Alternatív meghajtások az építőgépeknél

Ma az egyik legfontosabb iparági trend az alternatív meghajtások fejlesztése. Hibrid, elektromos meghajtás, hidrogénüzem? 

2023. július 20.

Ma az egyik legfontosabb ágazati trend a karbonsemleges alternatív meghajtások fejlesztése. Ezt írják elő egyre inkább szabályozói oldalról is. Mikről van szó konkrétan? Bioüzemanyag, hibrid, elektromos meghajtás, hidrogénüzem. A MAÉP részéről kérdez Kövesdy Gábor (K.G.),  beszélgetőtára  Blaskó Gergely (B.G.), a Best Machinery cégvezetője.

 

Kövesdy Gábor: Keveset hallani az utóbbi 1-2 évben a bioüzemanyagokról. Ez azt jelenti, hogy nagyon kívül esnek a mainstream fejlesztési irányokon?

Blaskó Gergely: Nem feltétlenül. Például van egy amerikai cég, amelyik már kilépett a kísérleti fázisból, és azt mondják, hogy szinte az összes munkagépmotort alkalmassá tudják tenni arra, hogy bioetanollal hajtsák meg. A másik pedig a biogázolaj. Nyilván hallottad már te is, hogy az Európai Unió elfogadta, hogy nem teljesen kell kivezetni a belső égésű motorokat 2035-ben, hanem a gyakorlatilag 100%-ban megújuló energiaforrásból gyártott benzin- és dízelalternatívák maradhatnak. Ez a munkagépekre is igaz, habár ezek esetében szó sincs 2035-ös kivezetésről.

K.G.: Nézzük a hibrid meghajtást, erről többet tudunk beszélni. Mit jelent a hibrid? Ha két motor: dízel és elektromos dolgozik egymás mellett? Például a helyváltoztatásra a dízelmotort, míg bizonyos munkafeladatok elvégzésére a villanymotort használják?

Liebherr LTC 1050-3.1 dízel-elktromos hibrid autódaru

B. G.: Igen, ez például az autódaruknál vagy a kotrógépeknél így van. Egy-két gyártó próbálkozik ilyen megoldással, itt van például a Komatsunak a hibrid kotrógépe. Tudomásom szerint ott nem is akkumulátort használnak az energia tárolására, hanem kondenzátort, és csak bizonyos funkciókat működtetnek az elektromos résszel. De mivel nem mi forgalmazzuk a Komatsut, elmélyülten azért nem ismerem az ő technológiájukat, de úgy tudom, hogy náluk maga a menetelés- és a kanálfunkciók a hagyományos meghajtás által működnek, és a forgás az, ami a kondenzátorból jövő energiával történik. De egy hibrid üzemű gépnél mindig az egyik nagy előnye vész el az elektromos meghajtásnak. Mégpedig az egyszerűsége, az, hogy kevesebb alkatrészből van felépítve – és ugyanígy, a meghibásodás jellegét tekintve is duplázódnak az esetleges problémaforrások, mert maga az elektromos meghajtás – bár, mondjuk, sokkal kevesebb hibával dolgozik – is tönkre tud menni, illetve a dízelmeghajtás esetében is jelenthet ez gondot. A hibrid megoldások nem is nyertek túlzottan nagy teret, és véleményem szerint nem is fognak. Azt hiszem, hogy ha valami, akkor a tisztán elektromos meghajtás és a mindennek az akkumulátorról történő táplálása lesz a jövő.

K.G.: Hogyan látod, mi a driver, mi a hajtóerő az elektromos meghajtás ilyen nagy ütemű fejlesztése mögött? A szabályozás követeli meg? A költségtakarékosabb üzemeltetés? Olcsóbb lesz netán maga a gép?

B. G.: Az egyik valóban a szabályozói törekvés a zéró emissziós meghajtásokra. Nem tudom, hogy a személyautó-ipar jelen pillanatban hogyan áll, de a munkagépek területén – ez 2022-es adat – 96-98%-a jelen pillanatban az üzemben lévő munkagépeknek dízelmeghajtás. Tehát ekkora piaci részesedésről beszélhetünk jelen pillanatban a különböző alternatív meghajtások kapcsán. Ezt kívánják gyakorlatilag, ezt most már több gyártó, több szervezet nyilatkozata alapján ki is lehet jelenteni, 2050-re le is lehet szorítani nullára. Tehát ez egy erős tendencia most a nagyvilágban. A karbonsemlegességre való törekvés, az emisszió csökkentése mind a kormányok, mind pedig a különböző gyártók által preferált irányvonal – tehát ez lehet az egyik hajtóerő. Nyilván a pénz beszél, tehát önmagában egyik gyártó sem fog olyan dologba belekezdeni, amiben nem látja később a profitabilitásnak a lehetőségét.

A másik az, hogy egy elektromotor és a hozzá kapcsolódó akkumulátor sokkal egyszerűbb szerkezet, mint a dízel, sokkal kevesebb részegységből, sokkal kevesebb alkatrészből áll, így gyakorlatilag a karbantartási igény is lecsökkenthető. Az is megfigyelhető, hogy az elektromos gépekre a gyártók sokkal bátrabban, sokkal hosszabb garanciális időt tudnak vállalni.

A harmadik, ami szintén már nem csak átvitt értelemben értelmezhető, az a lokális emisszió, tehát az adott helyen történő kibocsátás kérdése. Például ha egy munkagép rendszeresen sűrűn lakott környezetben dolgozik, akkor ott számít, hogy abból a berendezésből milyen gázok fognak kilépni. A másik pedig a hang. Egy hagyományos munkagép igen jelentős zajjal üzemelne, ezzel szemben az elektromos változat gyakorlatilag hangtalanul tud dolgozni.

Egyébként azt gondolom, hogy ellentétben a személyautókkal, ahol egyre nagyobb térnyerése van az akkumulátoros elektromos meghajtásnak, itt az építőgépek területén nem lesz egy ilyen egyértelmű tendencia, hogy a nyerő irány az akkumulátor és az elektromos meghajtás. Mindegyik meghajtásnak meglesz a maga helye és szerepe, ugyanis az, hogy építőgép, nem összemérhető azzal, mint ha azt mondjuk, hogy személyautó. Az építőgépbe beletartozik a 1,5 tonnás minikotró és a 200 tonnás bányakotrógép is.

LiuGong 856H-E

K.G.: Mennyire tekinthető zöldenergiának az akkumulátorra épülő elektromos hajtás? Ritkafém-bányászat kell hozzá, extrém nagy a gyártásának az elektromos áram- és vízigénye, a szétszerelés és az újrahasznosítás még nem látható környezeti problémákat okozhat.

B. G.: Szeretnék mint valamennyire érintett nyilatkozni, és nem mint az akkumulátoripar védőügyvédje. A gyártás kapcsán is folyamatos fejlődésen megy keresztül az akkumulátoripar. Cégünk, a Best Machinery Kft. főként újrahasznosítással kapcsolatos berendezéseket, recyclingeszközöket forgalmaz, és a kínálatunkban megtalálhatóak az akkumulátorok feldolgozására alkalmas technológiák, gépsorok is, tehát van némi rálátásunk erre a dologra. Maga az akkumulátorgyártás kapcsán elmondható, hogy az akkumulátorkémia folyamatosan változik. Igen, ritkafémekre szükség van. Kobalt, nikkel, mangán és lítium… Egyébként lítiumból annyira nincsen hiány. Az egy közkeletű tévhit, hogy a lítiumbányászat és a lítium jelentené a fő problémát. A kobalt jelenti a fő problémát, ez a legdrágább, a legszűkösebben rendelkezésre álló anyagerőforrás. És nem véletlen, hogy kezdenek megjelenni a lítium-vas-foszfát kémiájú akkumulátorok – ezek az LFP rövidítéssel jelzett akkumulátorok –, amelyek esetében igaz, hogy az energiasűrűségük kisebb, de sokkal kevesebb drága alapanyagot tartalmaznak, ezért sokkal fenntarthatóbban és sokkal könnyebben gyárthatóak. Aztán itt a következő lépés, ami még csak kísérleti fázisban van: a nátriumion-akkumulátorok, ahol a lítiumot gyakorlatilag konyhasóval helyettesítik. Itt is az energiasűrűség az, amiben még nem tartanak ott, ahol a lítium esetében, de ez hamar megoldottá válhat. És hogy milyen környezeti lábnyommal rendelkezik a gyártás, annak meghatározása a szabályozás, a hatóságok feladata, hogy olyan szigorú környezetvédelmi előírásokat támasszanak az akkugyártókkal szemben, hogy ne terheljék a környezetüket.

K.G.: Mit mutatna egy olyan számítás, amely a teljes élettartam alatt vizsgálja az akkumulátoros meghajtás környezeti hatását? Pozitív vagy negatív irányba mutatna?

B. G.: Láttam ilyen számítást. Nagyon sokan fel szokták róni az elektromos eszközökkel kapcsolatban – ahogy az imént te is kérdezted –, hogy igen, lehet, hogy nulla a pontszerű kibocsátás a működés közben, de bezzeg a gyártás… Meg de bezzeg, amikor az akkumulátor tönkremegy… Tehát sokkal kisebb az ökológiai lábnyoma, és sokkal kevesebb idő alatt eléri ezt üzemeltetés során, mint, mondjuk, egy belső égésű motor. Nem igaz az az állítás, miszerint egy belső égésű motor ugyan bocsát ki káros anyagot, de a gyártása sokkal kisebb ökológiai lábnyommal rendelkezik. Itt ugyanis akkor, ha már gyártásról beszélünk, alapanyagokról van szó, akkor ne feledkezzünk meg a dízelüzemanyagnak a gyártásáról, és az ott keletkező ökológiai lábnyomról sem. Ha már a teljes életciklust és a teljes folyamatot vizsgáljuk.

A Bobcat zászlóshajója, a T7X tisztán elektromos rakodó

K.G.: Általában, amikor ez a kérdés fölvetődik, sokan felhívják a figyelmet arra, hogy mára a Stage 5-ös dízelmotoroknak annyira lecsökkent a károsanyag-kibocsátásuk, ami pár évvel ezelőtt elképzelhetetlen volt.

B. G.: Erre szintén tudok egy számot mondani, hogy gyakorlatilag ugye a Tier 1, Stage 1 volt az első környezetvédelmi kategória sok évvel ezelőtt. Ehhez képest egy Stage 5-ös motor szinte minden elem tekintetében 96-98%-kal kevesebb káros anyagot bocsát ki. Ha csak a környezetvédelmet vesszük alapul, akkor kijelenthető, hogy a mai modern dízelmotorok sokkal-sokkal környezetkímélőbben működnek, mint a régiek. Nem gondolom egyébként, hogy gyorsan átvennék az alternatív meghajtások a dízelberendezések helyét. Azt gondolom, hogy részszegmensekben, ahol különböző speciális feltételeknek meg kell felelnie a gépeknek, ott jöhetnek az elektromos gépek szóba. Már említettem, hogy ha lakókörnyezetben dolgozik a gép, házak között, ahol emberek élnek, ott a zajemisszió nagyon fontos. Vagy alagútépítéseknél, mély művelésű bányákban, ahol a gépek bent dolgoznak egy oxigénben egyébként is szegény környezetben, óriási szerepük lehet az elektromos gépeknek, berendezéseknek a maguk pontszerűen zéró emissziójával.

De ha az elektromos meghajtás jelenlegi hátrányait nézzük, akkor elsősorban az szokott felmerülni, hogy egy akkumulátornak limitált a meghajtóképessége. Például a 20 tonna tömegű 856-os LiuGongban egy 436 kWh-s akkumulátor van, és a LiuGong úgy fogalmaz, hogy nagyon enyhe, nagyon könnyed felhasználás keretében 8 óra munkavégzésre alkalmas a gép, enyhe közepes munkavégzésnél 6 óra lesz a munkaidő. Igen ám, de ha arról kell beszélnünk, hogy mi van akkor, hogy ha 8 órában kellene dolgoznia, és keményen dolgoznia, arra ez a gép már nem lenne alkalmas, hacsak nem a rövid szünetekben megoldható a gyorstöltés.

K.G.: Közismert, hogy probléma az üzemidő, a töltési idő, az, hogy van-e elérhető töltési hely, és mekkora annak a kapacitása. De mi van például az aksik súlyával, ami a kisebb munkagépeknél, ahol az elektromos meghajtás a leginkább elterjedt, gyakran okoz problémát.

B. G.: Az a nagy munkagépnél viszont kifejezetten előny. Ha egy homlokrakodónak megnézzük a felépítését, akkor azt látjuk, hogy tömegének jelentős részét az ellensúly teszi ki, ugyanígy egy kotrógépnél is. Ez az előnyökhöz sorolható, a nehézgépekben az akkumulátor súlya problémaforrásként nem jelentkezik, ellensúly helyettesítésére tökéletesen alkalmas.

Volvo elektromos töltőállomás

K.G.: Lépjünk tovább a hidrogénmeghajtásra. Ez a technológia már elég elterjedt: számos európai városban futnak hidrogénbuszok, működik vonatoknál, haszonjárműveknél. Én úgy látom, a fejlesztések most vettek lendületet az építőgépszegmensben. Targoncák, kisebb anyagmozgatók, de már rakodók és kotrógépek is készülnek.

B. G.: Igen, a hidrogénmeghajtáson belül is két műszaki megoldás létezik: az üzemanyagcella és a belső égésű motor. Az üzemanyagcellás változatnál a hidrogén úgy kerül felhasználásra, hogy oxigénnel elegyítve áramot termel, és akkor gyakorlatilag ez elektromos meghajtásnak számít. A másik pedig a belső égésű hidrogénmotor. A JCB és a Hyundai elsősorban azok a cégek, amelyek komoly kutatás-fejlesztési forrásokat fordítanak a hidrogén meghajtásra.

K.G.: Valóban a JCB 2020-ban „Road to Zero” néven komoly fejlesztési programot indított, aminek az első időszakában elektromos fejlesztések voltak, ma is nekik van a legszélesebb elektromos építőgép-termékpalettájuk. De az elmúlt másfél évben nagy erővel kezdtek bele a hidrogénfejlesztésekbe. A cégalapító maga vezeti a projektet, PR-szlogenjük, a „százmillió font, száz mérnök” jól jelzi az elszántságot.

B. G.: Ők kifejezetten a belső égésű motor irányába lépnek. A Hyundai is már egészen magas szinten jár a hidrogénmeghajtás kapcsán, ők a targoncákba képzelnék el a hidrogénmeghajtást, ott belső égésű motorral. Illetve van egy prototípus-kotrógépük, ha jól emlékszem, akkor egy 22 tonnás kotró, amiben viszont üzemanyagcellás, gyakorlatilag elektromos meghajtással használnák a hidrogént. A motorgyártók kutatás-fejlesztést folytatnak, például a Cummins. Ők nyilván nem véletlenül a hidrogént mint tüzelőanyagot használják, azt vizsgálják, hogyan vezethető ez a belső égésű motorba, és hogyan égethető el hatékonyan. Persze vannak már működő prototípusaik.

A Cummins biogáz/dízel/hidrogén meghajtásokra alkalmas motorplatformja

K.G.: Ami érdekes, hogy hibridekkel is folynak kísérletek. A Volvo Penta pár hete jelentette be dízel-hidrogén hibrid motorját, a Cummins nemrég a Conexpón mutatta be a hidrogénnel, biogázzal és gázolajjal is működő 15 literes motorplatformját. De a motor kapcsán visszatérek a JCB-re, ahol három fontos léc megugrását látom. Az egyik, hogy saját belső égésű motort fejlesztettek. Második, hogy bemutatták, hogy dízelmotort tudtak cserélni egy járműben egy-két nap alatt belső égésű hidrogénmotorra, ami ugrásszerűen megnöveli a szélesebb körű alkalmazhatóságot. A harmadik pedig a gépjárműre szerelt tankerük, tehát a mobil utántöltés biztosítása. Ez a három együtt olyan dolog a hidrogéntechnológiában, ami szerintem új szintet mutat.

B. G.: A hidrogénmeghajtás térnyerése csak akkor következhet be, ha állami szerepvállalással az országok hidrogéntöltő hálózatokat építenek ki. Ezt egyedül egyik cég sem tudja finanszírozni. Nem véletlen, hogy a Hyundai erősen foglalkozik a hidrogénnel, mert jelentősen támogatja a kormány a hidrogén-infrastruktúra kiépítését, mind a közúti fuvarozás, mind pedig a munkagépek kapcsán.

K.G.: A kormányok a támogatásokat vélhetően meg fogják adni. A legtisztább energia mégis csak a zöldhidrogén, hiszen a hidrogén-előállításhoz is zöldenergiát használnak (nap, szél). És itt is vízgőz jön a kipufogóból.

B. G.: Ez mindaddig igaz, amíg azt mondjuk, hogy a szél- vagy a napenergiával vizet bontunk, és nem, mondjuk, betápláljuk az elektromos hálózatba, és más módon használjuk föl, avagy akkumulátorban tároljuk az energiát. Tehát én nem lennék meggyőződve róla, hogy ha a teljes életciklust nézzük, akkor a hidrogén a legzöldebb.

JCB hidrogéntanker (középen) a JCB hidrogénflotta gépeivel

K.G.: Végezetül, hogyan látod a technológiák fejlődését, egymás mellett élését?

B. G.: Nem egyetlen technológia lesz, ami lenullázza az összes többi alternatív megoldást. Ugyanis számos olyan probléma felmerül, ami valamelyikkel nem kiküszöbölhető. De látjuk a gépjárművek kapcsán, hogy eltökéltek a kormányok abban, hogy csökkentsék a pontszerű károsanyag-kibocsátásokat, és haladjanak a zéró emisszió irányába. Szóval, úgy gondolom, a különféle technológiák együtt fognak élni. Könnyen lehet, hogy 10 év múlva a szilárdtest-akkumulátorok olyan térnyeréssel letarolják a piacot, hogy minden más életképtelen alternatívává válik. Vagy lehet, hogy a hidrogénüzem-fejlesztések kapcsán jön egy olyan fordulópont, hogy az fogja letarolni a piacot. Jelen pillanatban az látszik, hogy a technológiák különböző előnyökkel, hátrányokkal rendelkeznek, de mivel itt az iparágon belül különböző elvárások vannak, ezért helye van mindegyiknek.

Az interjú 2023. június elején készült, megjelent a Magyar Építő Fórum magazin 2023. nyári (No. 90.) számában

Ajánló a Magyar Építő Fórum legújabb számából


Lapunk ezúttal is megkérdezte az építőgép forgalmazó és gépkölcsönző szektorban működő nagyvállalatok vezetőit, hogyan értékelik az elmúlt évet és mit várnak 2024-től. 

A világ legjelentősebb építőipari gépkiállításai közül messze az INTERMAT az, amelyik a leghosszabb múltra tekint vissza.Előzetes körkép és gyártói információk. 

2024. évi várakozások az építőiparban. ÉVOSZ: a rendelésállományt és a cégek véleményét figyelembe véve az építőipar 2024-ben a termelés csökkenésére készül.

Impresszum Előfizetés Médiaajánlat Adatvédelem Süti beállítások

Brand Content Kft. 2022 ©