FEJLESZTÉSÜK, SZEREPÜK A HELYI, REGIONÁLIS ÉS TÁVOLSÁGI LOGISZTIKÁBAN
Az alternatív meghajtási technológiák térnyerése az utóbbi években jelentős lendületet kapott, különösen a közúti teherszállításban, ahol a hagyományos dízelmotorok által dominált piac új irányt vesz a fenntarthatóság és hatékonyság irányába. Az elektromos járművek (EV), hidrogén üzemanyagcellás és hidrogénmeghajtású teherautók fejlesztése jelentős előrelépést mutat, és komoly potenciállal bírnak a helyi, regionális és távolsági logisztikában. E járműtípusok mindegyike különböző előnyökkel és kihívásokkal rendelkezik, amelyek meghatározzák az alkalmazásukat a logisztikai iparban.
Az alternatív hajtási technológiák nagymértékű elterjedése előtt számos technológiai és gazdasági kérdésre kell még választ találni. Hidrogénmeghajtással (H₂) a nehéz haszongépjárművek gyakorlatilag kibocsátásmentesen működtethetők. Azaz üvegházhatású gázok (elsősorban szén-dioxid) és légszennyező anyagok (nitrogén-oxidok, korom stb.) közvetlen környezetbe juttatása nélkül. A hidrogénüzemű tehergépkocsik ezért az Európai Unióban jogszabály szerint zéró kibocsátású járműnek számítanak. Így bizonyos előnyöket élveznek többek között a városközpontokba való behajtási tilalmak vagy a tehergépkocsikra kivetett útdíjak esetében.
Hidrogén üzemanyagcellás teherautók – a távolsági szállítás új reménységei
Alapvetően megkülönböztetjük a belső égésű motorral hajtott hidrogénes tehergépkocsikat (H₂-ICE) és a hidrogén üzemanyagcellás elektromos meghajtású járműveket (FCEV). A hidrogén üzemanyagcellás teherautók lényege, hogy hidrogénből állítanak elő elektromosságot, amely meghajtja a járművet. A hidrogén üzemanyagcella alapvető működési elve a hidrogén és oxigén reakciója, amely során melléktermékként víz keletkezik, így nulla károsanyagkibocsátást biztosít.
Az FCEV-teherautók az e-mobilitás elektromos platformjaira épülnek, és szakemberek szerint a technológia hatékonyabb, mint a hasonló H₂-ICE-hajtások. Elsősorban a Daimler Trucks, a Volvo és az Iveco fejleszt ezen koncepció mentén vontatókat, és futnak már FCEV-prototípusaik az utakon. A dél-koreai gyártó, a Hyundai pedig jelenleg kis sorozatban gyárt FCEV-teherautókat Xcient Fuel Cell üzemanyagcellával. A nagy sorozatban gyártott járművek a hozzájuk kapcsolódó szervizhálózattal együtt azonban csak az évtized végére várhatók. A hazánkban is jelen lévő DACHSER németországi flottájában már több mint egy éve üzemel egy pótkocsis hidrogénmotoros Hyundai teherautó. A logisztikai vállalattól kapott információk szerint a több mint 400 kilométeres hatótávolságú jármű általában problémamentesen ingázik magdeburgi telephelye és a 160 kilométernyire lévő Berlin között.
A hidrogén üzemanyagcellás teherautók egyik legnagyobb előnye a hagyományos elektromos járművekkel szemben a hatótávolság. Egy hidrogén töltéssel ezek a teherautók 500–750 vagy akár 1000 km-t is megtehetnek, ami a távolsági szállítmányozásban komoly versenyelőnyt jelenthet. Továbbá, míg az elektromos teherautók feltöltése akár több órát is igénybe vehet, a hidrogén üzemanyagcellás járművek néhány perc alatt újratölthetők, ami minimalizálja az állásidőt a logisztikai műveletek során.
Kihívást jelent ugyanakkor az infrastruktúra hiánya. A hidrogén-töltőállomások száma világszerte alacsony, különösen a regionális és távolsági útvonalakon. Ez jelentősen korlátozza a technológia elterjedését, bár számos kormányzati és iparági kezdeményezés dolgozik ezen az akadályon. A hidrogén termelése és tárolása pedig jelenleg még drágább, mint a fosszilis üzemanyagoké, bár a technológiai fejlődés várhatóan csökkenti majd ezeket a költségeket.
Elektromos teherautók – a helyi és regionális logisztika motorjai
Az elektromos teherautók egyre nagyobb szerepet játszanak a helyi és regionális logisztikában. A lítiumion-akkumulátorok által működtetett járművek különösen alkalmasak rövidebb távok megtételére, ahol az akkumulátor kapacitása elegendő a mindennapi szállítási igények kielégítésére.
Érdekes példa lehet ezekre a helyben vagy regionálisan üzemelő tejszállító, egy kifejezetten friss tej szállítására tervezett jármű. Ma ezek általában akkumulátoros elektromos járművek (BEV), de korábban lóvontatásúak voltak. Különösen Nagy-Britanniában vannak széles körben használatban, és helyi tejüzemek üzemeltetik őket. Glasgow rendelkezik az egyik legnagyobb működő tejszállító flottával a szigetországban, ahol a legtöbb jármű a kelvindale-i Grandtully Depotból indul útjára. Az elektromos motor viszonylag kis teljesítménye miatt a tejszállító meglehetősen lassan halad, általában 16–26 km/h sebességgel, bár néhányat úgy módosítottak, hogy akár a 130 km/h-t is eléri. 1967 augusztusában a Brit Elektromos Járművek Szövetsége sajtóközleményt adott ki, amely szerint Nagy-Britannia útjain több akkumulátoros elektromos jármű közlekedik, mint a világ többi részén együttvéve. Nem világos, hogy a szövetség milyen kutatást végzett más országok elektromos járműveire vonatkozóan, de közelebbről megvizsgálva kiderült, hogy abban az időben a Nagy-Britanniában közúti közlekedésére engedélyezett akkumulátoros járművek szinte mindegyike tejszállító volt.
Hazánkban a debreceni székhelyű, tisztán magyar tulajdonban lévő logisztikai vállalat, a Trans-Sped 2022 októberében helyezett üzembe egy mintegy három hónap alatt dízelből átalakított elektromos vontatót. Akkor ennek az avató ünnepségén elmondták: „A piacon jelenleg elérhető elektromos tehergépjárművek használata sok kompromisszumot követel, melyek még általában nem nyújtanak üzemszerűen fenntartható megoldást a logisztikai cégek számára. Vannak viszont olyan alternatívák is, mint esetükben a gyári dízelvontatók átalakítása és felszerelése elektromos hajtáslánccal, kifejezetten a városi és ipari alkalmazásra. Az így átalakított jármű a rövidebb hatótávolságú, ám folyamatos fuvarfeladatok ellátására teljes mértékben alkalmas. A technológia bevezetése Az elektromos vontatót egy napi 4 fordulós és összesen 95 km-es távot jelentő folyamatos fuvarfeladat kiszolgálására használják, mely éves szinten 40 000 kg CO2 és 6,3 kg NOX-szennyezéstől mentesíti Debrecen városát. Emellett a zaj- és szállópor-szennyezés is lényegesen csökken.”
Előnyök
Zéró károsanyag-kibocsátás
Az elektromos járművek közvetlenül nem bocsátanak ki szén-dioxidot vagy más káros anyagokat, ami fontos a városi környezetekben, ahol a légszennyezés jelentős problémát okoz.
Alacsony működési költségek
Az elektromos teherautók karbantartása és üzemeltetése olcsóbb, mint dízelüzemű társaiké. Kevesebb a mozgóalkatrészük, ami csökkenti a kopást és az abból fakadó költségeket.
Kihívások
Hatótáv és töltési idő: Bár a fejlesztéseknek köszönhetően folyamatosan növekszik az elektromos teherautók által egy töltéssel megtehető út hossza, a távolsági szállítmányozáshoz egyelőre nem ideálisak. Ezenkívül a töltési idő hosszabb, mint a hagyományos üzemanyaggal működő járművek esetében, ami szintén lassítja a logisztikai folyamatokat.
Töltési infrastruktúra: A gyors és megfelelően elérhető töltőállomások kiépítése szintén fontos feltétele az elektromos járművek széles körű alkalmazásának, különösen a nagy forgalmú logisztikai útvonalakon.
Az akkumulátoros elektromos járművek koncepciója az, hogy feltöltött akkumulátorokat használnak a járművek fedélzetén a meghajtáshoz. Az akkumulátoros elektromos autók egyre vonzóbbá válnak a magasabb olajárak és az új akkumulátor-technológia (lítiumion) fejlődésével, amelyek nagyobb teljesítményt és energiasűrűséget mutatnak (azaz nagyobb gyorsulást és nagyobb hatótávolságot kisebb tömegű akkumulátorral) a régebbi akkumulátortípusokhoz, például az ólom-savas akkumulátorokhoz képest. A lítiumion-akkumulátorok energiasűrűsége például napjainkban 0,9–2,63 MJ/l, míg az ólom-savas akkumulátorok energiasűrűsége 0,36 MJ/l (tehát 2,5–7,3-szor nagyobb). Azaz még mindig van hová fejlődniük, ha összehasonlítjuk a kőolajalapú üzemanyagokkal és bioüzemanyagokkal (a 34,2 MJ/l energiasűrűségű benzin mintegy 13–38-szor nagyobb, és az etanol 24 MJ/l energiájú hozzávetőleg 9–26-szor magasabb energiasűrűséggel rendelkezik). Ezt részben ellensúlyozza az elektromos motorok magasabb konverziós hatásfoka – a BEV-ek nagyjából háromszor nagyobb utat tesznek meg, mint a hasonló méretű belső égésű járművek, 1 MJ tárolt energiára vetítve.
Ezzel szemben a hidrogén energiasűrűsége hozzávetőlegesen 120 MJ/kg, ami többszöröse a gázolajénak vagy a benzinének. Elektromos értelemben a hidrogén energiasűrűsége 33,6 kWh hasznos energia kilogrammonként, szemben a gázolajjal, amely csak körülbelül 12–14 kWh/kg-ot tartalmaz. Ez valójában azt jelenti, hogy 1 kg hidrogén, amelyet az üzemanyagcellában használnak egy villanymotor meghajtására, körülbelül ugyanannyi energiát tartalmaz, mint egy gallon (kb. 3,8 liter) dízel üzemanyag.
Hidrogénmeghajtású belső égésű motorok – egy alternatív megközelítés
A hidrogénmeghajtású belső égésű motorok (ICE) a hagyományos belső égésű technológiát kombinálják a hidrogénnel, mint üzemanyaggal. Bár ez a technológia kevésbé elterjedt, mint az üzemanyagcellás rendszerek, mégis ígéretes lehetőségként tekintenek rá, különösen a meglévő járműflották átalakításában.
Azonban ennek a technológiának az előnye egyben a hátránya is lehet. A jól ismert belső égésű technológián alapul, ami jelenleg előny. Azonban az elektromos járművek felé történő egyre nagyobb mértékű elmozdulással ez a működési elv a jövőben hátránynak is bizonyulhat, mivel az alkatrészgyártók hosszútávon várhatóan egy platformra fognak összpontosítani. Ugyanakkor a nagy haszongépjármű-gyártók közül az MAN, a Volvo és a DAF közölte, hogy tovább dolgoznak a hidrogénüzemű belső égésű motorok technológiájának fejlesztésén.
Előnye a jól bevált technológia: a belső égésű motorok már hosszú évtizedek óta használatban vannak, és az iparág rendelkezik a technológia tökéletesítéséhez szükséges szakértelemmel. Így a hagyományos dízel- vagy benzinmotorok átalakítása hidrogén üzemanyaggal működő motorokká gyorsabb lehet, mint teljesen új üzemanyagcellás technológiák fejlesztése.
A hidrogénnel üzemelő belső égésű motorok hatékonysága azonban általában alacsonyabb, mint az üzemanyagcellás rendszereké, így több hidrogénre van szükség ugyanazon távolság megtételéhez.
És bár a hidrogén égése nem jár szén-dioxid-kibocsátással, a nitrogén-oxidok (NOX) kibocsátása még mindig jelen lehet, ami csökkentheti a környezetvédelmi előnyöket.
Hidrogéntárolási technológiák
Az üzemanyagcella-technológia ugyan már elég kiforrott a teherautók számára, azonban a hidrogén a járműben való tárolására vonatkozó szabvány még hiányzik.
Jelenleg három különböző rendszer van versenyben erre. Az egyik esetében a hidrogént 350 bar nyomású gázpalackokban tárolják. Ezt a technológiát használja a fentebb említett Hyundai teherautó is. Ez már kipróbált és bevált, és számos töltőállomáson elérhető. Hátránya viszont, hogy a gázpalackok sok helyet igényelnek, ezért nehezen érhető el 500 kilométer feletti hatótávolság a raktér csökkenése nélkül. A következő aspiráns a 700 bar-os technológia, amit például a Daimler és az Iveco használ. Az ugyancsak palackokban tárolt hidrogén így hozzávetőleg 750 kilométer megtételére elegendő a rakomány számára rendelkezésre álló hely csökkentése nélkül. Az is elősegítheti ennek a technológiának az elterjedését, hogy az alternatív üzemanyagok infrastruktúrájáról szóló irányelv szerint az EU autópályahálózatán 2030-ig ki kell építeni egy 700 bar-os töltőállomás-rendszert a tehergépkocsik számára.
A harmadik, egyben legambiciózusabb hidrogéntárolási technológia a Daimler fejlesztése, ahol magas nyomáson, hidegen cseppfolyósított hidrogént (LH₂) folyadékként speciális tartályokba tankolják, hasonlóan a gázüzemű járművek esetében alkalmazott LNG-technológiához. Az LH₂-technológia nagy energiasűrűségének köszönhetően a teherautók hatótávolsága így meghaladhatja az 1000 kilométert. Azonban a cseppfolyósításhoz szükséges energia előállításának magas költsége akadálya lehet a szélesebb körű elterjedésének.
A hidrogénenergia tárolása (HES) során a megújuló energiaforrásokból származó többletenergiát az alacsony energiaigényű időszakokban elektrolízishez használják fel. A globális hidrogénenergia-tárolási piac mértéke 2021-ben 14,72 milliárd USD volt és 2030-ra várhatóan meghaladja majd a 26,94 milliárd USD-t, 2022 és 2030 között 7,1%-os regisztrált CAGR mellett.
Helyi, regionális és távolsági logisztika
Az elektromos teherautók különösen alkalmasak a városi környezetben történő szállításra, ahol a rövidebb távolságok és a zéró kibocsátás előnyös. Az alacsony üzemeltetési költségek és a csendes működés fontos szempontok a városi területeken.
A regionális logisztika területén a hidrogén üzemanyagcellás és elektromos teherautók kombinációja lehet a nyerő. Az elektromos járművek megfelelőek lehetnek rövidebb, de intenzív útvonalakra, míg a hidrogén üzemanyagcellás teherautók hosszabb távokat is képesek megtenni.
A hidrogén üzemanyagcellás teherautók pedig a távolsági logisztika területén a legígéretesebbek, köszönhetően a hosszú hatótávnak és a gyors újratöltési lehetőségnek. A fejlesztések és az infrastruktúra bővítése lehet a kulcsa a technológia szélesebb körű elterjedésének.
A jövő kilátásai
Az alternatív meghajtású teherautók fejlesztése az elkövetkező években várhatóan tovább gyorsul, köszönhetően a fenntarthatósági követelmények szigorodásának és a technológiai fejlődésnek. Az elektromos, hidrogén üzemanyagcellás és hidrogén belső égésű motoros teherautók mindegyike jelentős szerepet játszhat a jövő logisztikájában, különösen, ha az infrastruktúra és a költségek optimalizálására irányuló törekvések sikerrel járnak. A logisztikai cégeknek érdemes figyelemmel kísérniük ezeket a technológiákat, hogy versenyképesek maradhassanak a folyamatosan változó piaci környezetben.
Csaba László, Csaba Péter Gábor | Pack-Market Kft.
