Szelet tankolnak a jövő Audijai

2011.05.17. 19:27

Az Audi szerint a tengeri szél által termelt árammal előállított metán a jövő üzemanyaga. A cég már szélerőműveket épít, és hamarosan belép az energiaszektorba, hogy legyárthassák az első metánnal futó Audikat.

Fotó: Gulyás Péter [origo]
Egy kísérleti metánkészítő üzemet és egy átalakított A3-ast is hoztak a hamburgi bemutatóra

Az üvegházhatás felerősödéséért elsősorban a szén-dioxid-kibocsátás tehető felelőssé, az Audi ezért olyan stratégiát vázolt fel május közepén Hamburgban (Európa környezetvédelmi fővárosa 2011-ben), amellyel meg lehetne valósítani az utópisztikusnak tűnő, szén-dioxid-kibocsátás nélküli közlekedést. Jelenleg a világ éves szén-dioxid-kibocsátása 25 gigatonna körül van, ezt 2050-re 10 gigatonnára kell lecsökkenteni, ha nem akarunk a még éppen elviselhető két Celsius-fokosnál nagyobb globális felmelegedést, 2080-ra pedig a szén-dioxid-emisszónak a nullához kellene közelítenie.

Nézze meg a tiszta metán készítésének folyamatát!

Az elektromos autók szén-dioxid-kibocsátása csak lokálisan nulla, valós kibocsátásuk pedig attól függ, hogy az adott ország hogyan termeli az áramot. Hatalmas különbségek lehetnek: egy Norvégiában (ahol az áram 99 százaléka vízerőművekből származik) üzemelő villanyautó például teljes életciklusa (gyártás, 200 ezer km futás, újrafeldolgozás) során csak 30-40 százaléknyi szén-dioxid-lábnyomot hagy egy átlagos, 5,5 literes átlagfogyasztású benzines autóhoz képest.

Viszont egy Kínában (ahol az áram háromnegyede még szénerőművekből származik) használt elektromos autó szén-dioxid-lábnyoma legalább ugyanennyivel nagyobb, mint a benzinesé, az Európai Unió átlaga pedig a kettő között van, ami alig jobb a benzinesnél. Ezeknél a számításoknál azt is bekalkulálták, hogy az akkumulátorok miatt az elektromos autók gyártása és az életük végén az újrafeldolgozása is lényegesen energiaigényesebb folyamat, mint egy hagyományos belső égésű motorral szerelt autóé.

Fotó: Balogh Bence [origo]
A teljesen elektromos A1 e-tron modell a szélerőművekkel nyeri el igazi értelmét

A szén-dioxid-mentes közlekedéshez vezető út a megújuló energiaforrások nagyobb arányú bevonása az energiamixbe. Van azonban egy komoly gond a szélerőművekkel és napelemekkel termelt árammal: a szél ereje és a napsütés intenzitása általában semmiféle kapcsolatban nincs egy ország pillanatnyi áramigényével, az áramot tárolni viszont nagyon bonyolult és költséges dolog.

Ha valamilyen katasztrófa ütne be holnap Németországban, az ország elektromos hálózata és áramtartaléka csak arra lenne elég, hogy egy órára biztosítsa a megszokott energiamennyiséget, míg a már kiépített földgázhálózat a tárolókkal két hónapra elegendő energiát tudna szolgáltatni az országnak, ami hatalmas különbség. Arról nem beszélve, hogy a két hálózat szállítási kapacitása között is tízszeres a különbség, természetesen a gáz javára.

Forrás: Audi
A tengeri szélerőművek sokkal több áramot termelnek a szárazföldieknél

Az Audi szerint ezért a gázban van a jövő, azon belül is a mesterségesen előállított metánban, amely kémiailag 97 százalékban megegyezik a természetes földgázzal. A koncepció lényege, hogy a tiszta úton megtermelt árammal vizet bontanak (elektrolízis), a keletkezett hidrogénmolekulákból pedig széndioxid bevonásával mesterséges metángázt, azaz CH4-et, amelyet az Audi már következetesen e-gáznak hív. Igen jó, 54 százalékos hatékonyságú a szélkeréktől a metángázig tartó folyamat, de ha a közben keletkezett hőt is felhasználják, ez 60 százalékra is növelhető.

Fotó: Gulyás Péter [origo]
Az e-gáz-program a végletekig leegyszerűsítve: szél-áram-áramhálózat-vízbontás-metángyártás

Az "e-gáz" tökéletesen alkalmas földgázüzemre átalakított autók üzemanyagának, az Audi két év múlva el is kezdi az ilyen gázhoz optimalizált A3 TCNG-k (turbós földgázüzemű) gyártását, amelyek csupán 300 euróval lesznek drágábbak a normál A3-asoknál. Egy ilyen 125 lóerős, Audi A3 1,4 TCNG számított szén-dioxid-kibocsátása mindössze 30 g/km, ami a negyede sincs a benzines 1,4 TSI kibocsátásának. Nagy kár, hogy Németországban már ma 900 helyen lehet földgázt tankolni, Magyarországon viszont mindössze 2-3 helyen.

Fotó: Gulyás Péter [origo]
Két év múlva, a következő A3-asból készül majd az első TCNG-s széria-Audi, talán épp Győrben

Több hatalmas előnye is van annak, ha a szél energiája metánban tárolódik. Az egyik, hogy az éppen felesleges árammennyiséget ilyen gázzá alakítva könnyedén lehet tárolni már kiépített nyilvános gázhálózat szabad tárolóiban, de például lakások fűtésére is használható. A másik, hogy a metánban tárolt energiát gáztüzelésű erőművekkel bármikor vissza lehet forgatni árammá, de akár kevésbé centralizáltan, a lakóházakban kialakított energiaállomások is képesek áramot termelni vele.

Harmadik előnyként pedig az említhető, hogy a metángyártás során a globális felmelegedésért felelős szén-dioxidot használnak fel (a légkörből vagy biomasszából), ráadásul ez a felhasznált szén-dioxid-mennyiség nem kevesebb, mint amennyi az e-gázzal üzemelő autók kipufogójából távozik, így bezárul a kör, ha az üzemanyag előállítását és a fogyasztását nézzük.

Fotó: Gulyás Péter [origo]
A TCNG-s Audiba gázt és benzint is lehet tankolni, menet közben váltható az üzemanyag

Persze hamarosan nemcsak a metán, hanem a szélerőműben termelt áram közvetlenül is felhasználható lesz az elektromos autók hajtására, de a vízbontás után keletkező, körülményesen tárolható és egyelőre infrastruktúra nélküli hidrogén is felhasználható lesz az üzemanyagcellás autók számára üzemanyagként.

2007-től 2010-ig tartott a Balanced Mobility projekt tervezési fázisa, ezt követően a program első lépése az áramtermelés előkészítése, ezért az Audi az Északi-tengeren, a partoktól távol működő szélerőművek építésében mostanában jelentős részesedést vállal. Jelenleg négy szélerőmű épül, amelyek összesen 53 gigawattóra áramot termelnek évente, ez megegyezik egy kisebb város áramigényével.

Azért nem a szárazföldön építkeznek a kisebb beruházásigény ellenére, mert az Északi-tengeren a nagyobb szél miatt ugyanaz az erőmű 40 százalékkal több áramot termel meg. Jelenleg Németországban a termelt áram 17 százaléka származik megújuló forrásból (ennek nagy része szélerőmű), de 2050-re a tanulmányok szerint ez a szám 77 százalékra fog nőni.

Fotó: Gulyás Péter [origo]
A jövő üzemanaga a földgáz - már az Audi szerint is

A második lépés az első gázgyár felépítése, ami több tízmillió eurós beruházással Németország északi részén, Werlte város mellett fog megvalósulni két éven belül. Ehhez csatlakozik majd egy szemétből szén-dioxidot előállító biogáztelep, ami a metánkészítés miatt szükséges. Ez a werltei gyár évente 1000 tonna e-gázt fog előállítani, ehhez pedig 2800 tonna szén-dioxidot használ majd fel.

Állítólag a négy szélerőmű által biztosított áram elég ahhoz, hogy tízezer elektromos A1 e-tron autót kompletten legyártsanak belőle, ezek darabonként tízezer kilométert megtegyenek, és a maradék áramból annyi metánt lehet még gyártani, amennyiből 1500 darab A3 TCNG 15-15 ezer kilométert meg tud tenni, és még marad is 150 tonna e-gáz, amelyet a gázhálózatba lehet bevezetni. 2020-ra már 62 szélerőművet és 27 gázgyárat tervez az Audi, ami már évi negyvenezer autó szén-dioxid-semleges tankolását tenné lehetővé.