Both Soma – Buzea Klaudia:
Beszámoló a MET IV. Energia Mûhelyérõl – Villanyautók és villamosenergia rendszerünk
A Magyar Energetikai Társaság (MET) Energia Mûhely rendezvénysorozata április 4-i fórumának központi témája a villanyautók várható elterjedése és a villamosenergia-rendszerre gyakorolt hatása volt. Mivel a közlekedés jövõje mindenkit érintõ kérdés, ezért a fõelõadás és a felkért hozzászólók az alternatív közlekedés kapcsán olyan kérdésekre koncentráltak és adtak válaszokat, melyek a szakemberek és a laikusok számára is hasznosak lehetnek. A csoportbeszélgetések során mindenki megvitathatta a hallottakat, elõadhatta álláspontját, melyek közül a legfontosabbakra az elõadók reflektáltak. Jelen cikk a negyedik Energia Mûhely során elhangzott legfontosabb ismereteket, a mûhelybeszélgetés csoportjait leginkább foglalkoztató kérdéseket, és az azokra adott válaszokat foglalja össze.
A villanyautók nemzetközi és hazai helyzete
A IV. Energia Mûhely elõprogramját jelentõ villanyautó kiállítás alkalmat adott a már jelenleg is kereskedelmi forgalomban kapható elektromos hajtású jármûvek megtekintésére. Kiállításra kerültek hibrid hajtású jármûvek (Opel Ampera, Toyota Prius Plug-in) és tisztán villamos hajtású autók is (Nissan Leaf, Mitsubishi i-MIEV, Citroen C-Zero). Az Energia Mûhely fõelõadását ifj. Jászay Tamás, az ELMÜ stratégiai igazgatója tartotta, aki az e-mobilitáshoz kapcsolódó legfontosabb ismereteket foglalta össze. Hozzá szorosan kapcsolódva ismertette Gulyás Gusztáv, az AUDI Hungária Zrt. villamos gépek és jármûhajtások fejlesztésének vezetõje a villanyautók jelenlegi helyzetét, és a jövõbeli lehetõségeket.
A villanyautók elterjedését jelenleg több tényezõ is ösztönzi:
• a CO2 kibocsátás csökkentésének kényszere a közlekedési szektorban,
• az olajárak növekedése, a politikailag bizonytalan országoktól való függés csökkentése,
• a mûszaki háttér, különösen az akkumulátortechnika fejlõdése és
• az üzemeltetésbõl fakadó költségelõnyök.
Az elterjedés mértékére nézve különbözõ becslések hangzottak el. Az European Climate Foundation elõrejelzése alapján 2050-re a megtett kilométerek arányában 70%-ot tesznek majd ki a villamos és hibrid jármûvek. Az ELMÛ 2020-ra 60000 villamos autóval számol hazánkban, valamint az új autóknál 10%-os villamos beszerzési arányt prognosztizál. A térhódítás jellemzõen a városokban lesz tapasztalható, ezen belül is fõleg flottákban, és második családi autóként.
A villamos hajtású autók elterjedése elõtt azonban a gyártóknak és az üzemeltetõknek is számos kihívással kell szembenézniük. Elsõdlegesen a felhasználói hozzáállások és igények megváltozása szükséges ahhoz, hogy a rövidebb hatótávolságú, drágább, hosszabb töltést igénylõ autók teret nyerhessenek. Tény, hogy egy villanyautó akkumulátorának költsége és súlya is befolyásolja a gyártott autók kinézetét és legfõképp árát, ez pedig hatással van a vásárlói döntésekre. A kereskedelmi forgalomban megvásárolható villanyautók hatótávolsága jelenleg 100-170 km között alakul, az elvárás azonban ennek nagyjából kétszerese lenne. Gulyás Gusztáv elõadásában felhívta a figyelmet erre a pszichológiai szakadékra: bár az emberek 97%-ának elég lenne a 150 km-es hatótávolság, az elvárt hatótáv mégis 300 km. A villanyautók kínálata ugyan folyamatosan bõvül (hatótávolságuk is nõ), de áruk még nagyon magas. A Mûhely közönségének felmérése is igazolta, hogy egy luxuskategóriájú belsõégésû motorral üzemelõ és költségeiben azonos, kisebb és szolid felszereltségû villanyautó között egyértelmû a választás, a környezettudatosság és az innováció iránti lelkesedés még nem elég erõs bennünk. Kihívás továbbá az is, hogy a töltési infrastruktúra megfeleljen mindenkinek, hiszen ma a benzinkutak által biztosított gyors és hatékony töltéshez vagyunk hozzászokva, a villanyautók otthoni töltése azonban 6-8 órát is igénybe vehet.
Környezetvédelmi szempontból a villamos hajtású autók csak akkor tekinthetõk széndioxid-kibocsátástól mentesnek, ha karbonsemleges forrásból származó villamos energiát hasznosítanak. Ellenkezõ esetben csak a lokális kibocsátás csökkenthetõ velük, nagyvárosokban azonban ez is fontos érv lehet a villamos közlekedés elterjesztése és fejlesztése mellett.
Az e-mobilitás széleskörûvé válása kormányzati eszközökkel is elõsegíthetõ. A közlekedés elektrifikációja a hazai energiastratégiában is szerepet kap. Különbözõ támogatások képzelhetõek el, ilyenek a gépjármûvek vásárlásának közvetlen támogatása, az adók csökkentése, a töltõ infrastruktúra támogatása, EU-s források bevonása pilot-projektekbe, és egyéb kedvezmények, mint például ingyenes parkolási lehetõség biztosítása, vagy a buszsáv használatának engedélyezése.
A csoportok megállapításaként elhangzott, hogy a villanyautók még hosszabb távon se fogják teljesen kiszorítani a belsõégésû motoros társaikat, hiszen most folyik az Euro7-es motorok kifejlesztése, ami még 3-4 évig tart, és a fejlesztés visszafizetése miatt 5-6 évig gyártani is kell õket. Ezért 10-15 évre a belsõégésû motorok jövõje feltétlenül biztosított. A kormányzati eszközöket illetõen a csoportvita során felmerült a költségvetési ellenérdekeltség kérdése: a magas benzinár több jövedéki adó bevételt jelent, és a döntéshozóknak csak akkor áll érdekében a villanyautókat támogatni, ha a környezetvédelmi elõnyök ezt kompenzálják. A jogszabályi környezet csak nagyobb autópark esetén fog kialakulni. Jelenleg a töltésre felhasznált villamos energia adóztatása nem életszerû, hiszen a jármûvek ára így is magas, és az utakon futó elektromos autók száma még igen alacsony.
A Mûhely résztvevõi felhívták a figyelmet a területi korlátozások lehetõségére is, vagyis olyan városi területek kialakítására, ahova csak villanyautóval lehetne behajtani. A környezetvédelemi kérdésekben több csoport is jelezte, hogy inkább a lokális hatások elõnye a domináns, vagyis a zsúfolt városok levegõminõsége, elsõsorban a szálló por kibocsátás, ami jelenleg több egészségügyi problémát okoz, mint a széndioxid emisszió. Felmerült, hogy a környezeti terhelést nem csak a használatra, hanem a teljes életciklusra kellene meghatározni. A családok második autójaként való elterjedéssel kapcsolatban szkeptikus volt a hallgatóság, mert kis kihasználási óraszám mellett gazdaságtalan a drága villanyautók üzemeltetése. Ezért a nagyobb kihasználtságot eredményezõ felhasználás, például a városi közösségi közlekedés, a bérautó, vagy taxihálózat elterjedését tartotta valószínûbbnek a hallgatóság.
A villanyautók akkumulátorainak töltésérõl
Az elektromos autók nem képzelhetõek el töltés nélkül. Az ezzel kapcsolatos elõadást Máthé Attila az ABB cégvezetõje tartotta, Villanykutak Magyarországon címmel. A töltés sebességét illetõen több kategória képzelhetõ el. Az elsõ az ultragyors töltés, ami kevesebb, mint 10 perc alatt képes feltölteni az akkumulátort. A gyorsabb töltés a hagyományos autózásnak megfelelõ komfortot biztosít. Máthé Attila egy TEPCO tanulmányra hivatkozva meg tudta erõsíteni, hogy a gyorstöltõ állomás növeli a használati hajlandóságot. A második kategória töltési ideje 30-120 perc. Ez jellemzõen a bevásárlóközpontokban töltött idõnek felel meg. Végül szó volt a lassú töltésrõl is, melyre az otthon töltött 8 óra alatt van lehetõség, jellemzõen éjjel.
A töltés típusát tekintve léteznek egyen- és váltóáramú töltõk. Minden villanyautó tölthetõ váltóáramról, de a DC töltési lehetõség nem mindenhol van jelen. Az utóbbit a japán autógyártóknak sikerült kifejleszteniük, és szabványosítaniuk, az amerikai szabvány 2013-14-re várható. Ez a módszer azért elõnyös, mert nagy töltési teljesítményt, és ez által kis töltési idõt tesz lehetõvé.
A töltõhálózat kiépítésére jó példa Észtország, amely CO2 kvótáját eladta a Mitsubishinak, és ebbõl fedezi a töltõhálózat fejlesztését. Az ország tervei nagyszabásúak: a kijelölt utakon 50 km-enként telepítenek ultragyors töltõállomásokat. Magyarországon még nem tartunk itt, de a fõvárosban 7 nyilvános ELMÛ utcai töltõ mûködik, ahol a tankolás az év végéig ingyenes, és a közelmúltban átadták az Istenhegyi úton a MOL zéró emissziós töltõállomását az elsõ gyorstöltõ berendezéssel. Az E.ON is elkezdte a töltõállomások létesítését, Budapesten a Kempinski Hotelnél felavatott elsõ állomást hamarosan követi a gyõri és a tatabányai is, hogy Budapest és Bécs között elektromos autóval lehessen közlekedni. A jövõre nézve szükség van a töltõ szabványok mihamarabbi véglegesítésére. Magyarország éllovas szerepet játszat ezen a területen, hiszen az ABB hazánkban gyártja egyenáramú töltõállomásait.
Az Energia Mûhely résztvevõi kritikusan fogadták Észtország példáját, a csoportok megállapításai alapján a két ország nem ad jó összehasonlítási lehetõséget. Optimista vélekedés hangzott el az autók áraival kapcsolatban, miszerint a sorozatgyártással csökkennek majd a költségek, de erre Gulyás Gusztáv azt felelte, hogy nem indokolt a csodaváró hangulat, hiszen az autók költségének felét kitevõ akkumulátorokat cellákból állítják elõ, és a cellák gyártási volumene már most is nagy. Felmerült a cserélhetõ akkumulátor gondolata, mely egyszerûsítené a töltés problematikáját. Jászay Tamás említett egy autógyárat, amely foglalkozik az ötlettel. Az õ modelljükben az akkumulátor nem képezi az autó árát, hanem bérelni kell. Így hasonló költségstruktúra alakul ki, mint a hagyományos gépjármûvek esetében. Gulyás Gusztáv emlékeztetett, hogy még a töltõk egységesítése is nehéz feladat, ebbõl kiindulva az akkumulátorok egységesítése a különbözõ gyártók között irreálisnak tûnik.
A töltéssel kapcsolatban több érdekes nemzetközi példát is említettek az elõadók. Hollandiában egy étteremlánc a menü mellé villanyautó töltési lehetõséget is ad, Németországban pedig egy húsboltnál tölthetik fel jármûvüket a vásárlók.
A villanyautókhoz kapcsolódó hálózati oldalról
A villanyautók elterjedésének alapvetõ kérdése, hogy a villamos háttér, vagyis a hálózat megfelelõen biztosított legyen. A hálózati oldal kihívásairól Veisz Imre, az E.ON. mûszaki stratégiai vezetõje foglalta össze a legfontosabb ismereteket. A villamos hálózattal kapcsolatosan három kérdés határozza meg a rendelkezésre állást:
• Mekkora berendezések belépésére lehet számítani (töltési igények)?
• Hol várható ezeknek a berendezések a rendszerhez való csatlakozása (városok, autópályák)?
• Mennyi berendezés belépésére lehet számítani?
A villamos töltõk három fajtája jelenhet meg a rendszerben, ezek különbözõ teljesítményigényekkel rendelkeznek. A lassú töltéshez szükséges berendezések az otthoni, éjszakai töltést biztosítják, ezek a kisfeszültségû hálózatot és a fogyasztók saját mért hálózatait érintik. Várhatóan a lassú töltés a nagyobb városokban és azok külterületén fog elterjedni, a megnövekedett teljesítményigény a kisfeszültségi hálózatban nem jelent problémát. A gyors töltés három fázison történik, 10-20 kW igénnyel, elterjedése a bevásárlóközpontok, irodaházak, mélygarázsok és parkolók területén lesz számottevõ. Ezeket a fogyasztókat jelenleg is KÖF/KIF transzformátorok látják el, melyek várhatóan a megnövekedett igényeket is ki tudják elégíteni, új táppontok építése pedig viszonylag könnyen megoldható. A villámtöltés (15-20 perces töltés) jelenti az igazi kihívást a villamos hálózatok számára. Ezeket a töltõállomásokat a benzinkutaknál célszerû elhelyezni, melyek jelenleg is saját KÖF/KIF transzformátorállomásokkal rendelkeznek. A villanyautók hatótávolságát figyelembe véve azonban új, nagyobb számú töltõállomás építésére is szükség lesz (ezeket az autópályák mentén, körülbelül 70 kilométerenként tervezik).
A töltõk darabszámának megnövekedése, vagyis a terhelés megnövekedése költséges hálózatbõvítést okozhat, ezért fontos más alternatívák keresése és elterjesztése. Ösztönzõ lehet, hogyha a völgyidõszakban való töltést kedvezményesen tarifákkal vehetik igénybe a fogyasztók, vagy ha az autó tárolókapacitását a rendszerirányítónak felajánlva további kedvezményekre lesznek jogosultak a lehetõség kihasználói. Másik alternatíva lehet a háztartáson belüli kiserõmûvek és a villanyautók összekapcsolása. Ebben az esetben a fogyasztó dönti el, hogy a csúcsidõszakban használja-e saját villanyautójának akkumulátorában tárolt energiát és a völgyidõszakban, kedvezményes áron végzi az autó töltését (úgynevezett smart home rendszer).
Jászay Tamás bevezetõ elõadásában felhívta a figyelmet arra, hogy a magyar villamosenergia rendszer tároló hiányban szenved. A villanyautók akkumulátora hosszú távon szerepet kaphat a rendszer stabilitásának elõsegítésében. Ez több szinten is megvalósítható, egészen a vezérelt töltéstõl a visszatáplálásos rendszerig.
Az e-mobilitásnak forrásoldali igényei is vannak. Egy átlagos háztartás esetében a villanyautóra való váltás körülbelül 70%-os villamos fogyasztásnövekedést eredményez. Teljes egyidejûséget feltételezve 80%-os teljesítménytöbblettel kell számolni. A 2020-ra jelzett 60.000 jármû a magyar villamos energia rendszerben 105 GWh éves fogyasztással jelentkezne.
A hazai vállalkozások az alternatív közlekedésben
Az Energia Mûhely negyedik rendezvénye teret adott a hazai vállalkozások bemutatkozásának is. Hivessy Géza az Antro csoport ügyvezetõje mutatta be cégének fejlesztéseit és a hazai alternatív közlekedéssel foglalkozó cégek elveit, problémáit.
Az Antro csoport a közlekedési eszközök gyenge pontjaiból kiindulva kezdte meg fejlesztéseit. Ilyen gyenge pont például az autók súlya és ehhez kapcsolódva a magas fogyasztás, valamint a légellenállás kérdése. A cég fejlesztései tehát azon alapulnak, hogy a korszerû anyagtechnológiát (szénszálas kompozitok) és a tudatos formatervezés áramlási ellenállás csökkentõ hatásait, valamint az alternatív hajtásokat (villamos töltés, napenergia hasznosítás, emberi hajtás) ötvözi. A cég 2008-ban jelentette meg a SOLO nevû többszörösen hibrid hajtású autóját. A SOLO alumínium alvázzal szénszálás kompozitból készült, lényeges tulajdonsága, hogy nagyon kevés, de nagyobb méretû elembõl építették fel. Az autót a négy kerékben található agymotorok mûködtetik, az akkumulátorok töltését a tetõn elhelyezett napcellák, a fékezési energia visszanyerése, illetve hálózati töltés biztosíthatja. Az autót a 2008-as Párizsi Autószalonon mutatták be, nemzetközi sikerét bizonyítja, hogy a Time magazin az 50 leginnovatívabb autó közé sorolta. A cég másik fejlesztése a MOVEO robogó, melyet az Energia Mûhely résztvevõi a helyszínen is megtekinthettek. A robogó úgyszintén szénszálás kompozitból készült, elektromos agymotoros hajtással. Különlegessége, hogy összehajtható és húzható, akár egy bõrönd (súlya 25 kg). A robogó sebessége 45 km/h, fogyasztása 2 kWh/100 km.
Hivessy Géza a hazai vállalkozások kapcsán összefoglalta a legfontosabb kihívásokat és lehetõségeket is. A fejlesztések szükséges feltétele a finanszírozás megléte, mely az alternatív hajtások esetén uniós források, hazai K+F pályázatok (GOP 1.1.1), illetve hazai és külföldi befektetõk jelenlétét igényli. Az Antro csoport filozófiája az, hogy a decentralizált, középsorozatú jármûgyártás - mellyel több munkahely és kisebb beruházási igény jár - lehet a jövõ a magyarországi vállalkozások elõtt. Ennek viszont elengedhetetlen kelléke a mûszaki innováció befogadása és ösztönzése, a mûszaki szakemberek képzése és a hazai autóipar, gépgyártás fellendítése, valamint az igény a tudatos „öko-gondoldásra”.
A fejlesztési lehetõségekrõl a BME Villamos Energetika Tanszékének professzora, dr. Vajda István adott áttekintést, aki elõadásában kitért a fejlesztés fõ irányaira, és a magyar lehetõségekre. Az elõadó további töltési lehetõségként említette az induktív töltést. A villanyautó fejlesztésben elektrokémiai és villamosmérnök szakemberek szoros együttmûködésére van szükség. Hazai lehetõségek is megjelennek, például a növelt hatásfokú forgógépek fejlesztésében, vagy a területhez szervesen kapcsolódó mesterséges intelligencia módszerekben. A professzor meglátása szerint a szakma magyarországi fejlõdése biztosított, lelkes kutató-mérnök társaság áll készen a kihívásokra.
Kitekintés a hidrogénhajtású jármûvekre
A Mûhely alkalmat adott a villanyautók mellett más alternatív hajtású jármûvek ismertetése is. Pataki István a hidrogénhajtású autókkal kapcsolatosan kiemelte, hogy ezek a villanyautóknak nem versenytársai, hanem egyenrangú partnerei, a különbség a két fejlesztési irány között az, hogy a villamos energia forrása akkumulátor vagy tüzelõanyag cella.
A hidrogén, mint közvetítõ anyag, ha tisztán „zöldenergia” felhasználásával kerül elõállításra, akkor az a közlekedési szektor számára egy zéró-emissziós megoldást jelenthet. A hidrogén elõállítására a földgáz reformálása és az elektrolízissel történõ vízbontás alkalmas, a hidrogén tárolhatósága a megújuló energiaforrások hektikus rendelkezésre állására is megoldást nyújthat. A rendszerirányítás oldaláról megközelítve a hidrogén termelése vízbontással alkalmas lehet szabályozási igények kielégítésére. A résztvevõk a teljes (elõállítás-szállítás-felhasználás) folyamat hatásfokára hívták fel a figyelmet.
A hazai hidrogénhajtású közlekedés ugyan még nem ismert fogalom, de példaként állhat elõttünk Berlin városa, ahol tavaly a negyedik hidrogén töltõállomást adták át, ösztönözve a város lakosságát tüzelõanyag cellás közlekedési eszközök használatára.
Összefoglalás
A Magyar Energetikai Társaság Energia Mûhelyének negyedik – villanyautókkal foglalkozó – rendezvénye, amely eddig a legkomplexebb volt ebben a sorozatban, minden tekintetben sikeresnek tekinthetõ. A mintegy száz regisztrált résztvevõ átfogó képet kaphatott az elektromos autózás globális és magyarországi folyamatairól, valamint az autók kiállításával mindenki közelrõl is szemügyre vehette a technika ezen új vívmányait. Az eseményrõl a média rádióriportban és újságcikkekben számolt be.. Az Energia Mûhely fórumán elhangzottakat, azok mélyebb részleteit az érdeklõdõ résztvevõk munkacsoportokban tovább elemezhetik, majd az eredményeket további fórumokon, vagy konferenciákon mutathatják be.
A rendezvény elõadásai és képei megtekinthetõek a Magyar Energetikai Társaság honlapján:
