alkalmaz az értékesítésben: közvetlenül a vásárlóknak értékesít, de a kereskedőknek is szállít – fotó: www.farm-equipment.com
A változó szabályozás arra késztetheti a gyártókat és a gazdálkodókat, hogy új módszereket, megoldásokat alkalmazzanak. A regeneratív gazdálkodás is egyre népszerűbb, mivel a fogyasztók egyre inkább a fenntartható gazdálkodásból származó termékeket keresik az üzletekben.
A fenntarthatóbb gazdálkodásra való törekvést nemcsak az adók, támogatások, hitelek stb. fogják ösztönözni, hanem az élelmiszer- és italgyártók részéről is láthatók társberuházások, akik fenntartható alapanyagokat szeretnének termékeikben.
Az agrártermékek néhány jelentős vásárlója (az élelmiszeripar részéről) már elkötelezte magát a fenntarthatóbb növénytermesztési gyakorlatok mellett. A General Mills például bejelentette, hogy a gazdálkodókkal, beszállítókkal és mezőgazdasági tanácsadókkal együttműködve 2030-ig 1 millió hektárnyi mezőgazdasági területen kívánja előmozdítani a regeneratív mezőgazdaságot. Ha a fenntartható termékekhez vezető út magában foglalja az EV-technológiát, akkor ez egy olyan világot eredményezhet, ahol az élelmiszer- és italipar meghatározza az elektromos traktorok szükségességét a földeken.
A Cellestial Emobility, India első elektromos traktorgyártója 27, 35 és 55 lóerős elektromos traktorokat kínál. A képen az 55 lóerős modell látható – fotó: www.farm-equipment.com
Elektromos hatékonyság
Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) és az Európai Villamosgép- és Teljesítményelektronikai Gyártók Közössége szerint a prémium kategóriás villanymotorok 90% feletti hatásfokkal képesek a bemeneti teljesítményt kimeneti teljesítménnyé alakítani. Eközben a jelenlegi számítógép-vezérelt, károsanyag-kibocsátásnak megfelelő dízelmotorok 35-45%-os hatásfokkal alakítják át az üzemanyagban lévő kémiai energiát mechanikai munkává.
Kraig Schulz, az Autonomous Tractor Corp. társalapítója és vezérigazgatója (és a Precision Farming Dealer Summit 2018-as főelőadója) szerint az elektromos meghajtás 10-40%-os energiamegtakarítást biztosíthat egy hasonló teljesítményű, belső égésű motoros hajtáslánchoz képest. A megtakarítás az erőátvitel veszteségeinek csökkentésével, valamint a viszonylag hatékony hidraulikus rendszerek által érhető el. A Gridtractor szerint
1 "közepes méretű" elektromos traktor üzembe helyezésével a szén-dioxid-kibocsátás annyival csökken, mint 45 személygépkocsi elektromosra cserélésével.
A vállalat becslése szerint a gazdaságok 55-75%-os megtakarítást érhetnek el az elektromos üzemre való áttéréssel, ha az üzemanyagárakat vesszük figyelembe, és további megtakarításokat érhetnek el az öntözőszivattyúknak és a hálózatnak nyújtott tárolt energiával, napelemes-akkumulátoros rendszerekkel.
Becslések szerint a gazdák a szántóföldi megtakarításokon felül 15%-ot takaríthatnak meg a gépek intelligens töltési rendszerével, valamint a gépekről történő hálózati (szükség) visszatáplálás esetén akár 90%-os költségmegtakarítást is jelenthet, amelyet az alacsonyabb karbantartási és javítási költségek egészítenek ki.
Joe Dvorak, a Kentucky Egyetem agrármérnöke, akinek kutatásai az akkumulátortechnológiával és az elektromos meghajtással kapcsolatosak, azt mondja, hogy az elektromos motor hatékonysága többtényezős dolog.
Az elektromos motorban csak néhány mozgó alkatrész van, és a várható élettartamuk messze meghaladja a belső égésű motorokét. Azonban a szántóföldi, mezőgazdasági használatra szánt villanymotorokat úgy kell megtervezni, hogy ellenálljanak a rezgéseknek, a hőmérséklet-ingadozásoknak, valamint a por és a víz behatásainak. Azonban gondoljunk csak a mezőgazdasági műhelyben lévő összes villanymotorra – ventilátorok, fúrógépek, öreg kompresszormotorok, terménydarálók stb. –, amelyek közül sok 30-50 éves, és még mindig remekül működik.
Ezenkívül az elektromos motorok jelentős mértékű, azonnali nyomatékot nyújtanak, és megfelelő motorvezérléssel nem igényelnek nehéz, bonyolult sebességváltót a különböző terhelések és sebességek mellett történő működéshez.
Dvorak szerint a jelenleg kifejlesztett elektromos mezőgazdasági gépek a karbantartás csökkentését is lehetővé teszik, mivel a modern akkumulátorokat és motorokat gyárilag az adott alkalmazáshoz tervezik és programozzák. Az elektromos motorok csak ritkán hibásodnak meg, így a szervizeknek is kevesebb munkájuk lesz.
Az iowai székhelyű AMOS Power, amely a One3 Design és a Redshield Electronics együttműködésének eredménye, egy autonóm elektromos traktor, elsősorban szőlők és gyümölcsösök számára. Az AMOS Power 2022 májusában kezdte meg szántóföldi tesztelését, sorközművelésen, egy iowai szójababmező bevetésével és vízelvezető árkok rézsűkaszálásával – fotó: www.farm-equipment.com
A SABI-AGRI autonóm, de vezethető, 4WD elektromos szőlőművelő traktorja 50 lóerős villanymotorral végzi a talajmunkákat és a növényzet gondozását. Az elektromos traktorok 2019 óta működnek francia szőlőültetvényeken – fotó: www.farm-equipment.com
A CNH Industrial 2019-ben mutatta be a Steyr dízel-elektromos hibridtraktort. Christian Huber, a traktorok globális termékmenedzsmentjéért felelős alelnök szerint a traktor egy koncepcionális tanulmány, amely ebben a formában nem kerül a gyártásba, de számos megoldást a közeljövő gyártmányain viszontláthatunk majd – fotó: www.farm-equipment.com
A Bobcat idén januárban mutatta be a teljesen elektromos T7X elektromos kompakt gumihevederes rakodógépet. A teljesen elektromos tartozékok, köztük egy elektromos meghajtású furóberendezés, seprőgép és elektromos kotrószerelék is fejlesztés alatt áll. A Sunbelt Rentals gépbérbeadó cég azt tervezi, hogy egy flottányi elektromos rakodógépet állít üzembe, és már ebben az évben elérhetővé teszi azokat ügyfelei számára – fotó: www.farm-equipment.com
Munkaerőhiány
A villamosított mezőgazdasági gépek fejlesztésének harmadik mozgatórugója a gazdaságokban fennálló folyamatos munkaerőhiány, azok nagyságától függetlenül. Itt kerül képbe az autonóm mezőgazdasági járművek felé mutató trend is, amelyek egyre inkább akkumulátorral működnek.
Praveen Penmetsa, a kaliforniai székhelyű Monarch Tractors, az első teljesen elektromos és szériában autonóm (opcióban vezetőállásos) mezőgazdasági traktor gyártójának vezérigazgatója szerint a vállalata kínálatának autonóm jellege közvetlenül a mezőgazdasági munkaerővel kapcsolatos kihívásokra kíván reagálni.
Egyetlen vezetővel akár 6-8 önvezető traktort is lehet irányítani, ami munkaerő-megtakarítást eredményez, és felszabadítja a munkaerőkapacitást a gazdaság más feladataira. Ugyanakkor a digitalizált platform képes adatokat gyűjteni a szántóföldön, hogy automatikusan létrehozza az időigényes hatósági jelentéseket, és biztosítsa a termékek „farmtól az asztalra" történő nyomon követhetőségét.
Ez lehetővé teszi a nagy értékű termények vásárlói számára, hogy a termés fejlődését a szezon során a gazdaság meglátogatása nélkül is nyomon követhessék. Emellett lehetővé teszi a termelők számára, hogy a fogyasztóknak igazolják a termelési szezon során alkalmazott mezőgazdasági műveleteket.
A Mean Green Mowers, Scag, Cub Cadet és Gravely helyben fordulni képes fűnyírói már mind elektromos üzeműek – fotó: www.farm-equipment.com
Az igények kielégítése
A gazdasági és politikai nyomás kereszteződése mozgatja a jelenlegi, még gyerekcipőben járó villanytraktorgyártást. Bár az elektromos meghajtás a fent említett előnyöket kínálja a hagyományos belső égésű motoros hajtáslánc kialakításával szemben, az EV-technológia azonnali széles körű elterjedése előtt még számos komoly kihívás áll.
Az Ag Equipment Intelligence 2022 februárjában az észak-amerikai mezőgazdasági termelők körében végzett felmérései azt mutatják, hogy a termelők jelentős része vonakodik az elektrrmos technológiától, és hezitálásuk legfőbb okai a következők:
- A gép(ek) kezdeti beszerzési költségei
- A töltési infrastruktúra hiánya
- Az egy feltöltéssel elérhető üzemidővel kapcsolatos aggályok és a hosszadalmas töltési idő
- Bizalmatlanság a gyakorlati alkalmazásban, mert még "nem bizonyított" elektromos technológia
Dongoski szerint a gazdálkodók továbbra is olyan technológiákat fognak keresni, amelyek megkönnyítik a munkájukat, jövedelmezőbbé és kevésbé kockázatossá teszik azt.
Az olyan elektromostraktor-gyártóknak, mint a Monarch Tractor és a Solectrac, bizonyítaniuk kell, hogy elektromos technológiájuk nemcsak felér a hagyományos dízelüzemű képességeivel, de felülmúlja azokat, meggyőzve a bizonytalan vagy kételkedő ügyfeleket. Azonban úgy tűnik, hogy az autóipar elektromos meghajtású járművek felé történő elmozdulása által keltett technológiai szellem kiszabadult a palackból,és a mezőgazdaságot is átjárja.
Az elektromos meghajtású mezőgazdasági traktorok piaci forgalma tavaly és várhatóan 2026-ban (millió USD) – ábra: www.farm-equipment.com
Forrás: www.farm-equipment.com
