A belső égésű motorok utolsó lehetséges üzemanyagai
Jelen pillanatban a közúti közlekedés hatalmas léptekkel halad az abszolút elektrifikáció felé, Európából néhány évtizeden belül akár teljesen eltűnhetnek a belső égésű motorok. Néhányan azonban arra számítanak, hogy az Európai Unió kényszerűen enyhíteni fog a jelenlegi tervezetén, és bizonyos feltételek mellett mégis lehet majd belső égésű motoros autókat használni. Ehhez azonban szinte biztosan alternatív hajtóanyagot kell majd alkalmazni, amely minimálisra csökkenti a jármű károsanyag kibocsátását.
Ebben a cikkben ezeket a lehetséges alternatívákat böngésszük át.
Hidrogén
Ez az anyag jellemzően inkább az üzemanyagcellák autók kapcsán jut eszünkbe, amely szintén elektromos meghajtást használ a termelt energia útra történő leadásához. A gyors tankolás miatt jelenleg ez is tud felmutatni olyan előny az elektromos autókkal szemben, amellyel azok nem rendelkeznek.
Ugyanakkor mai is zajlanak a tesztek (például a Toyotánál), amely során a hidrogént belső égésű motorban égetik el.
Természetesen a hidrogén előállításával és tárolásával kapcsolatos problémák ebben az esetben is fennállnak, ugyanakkor a mostani tanulmányok szerint mind a benzint, mind a gázolajat használó motorok esetén csak minimális hengerfej-átalakítást kell végrehajtani ahhoz, hogy fogadni tudja a hidrogént. Tulajdonképpen kijelenthetjük, hogy a jelenlegi belső égésű motoros technikával használhatnánk ezt a hajtóanyagot.
Az, hogy nem kellene teljesen új technológiai alapokra helyezni a teljes autóipart, az mind gazdasági, mind pedig környezetvédelmi szempontból tudna előnyöket biztosítani. Mindemellett a belső égésű motor kvázi tisztán üzemelhetne, hiszen vizet pufogna ki (és egyúttal nitrogén-oxidokat, de a modern katalizátorok ezeket már szinte tökéletesen eliminálják), és egy minimális szén-dioxidot, amely a kenőanyag égéséből keletkezik.
Az elektromos hajtás egyetlen igazi Achilles-sarka az elektromos áram tárolása. Ez ugyanis ma is kirívóan gazdaságtalan, a lítium-ion akkumulátorok használata technológiai értelemben sajnos legalább annyira tűnik zsákutcának, mint az ásványolaj-származékok elégetése.
A szél- és vízerőművek hullámzó energiatermelését tökéletesen ki lehetne használni arra, hogy elektrolízissel hidrogént állítsunk elő, és abban tároljuk az árammal nyert energiát.
Csakhogy a hidrogén tárolásával is akadnak gondok. Azonos tömegben a hidrogénnek a benzinhez képest többszörös az energiatartalma, csakhogy ez egy szobahőmérsékleten rendkívül ritka anyag, iszonyatosan össze kell préselnünk ahhoz, hogy legalább néhány kilogrammot bele tudjunk tankolni az autóba – nem szólva a nagyjából -200 °C körüli hőmérsékletről.
Energiamenedzsment szempontjából ez egy szintén gazdaságtalan folyamat, és sajnos ugyanúgy nem látszik a megoldás, mint az akkuk kapacitását illetően.
Szintetikus üzemanyag
Jelenleg talán ez az egyetlen olyan alternatíva a belső égésű motoros autók számára, amely valóban gazdaságosan működhet.
Az elképzelés szerint a levegő szén-dioxidjából és vízből állítanak elő szintetikus benzint és/vagy gázolajat. A szénhidrogén többnyire metán, melyhez a szént a szén-dioxidból nyerik ki – a levegőt különböző szűrőkön keresztülengedve kapják meg a CO2-t, a melléktermék pedig tiszta oxigén.
A vízből pedig ugyanúgy elektrolízis nyeri ki a hidrogént – itt is oxigén a melléktermék.
A felbontott vizet persze visszakapjuk, hiszen az autó elégeti az üzemanyagot – tény, hogy a szén-dioxidot is, viszont a nettó mérleg emisszió szempontjából így is nulla marad, hiszen az üzem előzetesen kiszűrte a levegőből azt a szén-dioxidot, amelyet az autó visszatermelt.
2019-ben a Siemensszel együtt a Porsche befektetőként támogatta egy startup-üzem felépítését Chilében, ahol szintetikus üzemanyag előállítása volt a terv. Ezt a projektet 2022-ben még 75 millió dollárral tolta meg a stuttgarti cég.
Az elképzelésük az, hogy az üzemeket légtisztítóként a nagyobb városokba szeretnék telepíteni, így a legnagyobb emissziós gócpontokból vonhatnák el a szén-dioxidot – nem csak az autókét, hanem a lakások által termeltet is.
Tény, hogy az előállítási folyamat pillanatnyilag drága, és a “műbenzin” kereskedelmi forgalomban még nem kapható. A Porsche mellett a Bosch a technológia másik nagy szereplője fejlesztések terén és a jövőbeni áraik nagyjából összecsengenek.
A tervek szerint 2026-tól lenne elérhető kiskereskedelmi forgalomban a szintetikus benzin, a literenkénti árra pedig a legutóbbi információk szerint 2 eurót jósolnak, ez mai árfolyam szerint nagyjából 800 forint jövedéki és forgalmi adók, egyéb járulékok nélkül, vagyis jóval drágább lehet a hagyományos üzemanyagoknál – hozzá kell tenni, hogy ez a becslés az orosz-ukrán háború előtt történt, de még így is szemmel látható a szakadék.
A Porsche által is birtokolt HIF Global Haru Oni gyárában a folyamatos termelés tavaly indult el, és előállítottak 130 000 liter üzemanyagot. Jelenleg ezt a Porsche versenyautói használják fel – a forgalomba hozáshoz két éven belül 55 millió literre, négy éven belül pedig 550 millió literre emelnék az éves termelést, amivel 2026-ra könnyedén bevezethetnék az új üzemanyagot.
Bioüzemanyagok
Egyértelműen kijelenthető, hogy ez az elv messze nem újkeletű. Egyes régiókban (pl. Dél-Amerika) évtizedek óta meghatározó az etanol üzemanyagként való felhasználása, elsősorban a nagy termőföldek és a kőolaj hiánya miatt.
Globális értelemben viszont minden jel arra mutat, hogy a bioüzemanyagok nem fogják megoldani még az aktuális problémáinkat sem. Illetve ha igen, annak beláthatatlan következményei lennének.
A teljes társadalom ellátásához ugyanis akkora méretű termőföldet kellene leválasztani a mezőgazdasági területekről erre a célra, hogy a jelenlegi lakosság létszáma mellett az globális élelmiszer-ellátási krízishez vezetne.
Technikailag megvalósítható a jelenlegi konstrukciókkal az üzemeltetés, azonban a fenti hatást képtelenség figyelmen kívül hagyni, így ez egészen biztosan nem menti meg a belső égésű motorokat, de a korszakukat sem fogja meghosszabbítani.
Összegzés
A járműipar mostanság szinte követhetetlen sebességgel változik, nincs rá garancia, hogy a jelenleg helytállónak tűnő állítások néhány év múlva is igazak lesznek. Az jelenleg bizonyos, hogy a fennálló komplex környezetvédelmi problémára még nem kaptunk műszaki értelemben feddhetetlen választ.
Kíváncsian várjuk a folytatást.
