Mi jön a dízel után gáz- vagy elektromos hajtás?
A dízelmotor örököse a hibrid- és a metánhajtás lehet. A teljes elektromos hajtással szintén kísérleteznek, de bevezetésére még várni kell. A dízel napjai a mezőgazdaságban meg vannak számlálva, lássuk mi jöhet utána.
A dízel végnapjai közelednek. Az elektromos hajtás a közeljövőben várhatóan már nemcsak a kitrágyázó- és takarmányozó robotok területén lesz népszerű a mezőgazdaságban. Ezek a könnyűsúlyú gépek azért válhattak elektromossá, mert viszonylag kis teljesítményt igényelnek és nem távolodnak el a fő energiaforrástól.
Kísérleti elektromos modellek
A technológia már létezik a nagytömegű, nagy teljesítményű eszközökre is. A közelmúltban több kísérleti elektromos modell került bemutatásra. Ilyen volt például a Siloking magajáró E-truck takarmánykeverő gépe. Az egyik ok, amiért éppen egy takarmánykeverő berendezést elektronizáltak az a napi rövid periódusú alkalmazás. A modern dízelmotoros járműveknél ugyanis meg kell várni, hogy elérjék az üzemi hőmérsékletet, amikor kialakul a megfelelő dízel-Ad-Blue arány, amely biztosítja az emissziós előírások teljesítését. A földmunkagépek közül a daruknál és rakodóknál jelentek meg az első elektromos meghajtású modellek.
A 2017-es Agritechnica kiállításon a New Holland cég bemutatott egy 180 LE teljesítményű metán hajtású traktort, amelynek sorozatgyártását 2020-ra ígérték
Hibridtől a hidrogénhajtásig
Abban mindenki egyetért, hogy a hagyományos fosszilis hajtóanyag, mint energiaforrás napjai meg vannak számlálva, de a szakértőknek sincs elképzelése arról, hogy milyen változások lesznek a traktorokkal és mikor. Ezért még hosszú távon marad a hagyományos hajtóanyag. A szántás, a talaj egyengetés és a nagy tömegek szállításának energiaigénye egyelőre a jelenlegi alternatív technológiákkal nem kielégíthető.
Végezetül megállapítható, hogy a következő négy alternatív energiaforrással számolhatunk: hibrid, metán, elektromos és hidrogén.
Az alternatívák túlságosan drágák, a dízel még mindig a leghatékonyabb.
A hibrid a startvonalon
Willem Van der Zwaan (John Deere) szerint a hibrid megoldás – elektromos motorral támogatott dízel – a legkönnyebben megvalósítható technológia. Véleménye szerint az alternatívák túl drágák, a dízel még mindig a leghatékonyabb. A hibrid technológia, amikor egy elektromos motor vagy generátor segíti a dízel motort a fordulatszám tartásában jó megoldásnak ígérkezik.
A John Deere cég ajánlatában szerepelnek az E Premium modellek, amelyeknél bizonyos egységek hajtását, mint például a hűtőventillátor egy generátor biztosítja. Ezekből a modellekből kétszáz darabot adtak el, viszont érdeklődés hiányában az új 6210 RE változatot már nem kezdték gyártani. A külső hajtást igénylő megoldások esetén a „tyúk-tojás” szituáció állt elő. Miért invesztáljunk olyan traktorba, amely képes elektromos hajtást igénylő munkagép működtetésre, ha nincs is ilyen munkagép és fordítva.
A párizsi SIMA kiállításon a John Deere cég bemutatta kísérleti SESAM modelljét, amely hatalmas akkumulátor csomaggal képes egy órán át teljes kapacitással dolgozni
A John Deere a tiszta elektromos hajtásra fókuszál
A John Deere szándékát a SIMA kiállításon bemutatott SESAM elektromos traktor bizonyítja. A tiszta elektromos hajtást egy hatalmas akkumulátor csomag valósítja meg, amely képessé teszi a traktor egy órás teljes terhelésű üzemeletetését. Az elektromos hajtás fő akadálya az akkumulátor csomag mérete és hosszú újratöltési ideje valamint költségessége.
A John Deere cég nemrég bemutatott egy alternatívát, ahol a traktor egy hosszú kábelt húz maga után, amelyet fel- vagy leteker a konnektor távolságától függően. Mr. Van der Zwaan szerint Németországban nagy figyelemmel kísérik az elektromos hajtás lehetőségét, amelyet a BMW I3 ill. a John Deere kábeles traktora is bizonyít.
Az elektromos hajtás a mezőgazdaságban egyelőre még nem nagy üzlet
A tiszta elektromos hajtás egyelőre még csak az út elején van, főleg ha a nagy teljesítményű járművekre gondolunk. A Tesla viszont már elkészítette tiszta elektromos hajtású személyautóját, amely gyorsan újra tölthető, és harminc perces töltés után képes 650 km megtételére.
A nagyméretű és költséges akkumulátor csomag helyett a John Deere cég kifejlesztett egy kísérleti traktort, amely le- és felcsévélhető kábelen keresztül kapja az energiát
Az elektromos motor és az elektronika napról napra olcsóbb lesz. Az elektromos hajtás karbantartása sokkal olcsóbb, mint a dízel, mivel kevesebb a mozgó alkatrész. Az elektromos motor fajlagos tömegre vetítve több energiát tud előállítani, és a hajtásrendszer előállítási költsége is csökkenő tendenciát mutat.
Nézzük mi a helyzet a mezőgazdaságban: egy traktor, amely egész nap teljes terheléssel dolgozik, túl nagy akkumulátor csomagot igényel és ezért nagyon költséges. Az akkucsomag ára 2030-ra kb. 100Euró/kWh lesz, és ha 100kW teljesítményt akarunk használni négy órán keresztül akkor a költségünk 40.000 Euró lesz. A traktorok és az önjáró gépek a szezon után hosszú ideig nem használatosak, ezért ez így egy költséges megoldás lenne. Vagyis az elektromos hajtás a mezőgazdaságban egyelőre nem tűnik jó üzletnek.
A Valtra N101 traktor felhasználva a Valtra Dual Fuel rendszerét, képes dízel és biogáz hajtóanyaggal üzemelni. A 15% dízel és 85% biogáz keverék adja a maximális teljesítményt. A Valtra cég már 1970-ben végzett kísérleteket fagáz -hajtású traktorral
A kutatók szerint az akkumulátorok mérete a következő 10-15 évben várhatóan felére fog csökkenni. Mr Hoekstra (Eindhoven University of Technology) szerint a lithium-levegő akkumulátorok, amelyek extrém könnyűek és kisméretűek, a következő 10-15 évben túllépnek a kísérleti fázison. Szerinte a töltési idő a következő tíz évben felére fog csökkenni.
A metánhajtás népszerűsége a következő öt évben gyorsan fog nőni.
A gázhajtás közeleg
Tjörven Van de Velde (Case IH) szerint a gázhajtásé a jövő. Az eljövendő öt évben a metán népszerűsége rohamosan fog nőni. Az FPT például már rendelkezik egy gázmotorral és egy egész flottát készítenek elő bevezetésre. Az elképzelés figyelemre méltó, hiszen a traktoron nem kell változtatni, csupán a metán tartályt kell rá felhelyezni.
A hidrogén technológiát viszont sokan még nem tekintik érettnek. A hidrogén előnye, hogy viszonylag nagy mennyiségű energia tárolható megfelelő módon, de a gáz konvertálása még nem hatékony. További problémát jelent a ma még nem megfelelő biztonság.
A New Holland NH2 kísérleti projektje
A New Holland cég elhíresült a NH2 kísérleti projektjéről, amelyben a traktor hidrogénnel üzemelt, napjainkban azonban a figyelem a két új metánhajtású kísérleti modellre összpontosul. Korábban már több gyártó végzett kísérletet metánhajtású traktorral, most viszont a Steyr, a Valtra és a New Holland is bemutatta új eredményét.
A Fendt E100 Vario egy töltéssel öt órán keresztül üzemelt 50kW teljesítménnyel. Az alkalmazott akkumulátor 650V kapacitású lithium-ion volt, amely 40perc alatt tölthető fel 80%-os állapotra
A Massey Ferguson cég nemrég publikálta metánhajtású traktorának tervét. Van de Velde elárulta, hogy miért nem foglalkoztak korábban a metánhajtással. Viszonylag könnyen tudták teljesíteni dízel motorjaikkal a Stage II és III emissziós követelményeket. Sőt, mivel a Stage VI fejlesztések komoly támogatást kaptak, ezért nem voltak érdekeltek az alternatív megoldások, mint például a metánhajtás fejlesztésében. Napjainkban a támogatások iránya megváltozott, az új cél a megújuló energiaforrások kutatása.
Gázmotorok nyomaték problémája
A gázmotorok hátránya, hogy alacsony fordulatnál kicsi a nyomatékuk. A dízel motorok, amelyek átállíthatók gázüzemre, szintén problémásak a hengerben lerakodó üledék miatt, amely lerontja a hatékonyságot. Ez a helyzet CNG (sűrített földgáz) és LNG (folyékony földgáz) üzemeltetésű motoroknál is előfordul. Az LPG (személykocsiknál használatos propán-bután gáz), amely tulajdonképpen egy folyékony gázkeverék, traktorokban nem használható. A CNG tartály nyomása 200bar, amely sokkal nagyobb, mint az LPG 7,5 bar nyomása ezért egy LPG jármű nem működtethető CNG-vel.
Az elektromos hajtás nemcsak traktoroknál, hanem munkagépeknél is használható. A Mezőgépipari Elektronikai Alapítvány (AEF) létrehozott egy elektromos hajtási szabványt, amely hasonló, mint az ISOBUS
Tiszta motor technológia
A RosierGreidanus társaság együttműködve a Holland Diesel Maassluis céggel kifejlesztett egy megoldást a gázmotorok üledék problémájának megszüntetésére. Az általuk létrehozott Clean Engine Technology (CET) a dízel motorok hidegindító berendezését helyettesíti és használatával a traktorok, rakodók sokkal hatékonyabban és tisztábban tudnak dolgozni. Biogáz használatával a CO2 emisszió 85%-kal csökkenthető.
Gyártói adatok szerint a gázmotorok NOx és részecske kibocsátása 65%-kal kisebb, mint a Stage V dízel motoroké. Siebren Greidanus (RosierGreidanus társaság) szerint a CET alkalmazása esetén megnő a nyomaték és csökken a fogyasztás, akár 14%-kal. Külön előnye a mezőgazdaságnak, hogy melléktermékből elő tudja állítani a metánhajtóanyagot. Mindezek alapján a metánhajtású motorok előnyösebbek a többieknél. Azt még nem tudni, hogy az új technológia mikor kerül bevezetésre, de év végére már több részlet válik ismeretesé.
Forrás: Frits Huiden, Future Farming
