Az alternatív hajtás a traktorok jövőjét jelenti

A mezőgazdasági gépek, traktorok energiaellátására eddig szinte kizárólag gázolajat használtak – az ezzel járó káros környezeti hatásokkal együtt. A gépek üvegházhatásúgáz-kibocsátását azonban nem lehet pusztán a továbbfejlesztett hagyományos hajtástechnológiával csökkenteni. A fosszilis tüzelőanyagokról a megújuló energiaforrásokra való átállás elengedhetetlen.

Az elektromobilitás, a hidrogén stb. egyre inkább utat találnak a mezőkbe. Az alternatív hajtások és üzemanyagok iránti megnövekedett érdeklődés egyik fontos oka az üvegházhatású gázok jelentős csökkentésére való törekvés. A Párizsi Klímaegyezmény céljainak elérése érdekében különösen a CO₂-kibocsátást kell gyorsan és drasztikusan csökkenteni.  

Az Agritechnica 2023 szakkiállítás ezt a fejleményt tükrözte, és bemutatta a mezőgazdasági gépek alternatív hajtásrendszereinek legmodernebb technológiáit. 

Az alábbiakban az Agritechnica sajtóközleményei alapján áttekintést adunk az alternatív hajtástechnika jelenlegi állapotáról.

Hidrogén

A hidrogén mezőgazdasági járművek üzemanyagaként a dízel helyettesítésére is használható. Mivel a hidrogén szénmentes, használata nem okoz éghajlatot károsító CO₂-kibocsátást. Ésszerű használatának előfeltétele azonban, hogy az energiaigényes termeléséhez szükséges villamos energia megújuló forrásból származzon.

A hidrogén üzemanyagcellán keresztül történő felhasználása az elektromos meghajtás egy speciális formája. Ellentétben a hagyományos elektromos hajtásokkal, amelyek akkumulátorát külső forrásból származó áram táplálja, az elektromos energiát az üzemanyagcella állítja elő vezetés közben. 

Az évek során számos, üzemanyagcellás főhajtású koncepciótraktort vezettek be. Azonban még egyetlen „üzemanyagcellás traktor” sem került be a mezőgazdasági gyakorlatba.

Továbbra is fontos tényezők akadályozzák az üzemanyagcellák mezőgazdasági alkalmazását. Egyrészt kihívást jelent, hogy elegendő energiát kapjunk egy szabványos traktoron. A sűrített hidrogén nyomástartó edényeinek helyigénye nagy. A jelenlegi megoldásokkal egyetlen traktor sem tud több órát teljes terhelés mellett dolgozni. 

Az üzemanyagcellás meghajtáshoz más olyan alkatrészek is szükségesek, amelyek szintén helyet foglalnak, mint például a hűtőrendszer, az inverter és a tartalék akkumulátor. Ez utóbbi szükséges a viszonylag lassú és kevésbé dinamikus hidrogénhajtás támogatásához. A hidrogéntöltő állomások hálózata jelenleg nem a mezőgazdaságra irányul. Végül, de nem utolsósorban a teljes rendszer gyártási költségei továbbra is nagyon magasak.

Metán

A metán egy másik olyan gáz halmazállapotú tüzelőanyag, amely fókuszban van, mivel elégetése során nem szabadul fel több üvegházhatású gáz, mint amennyit a növények növekedése során felhasználtak. A biogáz azonban csak akkor tud megfelelni ennek a követelménynek, ha a teljes folyamatlánc és annak előállítása CO₂-semleges. 

A metán a mezőgazdasági megoldás része lehet, mivel biogáz üzemekben is előállítható. A nyers biogáz közvetlenül nem használható üzemanyagként. Kénmentesíteni kell, és a viszonylag magas CO₂-tartalmat el kell választani a metántól. A majdnem tiszta metánt ezután cseppfolyósítják vagy összenyomják.

Mai szemmel nézve a cseppfolyósított metán, mint „folyékony földgáz” (LNG) kevésbé alkalmas mezőgazdasági gépekben való felhasználásra. Viszonylag nagy energiasűrűsége ellenére van néhány hátránya, többek között a műszakilag igényes és energiaigényes cseppfolyósítás és a metán esetleges kigázosítása hosszabb használat és magasabb hőmérséklet esetén. A sűrített metán praktikusabb, mint a „sűrített földgáz” (CNG).

A CNG hátránya azonban a dízelhez és LNG-hez képest lényegesen alacsonyabb energiasűrűség. Ez nagy tartályokat vagy további tartályokat igényel, és a korlátozott tárolókapacitás miatt rövidebb hatótávolságot eredményez.

Már létezik olyan szériatraktor, amely teljes egészében metánnal tud működni. A metánt itt CNG-ként fecskendezik be a 6 hengeres, Otto-elv szerint működő, 180 lóerős gázmotor szívócsöveibe. A kipufogógázt csak háromutas katalizátorral kell kezelni. Ehhez a modellhez nincs szükség kipufogógáz-visszavezetésre, részecskeszűrőre és SCR-katalizátorra Adblue redukálószerrel. A gyártó most egy 270 LE-s motorral szerelt, LNG-vel hajtott, gyártás előtti traktort is bemutatott.

Bioüzemanyagok

A bioüzemanyagokat, például a repceolajat vagy repce-metil-észtert használó meghajtási megoldások évtizedek óta léteznek. Ezek potenciálisan áthidaló technológiaként szolgálhatnak. A dízelhez képest 93%-os energiasűrűségével a repceolaj a fosszilis tüzelőanyag érdekes alternatívája.

A repcének megvan az az előnye, hogy számos gazdaságban termesztik. Ezek a kivont repceolajat hasznosíthatnák tüzelőanyagként, míg a melléktermékként előállított repcepogácsa fehérjében gazdag takarmány.

A repceolaj és más bioüzemanyagok használatához a traktor hajtásrendszerét a motor teljesítménye, kenése és egyéb tulajdonságai tekintetében hozzá kell igazítani. Egyelőre nem került piacra a gyártó által bejelentett több üzemanyagú traktor, amely nem csak gázolajjal, hanem biodízellel, növényi olajokkal és ezen bioüzemanyagok keverékeivel is üzemeltethető.

Akkumulátor

Első pillantásra az innovatív technológia, az elektromos meghajtású mezőgazdasági gépek történeti szempontból semmi újdonságot nem mutatnak. Az első kábeles vagy akkumulátoros megoldások már a 19. században megjelentek, de mind veszítettek a belsőégésű motorral szemben.

Az autók körüli felhajtás ma már egyre inkább az elektromos hajtású mezőgazdasági gépekre fókuszál, amelyekben a belsőégésű motort egy vagy több villanymotor váltja fel. Az elektromos hajtás kisebb tömeggel és kisebb beépítési hellyel rendelkezik, mint a belsőégésű motoré. Ezenkívül mentes a károsanyag-kibocsátástól, lényegesen kevesebb hulladékhőt termel, és szinte hangtalanul működik.

A teljesen elektromos rendszerek fő gyenge pontja azonban az akkumulátorok alacsony energiasűrűsége, ami a teljesítmény növekedésével az akkumulátorok nagy tömegét és térfogatát eredményezi. 

Ez nem jelent problémát a nem túl magas teljesítménykövetelményekkel rendelkező kisebb traktorok számára a gazdaságban, a gyepek karbantartásában vagy az önkormányzati területeken. Ezek a cégnél vagy az építkezésen is egyszerűen újratölthetők. Teljesen más a helyzet a nagy teljesítményű és hosszú üzemidővel rendelkező traktorok esetében, a felső teljesítményszegmens jelenlegi fejlettségi szintjén egyszerűen túl nehéz lenne a szükséges akkumulátor – egy csuklós kormányzású nagy traktorhoz 25 tonna –, és túl hosszú lenne a töltési idő is. Mai szemmel nézve ezek egyike sem teszi praktikussá terepi használatra.

Nap

Napenergiával működő vető- és kapálórobotok már léteznek. A GPS-vezérlésű mezőgazdasági robotok önellátó, autonóm gépként használhatók nagyon könnyű, alacsony teljesítményigényű munkákhoz gyökér- és zöldségtermesztésben. Akkumulátorról üzemelnek, a szükséges áramot a gépen elhelyezett napelemekkel állítják elő. Napenergiát használnak az akkumulátorok töltésére, hogy a gépek egész nap folyamatosan dolgozhassanak. A napelemes meghajtók azonban nem alkalmasak nagyobb terepi gépekhez a nagy modulfelületek miatt.  

(Forrás: agritechnica.com)