A Párizsi Megállapodás céljainak elérése érdekében gyorsan és drasztikusan csökkenteni kell a CO2-kibocsátást – ez komolyan érinti a mezőgazdaságot is. Az alternatív hajtások és üzemanyagok iránti fokozott érdeklődés egyik fontos oka az üvegházhatású gázok jelentős csökkentésére való törekvés. Az elektromos és hidrogén hajtásláncok azonban csupán kettő az alternatív hajtásrendszerek közül, amelyek megtalálhatják helyüket a modern gazdálkodásban.
A mezőgazdasági gépek energiaellátásának alapja hagyományosan a dízel, amely a környezetre nincs túl jó hatással. A gépekből származó üvegházhatású gázkibocsátás azonban sajnos, nem csökkenthető elegendő mértékben pusztán a hagyományos hajtástechnológia fejlesztésével. Ezért a fosszilis tüzelőanyagokról a megújuló tüzelőanyagokra való átállás elengedhetetlen.
A november 12-18-án Hannoverben megrendezendő Agritechnica 2023 tükrözi ezt a fejlődést, és bemutatja a mezőgazdasági gépek korszerű alternatív hajtásrendszereit. A világ vezető mezőgazdasági gépkiállításán a kiállítók első alkalommal mutatnak be alternatív hajtásrendszereket az exkluzív Drive Experience kültéri területen.
Az alternatív hajtástechnika áttekintése
A hidrogén
A hidrogén a mezőgazdasági járművek dízelüzemű motorjának lehetséges helyettesítője. A hidrogénüzemű motorok használata nem jár üvegházhatású CO2-kibocsátással. A hidrogén előállítása azonban energiaigényes, ezért értelmes felhasználásának előfeltétele, hogy ez az energia megújuló forrásokból származzon.
A Fendt hidrogén-meghajtású traktorának prototípusa – fotó: AGCO
A hidrogén használata az üzemanyagcellában az elektromos hajtás speciális formája. A hagyományos elektromos hajtással ellentétben, ahol az akkumulátort külső forrásokból töltik, a jármű mozgatásához szükséges elektromos energiát az üzemanyagcella állítja elő. Az évek során számos koncepciótraktort mutattak be üzemanyagcellával, mint fő energiaforrással, de még egyik sem került kereskedelmi forgalomba.
Számos fontos tényező áll az üzemanyagcellák útjában a mezőgazdaságban. Például nagy kihívás ma még, hogy elegendő energiát juttassunk a traktorba, ugyanis a sűrített hidrogén tárolására szolgáló nyomástartó edényeknek jelentős helyre van szükségük. A jelenlegi megoldások alkalmazásával pedig a traktor nem működhet teljes terheléssel. Ezenkívül az üzemanyagcellás hajtáshoz olyan alkatrészekre van szükség, amelyek szintén nagy helyet foglalnak, mint például a hűtőrendszer, az inverter és a puffer akkumulátor. Ez utóbbira a viszonylag lassú, vagy nem reagáló üzemanyagcella támogatásához van szükség. Emellett létre kell hozni a mezőgazdaságra összpontosító hidrogéntöltő állomások hálózatát. Végül, de nem utolsósorban, a rendszer gyártási költségei még mindig nagyon magasak.
A metán
Egy másik gáznemű üzemanyag, amely a figyelem középpontjában áll, mivel az égés során nem szabadul fel több üvegházhatású gáz, mint a növények növekedése közben. A cél az, hogy a teljes folyamatlánc és annak gyártása CO2-semleges legyen.
A metán a mezőgazdasági megoldás része lehet. A biogáz előállítása biogázüzemekben történik, nem használható fel közvetlenül üzemanyagként, előbb mentesíteni kell a kéntől és a CO2-től. A végtermék közel van a tiszta metánhoz, amelyet ezután cseppfolyósítanak, vagy sűrítenek.
A New Holland T6.180 MethanePower – fotó: New Holland
Ma a cseppfolyósított metán, amelyet általában "cseppfolyósított földgáznak" (LNG) neveznek, nem különösebben alkalmas mezőgazdasági gépekben való felhasználásra. Viszonylag nagy energiasűrűsége ellenére számos hátránya van, beleértve a műszakilag igényes és energiaigényes cseppfolyósítási folyamatot, valamint a hosszabb üresjárati időkben és magasabb hőmérsékleten történő lehetséges metánkibocsátást. A sűrített metán, más néven "sűrített földgáz" (CNG), praktikusabb, de lényegesen kisebb energiasűrűséggel rendelkezik, mint a dízel, vagy az LNG. Ez nagyobb kiegészítő tartályokat követel, de rövidebb hatótávolságot eredményez a korlátozott tárolókapacitás miatt.
Már létezik egy teljes egészében metánnal működő sorozatgyártású traktor. A metánt CNG formájában a 6 hengeres, 180 lóerős dugattyús motor szívócsatornájába fecskendezik be. A gyártó bemutatott egy előszériás modellt is, amelynek 270 lóerős motorja LNG-vel működik.
Bioüzemanyagok
A bioüzemanyagokat, például repceolajat, vagy repce-metil-észtert használó motormegoldások évtizedek óta léteznek. Áthidaló technológiaként szolgálhatnak. A dízelhez viszonyított 93 százalékos energiasűrűségével a repceolaj érdekes fosszilismentes alternatíva. A repceolaj és más bioüzemanyagok használatához a traktor hajtásrendszereit a motor teljesítménye, kenése és egyéb jellemzői szempontjából ki kell igazítani. Az egyik gyártó által bejelentett vegyes üzemű traktor, amely nemcsak dízelt, hanem biodízelt, növényi olajokat és e bioüzemanyagok keverékét is használhatja, még nem került piacra.
Akkumulátor
Első pillantásra látszólag innovatív technológia, elektromos meghajtású mezőgazdasági gépek történelmileg nem újdonságok. Az első kábeles vagy akkumulátoros megoldások már a 19. században rendelkezésre álltak, de mindegyik alulmaradt a belső égésű motorral szemben. A személygépkocsi-ágazat most ismét az elektromos meghajtású mezőgazdasági gépekre irányítja a figyelmet, amelyekben a belső égésű motort egy vagy több elektromos motor váltja fel. Az elektromos hajtás kisebb súlyú és kisebb beépítési helyet igényel, mint a belső égésű motor. Ezenkívül kibocsátásmentes, lényegesen kevesebb hulladékhőt termel és szinte csendesen működik.
A teljesen elektromos rendszer legnagyobb gyengesége azonban az akkumulátorok alacsony energiasűrűsége, ami az energiaigény növekedésével nagy akkumulátorsúlyt és térfogatot eredményez. Problémát jelent ez a nagy teljesítményű és hosszú üzemidejű traktorok esetében. Ha a jelenlegi technológiát használnánk a nagyobb traktorokhoz, a szükséges akkumulátorok egyszerűen túl nehezek lennének – 25 tonna (!) egy nagy csuklós kormányzású traktor esetében – hosszú töltési idővel. Mindkét tényező miatt az akkumulátorok ma nem praktikusak a terepi használatra.
Farmdroid robot: a szükséges villamos energiát a gépen található napelemek termelik – fotó: farmdroid
Napenergia
Napenergiával működő vető- és kapálórobotok már léteznek. A GPS-vezérelt mezőgazdasági robotok autonóm gépként használhatók nagyon könnyű munkákhoz, alacsony energiaigénnyel a gyökérnövény- és zöldségtermesztésben. Akkumulátorral működnek, a szükséges villamos energiát a gépen található napelemek termelik. A napenergiát az akkumulátorok feltöltésére használják, lehetővé téve a gépek folyamatos működését a nap folyamán. A napelemes hajtások azonban nem alkalmasak nagyobb terepi gépekhez a szükséges nagy modulterületek miatt.
