Alternatív üzemanyagok, alternatív

megoldások –

hol húzódnak a fizikai határok

Dr. Varga Zoltán

Széchenyi István Egyetem, Győr

Közúti és Vasúti Járművek Tanszék

Közlekedésenergetika

A közlekedés energiaigénye

82 % -a a közúti - 13 % -a a légi - 5 % -a a vasúti

A gázolaj és benzin fogyasztásból:

27511,16 GWh 1,368 milliárd liter benzin

1,591 milliárd liter gázolaj MÁSZ/hvg 2010

Alternatív? • A kiindulás, az alaphelyzet, aminek az

alternatíváját keressük:

Látjuk, hogy a források kimerülnek mégis növelni akarjuk a forrásfelhasználást, a föld szennyezése rontja az életünket, mégis szennyezünk tovább

Ennek az alternatívái:

• Más forrásból fedezzük az anyag és energia igényeket és megy minden tovább

• Ekkora forrás egyelőre nincs és csökkentjük a forrásbevonást, káros anyag kibocsátást

• Mi a jelenlegi közlekedés fenntartható alternatívája?

Mi fenntartható?

• A földi javakból azt vesz el, ami megújul, illetve amit felhasználhatóan visszajuttat, közben nem keletkezik kár (szennyezés, mérgezés, éhezés, baleset) és nem foglal el a feladatához szükségesnél, nagyobb helyet

• Kulcsproblémák: anyag, energia, szennyezés, éhezés, helyfoglalás

A közlekedés fenntartható alternatívája?

• Az a közlekedés fenntartható, amely a földi javakból csak azt az anyagot, energia hordozót veszi el, ami megújul, illetve amit felhasználhatóan visszajuttat, és működése közben nem keletkezik kár (szennyezés, mérgezés, éhezés, baleset), nem foglal el a feladatához szükségesnél nagyobb helyet

• A közlekedés alternatív eszközei: alternatív járművek, alternatív energia és út, pálya fajták.

A közlekedési energia fenntartható alternatívája: • megújuló, visszaforgatható, • előállítása, használata közben nem szennyez, nem von

el élelmet, • baleseti kockázata nincs (minimális), • Az előállítás és felhasználás helyigénye kicsi

Alternatív közlekedési energia

Jelenlegi közvetlen közúti közlekedési energiahordozók: • Kőolaj és gáz termékek (közút, vasút, repülés, hajózás) • Elsődleges biomassza (ethanol, biodízel) • Villamos energiahordozók • Az olaj alternatívája a földgáz és a szén (gázzá alakítva) • Az olaj, gáz és szén (fosszilis energia) alternatívái:

– Étolaj és alkohol: mezőgazdasági termékekből – Hidrogén: villamos energiából, fotoszintézisből – Biogáz: szerves anyagokból, hulladékból – Alga olaj: alga fotoszintézis által – Villamos energia: napsugárzásból, szélből, vízienergiából,

atomenergiából, fosszilis energiákból, biomasszából

Melyik energiafajtát érdemes közlekedési célra használni?

Forrás: Reijnders, Huijbregts 2006, 1807

• Olcsó: fosszilis, atomenergia • Mindig rendelkezésre áll: kőolajszármazékok, akkumulátor, hidrogén • Szállítható: kőolaj származékok, biogáz, alkohol, étolaj • Nagy energiasűrűségű: kőolaj származékok, hidrogén, alkohol, étolaj, • Nem szennyező: hidrogén, • Megújul: hidrogén, biomassza, alkohol, étolaj • Tárolható, raktározható: fosszilis, alkohol, étolaj, gázok, akkumulátor • Konvertálható közlekedési célra: nagy költségekkel mindegyik

Hordozóanyag Energia/ kilogram

Uranium 238 20 terajoules

Hydrogen ( 700 bar) 123 MJ

Benzin 47.2 MJ

Diesel 45.4 MJ

Propane (including

LPG) 46.4 MJ

Jet fuel, Kerosene 43 MJ

Állati, növényi zsír 37 MJ

Szén 24 MJ

Szénhidrogén 17 MJ

Fehérje 16.8 MJ

Fa 16.2 MJ

Lithium-air akku 9 MJ

TNT 4.6 MJ

Puskapor 3 MJ

Lithium akku 1.30 MJ

Lithium ion akku 720 kilojoules

Szárazelem 590 kilojoules

Energiasűrűség

Az energiaátalakulás folyamata a közlekedésben

• Előállítás, szállítás, raktározás, elosztás, tárolás a járműben, átalakítás mozgási energiává, kibocsátás

• Pl. kőolaj: Bányászat, finomítás, raktározás, tartálykocsi, benzinkút, tankolás, benzintank, égés, fordulatszám- nyomaték, hő, kipufogó gázok

• Pl. szélerőmű: vízbontás-hidrogén, kompresszió, raktározás, tartályba fejtés, benzinkút, tüzelőanyag cella, villamos energia+hő, víz, fordulatszám, nyomaték,

Mi van nekünk?

• Nap

• Mezőgazdaság

• Szél

• Másodlagos biomassza (növényi hulladék)

• Atomenergia a Paksi Atomerőmű Zrt. 15 761 GWh villamos energiát termelt 2010-ben

Szélenergia

Szélenergia A szelenergia hasznositasa hazankban, 2010

Radics Viktória ELTE, 2011. 11. 07.

Szélenergia-gondok • Hasonlóak a napenergia problémáihoz

• Véletlenszerű, vagyis össze-vissza van

• Tárolni kell

• Beruházás nem annyira drága, mint a napelemeknél

• A periodikusság ellensúlyozása: tárolás vagy/és kapcsolható párhuzamos erőmű (pl. együttműködés egy hegyes országgal, ahol van vizienergia és nincs annyi nap) •A tárolás lehetőségei: akkumulátor, hidrogén, levegő, vizierőmű

Nap Jó adottságok, csekély kihasználtság

hazai besugárzási viszonyok alapján 1852 PJ (514 400 GWh) napenergiát lehetne a mai technológiákkal évente hasznosítani (az ország teljes energiafogyasztása 1153 PJ/év)

MTA (2006)

napkollektor Ausztria: 3 millió m2 Magyarország: 50 ezer m2

Forrás: GKM 2007

Telepített napkollektor 2010 0,9 MW 2011 12,8 MW

Napenergia a közlekedésben

• Napelem a járműveken: A legtisztább jármű: Kibocsátása kisebb, mint a kerékpáré, működése közben csak napenergiát Használ

• Napelem erőműben, parkolóban, otthon, háztetőn

SZEvolution: a győri egyetemen fejlesztett jármű

Napenergia-gondok • Naptár szerint periodikus

• Azon belül véletlenszerű

• Tárolni kell

• Beruházás drága, lassan térül meg

• A periodikusság ellensúlyozása: tárolás vagy/és kapcsolható párhuzamos erőmű (pl. együttműködés egy közeli hegyvidéki országgal, ahol van vizienergia és nincs annyi napsütés) •A tárolás lehetőségei: akkumulátor, hidrogén, sűrített levegő, vizierőmű

A gazdaság, foglalkoztatottság alternatívái

• Az autóiparhoz kötődik a jelenlegi ipari tevékenység 44%-a (globális átlag)

• A csökkenő autóipari gyártás-tevékenységet mással kell helyettesíteni: újrahasznosítás, kapcsolódó anyag és energia igény nélküli szolgáltatások fejlesztése

Alternatív megoldások

• Alternatív megoldás az, ami a mai helyzetet fenntarthatóan megoldja

• Minőségi növekedés, anyagi fogyasztás csökkenés=fejlettebb technika + kevesebb anyag és kevesebb energia = fenntartható növekedés

• Kevesebb energia: kisebb sebesség, kisebb jármű, kevesebb komfort

• Fejlettebb technika: intelligens közlekedés, intelligens járművek, nyugodt környezet…

Gyors alternatíva személyszállítás

• Második jármű a rövidebb távokra: könnyű, kis helyet foglal el, minimális energia felhasználású, a fékezés energiáját visszanyeri, egy vagy két személyes, időjárás álló

Gyors alternatíva személy és teher szállítás

• Villamos rásegítésű kerékpár, villamos motorkerékpár tetővel

• 0 szennyezés, 0 kőolajfogyasztás, az éjszakai áramfelesleg felszívása, több hely, kevesebb baleset, kisebb anyaghányad

Gyors alternatíva teherszállítás

• Intelligens jármű és intelligens logisztika

• Városi áruterítés kis teherbírású hibrid és villamos tehergépkocsikkal

Közösségi közlekedés

• Hosszabb utakra: vasút

• Középtáv: vasút, villamos

• Rövidtáv: troli, villamos busz

• Belváros, zárt területek: szomszédbajáró jármű (neighbourhood vehicle) közösségi tulajdonban

• Intelligens individuális járműpark és logisztika

• Magasszintű intermodalitás

Köszönöm figyelmüket!

Dr. Varga Zoltán

Széchenyi István Egyetem, Győr

Közúti és Vasúti Járművek Tanszék

E-van: a győri egyetemen fejlesztett hibrid tgk