A zöldautó árnyalatai

Globálisan 56 százalékkal nőtt 2016-ról 2017-re a plug-in hibrid és a tisztán elektromos járművek száma a Nemzetközi Energiaügynökség tanulmánya szerint, ráadásul az egyes országok és az autógyártók célkitűzései alapján a közeljövőben az értékesítés tovább fokozódhat. Ám a környezetvédők egyre gyakrabban hívják fel a figyelmet: ne csak a járművek közvetlen szennyezőanyag-kibocsátását, de például a felhasznált energia előállításakor jelentkező környezetterhelést is vegyük figyelembe.

Fotó: shutterstock.com, illusztráció

A plug-in hibrid és a tisztán elektromos autók együttes száma 3,1 millió világszerte, mivel azonban az előbbi a legtöbb szakértő szerint zsákutca, lényeges, hogy a tisztán elektromos meghajtású járművek jelentik a többséget, 1,9 milliós darabszámmal. A tavalyi bővülés zömét Kína adta, ahol a támogatásoknak és az olcsó helyi gyártmányoknak köszönhetően egy év alatt közel duplájára nőtt a tisztán villanyautók száma, ők adják a globális állomány 49 százalékát. Második a sorban az Egyesült Államok 21 százalékkal, utána következik Norvégia (6 százalék), Japán és Franciaország (5-5 százalék). Mindennek ellenére a plug-in hibrid és elektromos autók együtt is csak a globális járműállomány 0,3 százalékát teszik ki.

Amikor a villanyautózás elkezdett teret hódítani, még a töltés tűnt a legnagyobb problémának: lehet-e kellő sűrűséggel elektromos töltőállomásokat telepíteni, lesz-e olyan gyors a villanyautó, mint egy átlagos kocsi. Idővel azonban növekvő hatótávolságokról, végsebességekről és gyorsulási rekordokról számoltak be a gyártók, főként a Tesla fejlesztéseinek köszönhetően, így a kisautókat egyre többen kezdték használni családostul. Ezután az vált a fő kérdéssé, lehet-e elérhető áron kínálni az elektromos autókat. A fejlesztések alatt azonban bizonyos környezetvédők mindvégig fenntartották kételyeiket, miszerint az elektromos autók közvetve szintén szennyezik környezetüket, például az általuk felhasznált energia megtermelésekor vagy az akkumulátorok révén.

Energiamixek függvényében

Az első kulcskérdés természetesen az, honnan származik az elektromos energia: minden országban egy energiamix szolgálja az ellátást, aminek a szén-dioxid-kibocsátása széles skálán mozoghat. Az egyik legnagyobb holland egyetemen, a Vrije Universiteiten 113 kutatás eredményeit foglalták össze tavaly, felmérve a teljes életciklust, így az akkumulátorhoz szükséges lítiumbányászat okozta környezetkárosítást és a gyártás közbeni szennyezést is. Arra jutottak, hogy a villanyautókhoz köthető szennyezés közel 70 százaléka az áramtermelésből fakad, a maradék az autó legyártásából és az akkumulátorból.

Fotó: MTI/EPA 

Összehasonlították Európa országait az alapján, hogy az áram előállítása mekkora szén-dioxid-kibocsátással járt 2015-ben egy kWh előállítására vetítve: Svédországban ez 20 gramm volt, Franciaországban 40 gramm, Spanyolországban 290, Németországban 410, Lengyelországban 650, míg az uniós átlag 300 gramm. Magyarország nem volt a vizsgálat tárgya, de a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium által 2012-ben kiadott Nemzeti Energiastratégia szerint 2011-ben 370 g szén-dioxid kibocsátásával járt egy kWh áram előállítása, más források szerint ez 313, illetve 350, tehát nagyjából a középmezőnyben vagyunk.

A tanulmány szerint még a széntüzelésre épülő lengyel áramtermelés esetén is kevésbé szennyező egy elektromos autó, mint a viszonyítási alapként használt dízelautó: Lengyelországban 25 százalékkal, Svédországban pedig 85 százalékkal tisztábbak. Magyarországon körülbelül 50-55 százalék lehet a különbség.

Más vizsgálatok az elektromos autók számára még kedvezőbb eredményeket mutatnak. Ezek a kutatásba beleszámolják a kőolaj bányászatából, finomításából adódó szennyezőanyag-kibocsátást is, amelyek természetesen rontják a belső égésű motorral felszerelt autók pozícióját, vagy figyelembe veszik, hogy a dízelautók laboratóriumban tesztelt kibocsátása szinte soha nem egyezik meg a tényleges, kipufogón távozó kibocsátással (az elmúlt években botrányai szerint az eltérés akár 30-40 százalék is lehet). Ugyanakkor az sem mindegy, mekkora élettartamot vizsgálnak a kutatók az elektromos autók esetében: a kevesebb rázkódás és az egyszerűbb szerkezet miatt sokkal tovább működnek, mint a hagyományos autók, ami növeli a felhasznált akkumulátorok számát.

Ugyanakkor az elemzések nagyjából egységesek abban, hogy a hagyományos erőművek nagy súlya miatt Indiában, és némely esetben Kínában lehet egy elektromos autó szennyezőbb, mint a benzines társa, miközben Paraguayban és Izlandon a tiszta energiatermelés miatt az e-autók áramfelhasználásból fakadó kibocsátása közelít a nullához.

Az egyik legfontosabb megállapítása ezeknek a munkáknak, hogy bár ma is egyértelműen kevésbé szennyeznek az elektromos autók, ez még tovább fog csökkenni, ahogy az elektromos hálózat modernizálódik, és nő benne a megújuló energiaforrások részaránya. Az egyesült államokbeli Union of Concerned Scientists (UCS) egy 2009-es tanulmánya például még arról cikkezett, hogy egy elektromos autó CO₂-kibocsátása az ország 26 régiójából 9-ben kapta meg a „legjobb” besorolást, vagyis ahol a villany­autó összesített szennyezése kisebb volt, mint egy száz kilométerenként 4,6 liter fogyasztású benzines autóé. Egy tavalyi felülvizsgálat során azonban már 19 területet soroltak a „legjobb” a kategóriába. Ekkor az országos átlag pedig már megfelelt egy 3,2 literes fogyasztású benzines kocsinak, miközben az USA-ban a hagyományos meghajtású autók átlagfogyasztása 9,48 liter volt száz kilométerenként.

Soktényezős egyenlet

– Ne felejtsük el azt sem, hogy az elektromos autó nem helyben szennyez, vagyis a városok egyébként is rossz levegőminőségét nem rontja tovább, a szennyezés az erőmű környezetében történik – mondja dr. Veszprémi Károly, a BME Villamos Energetika Tanszékének egyetemi tanára, rávilágítva, hogy az ázsiai városokban ez is fontos szempont. Ráadásul az is tény, hogy az energiaátalakítás hatásfoka mindig sokkal jobb egy nagy teljesítményű erőműben, mint szétosztva kis teljesítményű egységekre, vagyis a járművekre. Ráadásul a villamos motor hatásfoka is sokkal jobb, mint egy belső égésű motoré: az előzőé kilencven százalék fölött van, az utóbbié ötven százalék alatt. Valamint villamos hajtás esetén a fékezési energia visszanyerhető.

– Az akkumulátor újrahasznosítása valóban probléma, de ezt az ólomakkumulátorok esetében is sikerült megoldani, és a lítiumionos energiatárolók esetében is lehetséges. Már dolgoznak rajta, és ha szükség lesz rá, biztosan gazdaságossá is tudjuk majd tenni, hiszen a visszanyerhető fémek igen értékesek – véli az oktató.

Azt is érdemes számításba venni, hogy az autóban már nem használható akkumulátor még alkalmas lehet energiatárolásra. Ez az akkumulátor súlyával függ össze: amennyiben 60 százalék alá esik a tárolókapacitása, nem éri meg szállítani, mivel az aránytalanul sok energiát vesz el. Viszont helyhez kötve még sokáig elláthatja feladatát. A BMW, a Daimler és a Nissan után a Renault is felismerte az elhasználódott elektromosautó-akkumulátorokban rejlő lehetőségeket, és bejelentette, hogy ezek egy óriási ipari energiatárolóban állhatnak újra munkába az Advanced Battery Storage program keretében Európában. Ez egyúttal oldhatja a megújuló energiatermelés ingadozásának problémáját.

Továbbá a villanyautókhoz kötődő technológiában még hatalmas potenciál van, hiszen ennek a folyamatnak még mindig inkább az elején járunk. Például az akkumulátorok élettartama (ami öt évről tíz évre nőtt mára) és hatékonysága is fejlődni fog, ugyanígy a környezetterhelést csillapítja a környezetkímélőbb elektrokémiai módszerek alkalmazása vagy az autó súlyának csökkentése könnyebb anyagok felhasználásával.

– A jövőt tekintve megkerülhetetlen tény, hogy egységnyi távolság megtételéhez kevesebb energiára van szükség egy elektromos autóban, mint egy hagyományos üzemű kocsiban – szögezi le dr. Csiszár Csaba, a BME Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Karának docense. – Ezenkívül egy villamos motor sokkal egyszerűbb szerkezet, az autóba is körülbelül feleannyi alkatrészt kell beépíteni, hiszen például sebességváltóra sincs szükség. Ritkábban romlanak el, kevesebb pótalkatrészre van szükségük, és nem kell olajat cserélni, ami egyébként további szennyező forrás a hagyományos üzemű autók esetében. Az elektromos autóknak a zajszennyezése is minimális.

A legtöbb nagy autómárka 2020-ra új modellt dob a piacra

Milyen lesz a jövő?

Több alternatíva is versenyez a hagyományos üzemű autók kiváltásáért, köztük a hidrogénalapú közlekedés is. Az ilyen autók szintén elektromos motorral rendelkeznek, ám ehhez nem akkumulátorból, hanem hidrogént hasznosító üzemanyagcellából nyernek energiát. Ez a megoldás versenyképesebbnek tűnhet az akkumulátoroknál, mert a tankolás rövidebb ideig tart. Csakhogy a hidrogénkutakat jóval költségesebb és körülményesebb kiépíteni, mint az elektromos töltőhálózatot.

– Az elemzések szerint nyolcvan-kilencven százalékos arányban a villamos energiával működő autók fognak elterjedni. Az üzemanyagcellák azonban szerepet kaphatnak a nagy tömegű, kamionos teherszállításban vagy a turistabuszok üzemeltetésében – mondja Csiszár Csaba. – Az már most látszik, hogy a mindennapi, városi használatra tökéletes az elektromos autó, továbbá bevált a kis távolságú, gyakori megállással járó könnyű és közepes teher szállítására, illetve a taxis közlekedésre, autómegosztásra is. A másik pólus a városi autóbuszok köre, ahol szintén működőképes.

A problémát a hosszabb táv jelenti. Csiszár Csaba szerint azonban a töltőinfrastruktúra területén olyan dinamikus a fejlődés, hogy ez a probléma is megoldódni látszik. Az éppen terjedő, 50 kilowatt teljesítményű villámtöltőkkel már fél óra alatt feltölthetőek az akkumulátorok, de már vannak 150 kilowattos töltők is, amelyek révén a „tankolás” tíz perc, és kifejlesztették a 300 kilowattos töltőket is, továbbá kísérleteznek az ötszáz kilowattossal. Tehát hatalmas energiát fogunk tudni nemsokára az autóba tölteni igen rövid idő alatt, de ehhez persze jelentős hálózatfejlesztésre lesz szükség.

Továbbá figyelembe vehetjük az okostechnológiák térhódítását. Könnyedén elképzelhető egy információs alkalmazás, amely az útvonaltervezés részeként kiszámolja nekünk, mikor és hol érdemes töltenünk az autónkat, és a lehetséges töltőállomások szabad kapacitását figyelembe véve akár előre le is foglalhatja számunkra a legkedvezőbb helyszíneket.

Aki elektromos autót vásárol, általában híve a fenntartható gazdálkodásnak, vagyis ezeket az autókat sokszor közvetlenül napelemekre kötve tölti. Például Magyarországon Nagypáli önkormányzata is ezt a gyakorlatot alkalmazza (Demokrata, 2018/28.), de a Prologis vállalat budapesti ipari parkjában is olyan napelemes járdával, a Platióval töltik az elektromos autókat, amit egyébként egy magyar cég fejlesztett.

Számos ország jelezte a közelmúltban, hogy betiltják a belső égésű motorral szerelt járművek értékesítését, vagy azok alkalmazását bizonyos szolgáltatások esetében, mint például a taxizás. Elsőként Norvégia fog lépni, ahol 2025-ben már tilos lesz a kizárólag benzin- vagy dízelmotoros autók értékesítése. Írország, Hollandia, Németország és Szlovénia 2030-ra, Kína várhatóan 2040-re teszi ezt az időpontot. Ezzel párhuzamosan 2020-ra Kínában 5 millió plug-in hibrid és elektromos jármű használata a cél, az Egyesült Államok nyolc államában 2025 végéig pedig a 3,3 millió. Japánban 2030-ra a tervek szerint a teljes értékesítés 20-30 százaléka elektromos autó lesz, míg az EU-ban 2025-re 15 százalékos, 2030-ra pedig 30 százalékos részarányt akarnak elérni. A gyártói oldalon is vannak elképzelések: a legtöbben 2020-ra új elektromos modelleket dobnak a piacra, és azt szeretnék, hogy 2022 és 2025 között az elektromos autók adják a teljes értékesítésük 15-25 százalékát.