Többféle megoldás hajthatja az erőgépeket a dízelmotorok kora után

A mezőgazdasági gépek gyártóinak egy része alternatívákat keres a dízelmotorok kiváltására, és nem csak a csatlakoztatott munkagépek, hanem a fő hajtás számára is. A jelenlegi fejlesztések két területre összpontosítanak: elektromos meghajtásra , ami akkumulátorok, hidrogén/üzemanyagcellák segítségével vagy közvetlen úton valósul meg, valamint belsőégésű motorokra, amelyek metánnal vagy fenntartható forrásból származó szintetikus üzemanyaggal dolgoznak. 

A Gépmax írta meg, hogy a gyártók többféle lehetőséget megvizsgálnak. A CNH-konszern (azaz motorgyártója, az FPT és a New Holland traktorgyártó) jelenleg az üzemanyagcellákra és a gázmotorokra koncentrál, míg a John Deere és a Fendt elsősorban a villamosításra összpontosít. Az elektromos meghajtásnál mindig az áramellátás kérdése az egyik legfontosabb. Az akkumulátorok egyelőre csak a kisebb traktorokhoz rendelkeznek elegendő kapacitással.

Villamosenergia hidrogénből

A New Holland már 2009-ben jelentkezett egy, a T6.140-ből kialakított, tiszta hidrogénnel hajtott koncepciótraktorral. A tényleges meghajtás egy 120 lóerő teljesítményű elektromotorból származott. Ezt egy második e-motor egészítette ki a kardántengely és a segédeszközök számára. Ezzel elektromos áramot állítottak elő hidrogénből az üzemanyagcellákon keresztül. Az üzemanyagcelláknak van néhány előnyük az akkumulátorokkal szemben, a sűrített hidrogén pedig alkalmas a tartályban történő tárolásra. 

A cikk szerint a gazdálkodás szempontjából a széles körben elterjedt üzemanyaghálózat nem jelent problémát. A hidrogént a helyszínen lehet előállítani elektromos áram hatására történő vízbontással, fotovoltaikus rendszer segítségével, vagy a biomassza fermentálásából származó metán felhasználásával. Ezzel lehetőség van arra, hogy egy mezőgazdasági üzem ne csak a helyi nulla emissziót érje el, hanem energiafüggetlen gazdaság is lehessen. A hidrogén használatán keresztül történő elektromobilitás viszonylag drága. Ám ahol nagy teljesítményre van szükség, ott még mindig lehetőséget jelenthet az akkumulátorokkal szemben. Különösen akkor, ha nincs mód kábelek elektromos gépekhez történő csatlakoztatására. A traktorokkal kapcsolatban azonban jelenleg nincsenek új fejlesztések.

A metán

Miért kell metánból előállítani a nehezen kezelhető hidrogént, ha a traktort közvetlenül metángázzal is lehet működtetni? Az a kihívás, hogy a metán földgáz formájában történő felhasználása, csakúgy, mint a magánautóknál, csak az egyik fosszilis üzemanyag cseréjét jelentené a másikra. Elvileg a metánt hidrogénből lehet előállítani elektrolízissel, biogázból. A metánt –162°C-on (folyékony földgáz, LNG) lehet cseppfolyósítani, jelentős energiaigény mellett, vagy sűríthetjük is (sűrített földgáz, CNG) - írták. Az LNG használata eddig elsősorban a nagyobb távolságokon történő szállításoknál volt alternatíva. Ez arányban áll az LNG viszonylag nagy energiasűrűségével, amely hosszú utakat tesz lehetővé tartálytöltésenként. Ehhez az alkalmazáshoz azonban különleges ellátási infrastruktúra szükséges. Műszaki szempontból az LNG-ben rejlő potenciál jelentős, vidéki területeken és különösen az egyes gazdaságokban azonban a cikk szerint nehéz lenne megvalósítani. A metánt, miután feltöltötték a traktortartályba, legfeljebb egy héten belül fel kell használni, vagy egyszerűen elpárolog, és az éghajlatra leginkább káros gázok egyikeként negatív környezeti hatást gyakorol. Egy traktor esetében ez a helyzet megoldható, ám a kombájnoknál történő használat során nehézségek lennének, ha a tartályban lévő maradék metánt más módon nem lehetne felhasználni.

A CNG-hajtás

A CNG-t használó traktorok a kiegészítő metántartályokról felismerhetők. Az üzemanyag pedig a gazdaság saját biogázüzeméből szállítható.  Akárcsak a hidrogénhajtás esetében, ebben is a New Holland jár az élen. 2013-ban a vállalat bemutatta az első prototípusokat, 9 gáztartállyal a traktor körül. Ezt egy új modell követte 2019-ben, és egy sorozatot jelentettek be a 2021-es évre is. A gép hengerenként négyszelepes, hathengeres Otto-motorból húzza ki a 180 lóerőt. Tiszta metánt injektálnak az égéstérbe 24 bar nyomáson. A kipufogógáz-kezelés háromutas katalizátoron keresztül történik. Semmi más nem szükséges, sem részecskeszűrő, sem AdBlue. A gyártó szerint ez 10 százalékkal kevesebb CO2-kibocsátást jelent a dízelmotorok adataihoz képest. Ha a traktort biometánnal táplálják, az energia-egyensúly szinte kiegyenlítődik, mindaddig, amíg figyelmen kívül hagyják azt a tényt, hogy a biogáz-nyersanyag előállításához felhasznált területen akár újabb termést takaríthattak volna be.

Deutz-Fahr, Valtra és a jövő fejlesztései

A Deutz-Fahr 2015-ben mutatott be egy traktort, amelyet egy szikragyújtású üzemre átalakított dízelmotor hajtott. Teljesítmény: 115 lóerő. Ráadásul bonyolult kipufogógáz-tisztítás nélkül is sikerült 1015 százalékkal kevesebb CO2-kibocsátást elérnie. Azonban a kísérleti modell még 7 sűrített gáztartály használata esetén is csak a dízelmotorok által hajtott traktorok hatótávolságának felét kínálta.

A Valtra 2010-től egy másik koncepciót követett egy „kettős üzemű” traktorral. Négyhengeres dízel erőforrását metán-dízel keverékkel táplálták, amelynek aránya az üzemi körülmények szerint változott. Meg is kezdték a kis számú sorozatgyártást. A cikk szerint ennek a koncepciónak az a nagy problémája, hogy a technológiának nem adták meg az általánosan érvényes engedélyt, vagyis minden traktort egyedileg kellett regisztrálni. Így a koncepciótól kezdve a gyakorlati alkalmazásig úgy néz ki, hogy a gázmotorok fejlesztésével még mindig bőven van tennivaló. Az tény, hogy az ilyen traktorok évek óta dolgoznak a vállalati kísérleti gazdaságokban és a kutatóintézetekben. A legnagyobb gyakorlati probléma azonban az, hogy nagyon kevés olyan ország van, ahol a biogázt olyan erősen támogatják, mint Németországban. A csak a traktorhoz használt biogázüzem nem tűnik megvalósíthatónak. A teljes cikket itt lehet elolvasni.