Realista forgatókönyv szerint 2023-ra 52 000, többségében hibrid, kisebb részben tisztán hálózatról tölthető autó futhat Magyarországon, mely az akkori gépjárműpark 1,35 százaléka lehet. Ahhoz, hogy ez a számérték teljesüljön, számos problémát kell megoldania a műszaki és gazdasági szakembereknek.

Kevés az e-kút

Az elektromos autók elterjedésében az egyik gát az, hogy még kevés töltőállomás áll rendelkezésre. A „tyúk vagy a tojás volt-e előbb” kérdéssel találjuk magunkat szemben a probléma vizsgálata során; minek a töltő, ha nincs autó, hogyan használjam az autómat, ha nincs töltőinfrastruktúra hozzá.

Az Európai Unió Tiszta Üzemanyag stratégiája 2020-ig több mint tízezer, közülük legalább 7 ezer nyilvános, mindenki számára elérhető e-autó töltő telepítését rója Magyarországra. Arra vonatkozóan, hogy hazánkban jelenleg mennyi a töltőállomások száma, és azok hol helyezkednek el, nincs pontos és könnyen elérhető információ.

Az ELMŰ 29 töltőpontot telepített Budapesten, Miskolcon kettőt, és Sopronban 1-et, ezen kívül a Magyar Villamos Műveknek és az E.On Hungária Zrt.-nek vannak töltőállomásaik. Dénes Sándor az ELMŰ vállalatfejlesztési igazgatóságának szakembere lapunknak elmondta, hogy a töltőállomások mindegyike háromfázisú 400 V, 3x62 A töltési kapacitású, oszloponként két autó egyidejű töltésére alkalmas „okos” berendezés. Ezzel a teljesítménnyel egy átlagos, 20 kWh kapacitású autó nulláról 100%-ra 1-2 óra alatt feltölthető.

Hazánk első nyilvános gyorstöltőjén, a budapesti, Istenhegyi úti MOL benzinkúton „töltődik” a Leaf. 

A berendezések attól okosak, hogy azonosítani tudják a csatlakoztatott autót, így lehetővé téve az egyedi mérést. Integrálhatók a számlázási rendszerbe, ennek köszönhetően a villanyszámlával együtt lehet fizetni a tankolást. Bár jelenleg még minden kútnál ingyenes a töltés, hamarosan a fizetés egyszerűsége, bonyolultsága is fontos kérdés lesz. Sőt, egy új fejlesztésnek, az RWE rendszernek köszönhetően, az összes hasonló töltőállomás könnyen megtalálható, foglaltságuk ellenőrizhető, sőt az autóst egy eszköz oda is navigálja a kiválasztott kúthoz. Fontos azt tudni, hogy ennek a teljesítménynek az igénybevételére alkalmasnak kell lennie a csatlakozó kábeleknek és természetesen az e-autónak is.

A nyilvános töltők mellett az otthoni töltést is meg kell oldani. Ehhez a fogyasztó saját elektromos hálózatának alkalmasnak kell lennie arra, hogy a szükséges teljesítmény rendelkezésre álljon az autók számára. Egy átlagos családi ház elektromos hálózatát bizony át kell alakítani, nagyobb áramot kell igényelni a szolgáltatóktól. Az e-autókhoz jelenleg alapáron adott csatlakozók az otthoni használatra alkalmasak és azokkal 6-8 óra alatt lehet feltölteni a kb. 20 kWh energiaigényű telepet. Az elektromos autók tömeges elterjedése esetén – amire azért még várnunk kell – párhuzamosan nőne a fogyasztók energiaigénye is. Az autók töltéséhez szükséges villamosenergia abban az esetben nem jelentene erőművi többletkapacitást, ha a járműveket nem az áramfogyasztás csúcsidejében töltenék, hanem pl. az éjszakai órákban, amikor a villamosenergia-rendszer teljesítményigénye alacsonyabb. A háztartás energiaszükségletét is megduplázhatja, ha valaki minden nap otthon tölti fel az elektromos autóját.

Ez a Tesla tulajdonos valószínüleg nem fog aggódni az otthoni töltés miatt növekvő villanyszámla miatt.

Első hallásra futurisztikusnak tűnhet az elképzelés, hogy az autók vissza is táplálnak a hálózatra, ha ott kapacitáshiány keletkezik. Elméletben vezérelt töltő alkalmazásával lehet energiagazdálkodást végezni, azonban ahhoz, hogy ez rendszerszinten értelmezhető és érzékelhető legyen nagyszámú, folyamatosan használt e-autóra van szükség. Egy autó a már példaként említett 20 kWh energia igénnyel 150 km-t tud megtenni a városban 6-7 menetóra alatt. Ez nagyjából számítható és tervezhető a villamos-energetikai menetrend szempontjából. De a tároló hatás akkor volna teljes körű, ha a töltőre csatlakoztatott autókból visszafelé, a hálózat felé is áramolhatna az energia. Ismereteink szerint egyik jelenlegi e-autó modell sem képes még erre a „visszatáplálásra”. Másrészt ez gazdasági kérdéseket is felvetne, nevezetesen a járműtulajdonos hajlandó-e és mennyiért az akkumulátorban lévő energiát eladni, valamint az autó akkumulátorának élettartamát ezzel csökkenteni, ugyanis a megnövekedett töltés-kisütés ciklusszám jelentősen igénybe veszi a szerkezetet. 

A gyorsan fejlődő és kiépülő infrastruktúra magával vonhatja az elektromos autók elterjedését is. Várhatóan a nyilvános töltők száma növekedhet az elkövetkezendő időkben, de az autópályák mellett jellemzően a gyorstöltő állomások megjelenésének van létjogosultsága, melyek kevesebb, mint egy óra alatt is képesek feltölteni a villanyautó akkumulátorait. Az otthoni töltők felfutása attól függ, hogy az állam és az Európai Unió milyen ösztönző rendszert, támogatást ad a létesítésekre. Számítások szerint a beruházás 120 millió eurót igényelhet. Az EU egyes országaiban a személygépkocsik és kisteherautók esetében 5000 euró, a motorkerékpárok esetén 300 euró a pénzügyi támogatás.

Norvégiában adó- és közlekedési előnyökkel segítik az elektromos autók terjedését, a képen egy buszsávot használó Nissan Leaf.

Fókuszban az akkumulátor

Az akkumulátor az elektromos autók leggyengébb láncszeme, mely a robbanásszerű elterjedés útjában áll ez idáig. Itt kell tennünk a legnagyobb kompromisszumokat és ez a legdrágább, ráadásul a leghamarabb elhasználódó alkatrész is. Az autógyártó cégek többsége emiatt részben kivár, részben az e-autók helyett más alternatívában is gondolkodik. Jelenleg a lítium-alapú akkumulátorok köré a legcélszerűbb elektromos autót építeni, mert viszonylag nagy energiasűrűségűek és egyre elterjedtebbek, de van velük két komoly probléma. Az egyik a töltési idő, ami még speciális gyorstöltőn is fél-egy órát vesz igénybe, a másik a költség: még a Nissan Leaf-ben használt, 200 km alatti hatótávot biztosító akkumulátor is megduplázza az autó árát. Környezeti szempontból pedig az elhasznált akkumulátorok kezelése is gondot jelent, mert csak részben újrahasznosítható termékről van szó.

A forradalmi áttörést az akkuk esetében a General Electric legújabb találmánya jelentheti. Az elképzelések szerint az akkumulátor elektródáinak helyére kétféle folyadék kerülne. Annak összetételéről, milyenségéről, a GE egyelőre semmit nem árult el, csak annyit, hogy szervetlen, vízbázisú oldatokat használnának. A vállalat állítása szerint az új technológiával jelentősen csökkenhet az ár, és nőhet a hatótávolság. A két folyadék két külön tartályban helyezkedik el az autóban, és ezeket áramoltatják az akkumulátorban, ahol egy szemipermeábilis (féligáteresztő) membránon keresztül érintkeznek. A fejlesztők azt állítják, hogy a technológia lényege ez a folyamatos áramlás: ezzel érhető el az eddig megszokottnál nagyobb energiasűrűség. A cég közleménye szerint, így akár 380 km feletti távolságra is eljuthatnak egy töltéssel az e-autók, szemben a jelenlegi 120-160 km-es hatótávolsággal.

Az „akkumulátor” kimerülése esetén nincs szükség hosszadalmas töltésre, átfejtő állomásokon elég lenne csak a két folyadékot lecserélni, ez pedig olyan gyorsan mehetne végbe, mint a hagyományos tankolás a fosszilis üzemanyagok tekintetében. A technológiát a két folyadék milyensége, kezelhetősége határolhatja be, amely attól függ, hogy mennyire környezetkárosító illetve veszélyes az oldat. A nagy kérdés az, hogy az elviekben laboratóriumi körülmények között már működő rendszer mennyi idő alatt kerülhet át az iparba, és onnan a tömeges felhasználásba. Az ilyen ”szolgálati utak” akár 15-20 évet is igénybe vehetnek, bár ez az idő elenyésző a több mint száz esztendős egyhelyben topogáshoz képest, melyet a hagyományos elektróda-elektrolit akkumulátorok jelentenek.

Párizsi utcakép egy töltőoszlopra csatlakoztatott BMW i3 villanyautóval.

Bár az akkumulátorok területén van mit fejlődnie az elektromos autóknak, vitathatatlan tény, hogy jelentősen csökkenthető a káros anyag – elsősorban a CO2 – kibocsátás. Az erőművi kapacitások intelligens, és észszerű használatával is jelentős javulás érhető el ezen a területen. Magyarországnak az e-autók terjedésével a következő évtizedben akár 170 ezer tonnával is csökkenhet a CO2 kibocsátása. Nemzetgazdasági szempontból ennek ott van jelentősége, ha ez a mennyiség az európai kvótarendszer keretében értékesítésre kerül, akkor 2023-ig 7 millió eurós bevételt jelenthet ez az országnak. Azonban a villanykocsik használata hátránnyal is jár, hiszen a gázolaj és a benzin értékesítéséből származó jövedéki adók bevételei jelentősen csökkenhetnek az országnak. Ezt kompenzálhatják azok a nem számszerűsíthető előnyök, melyek az európai autógyártásban betöltött szerepünkből, a kutatás-fejlesztésből, beszállítói hálózatok, kapcsolatok kiépüléséből keletkezhetnek.

Indiai úttörő

Ha elektromos autókról van szó, nem lehet nem megemlíteni a 2000-es évek egyik első sorozatban gyártott elektromos autóját az indai REVAi-t. A mopedautóból, melyet 2001 és 2012 között gyártottak és 26 országban forgalmaznak – Magyarországon is, ahol a tökéletes második autó néven forgalmazzák – több mint 4000 darabot adtak el.

A legtöbb országban azonban ezt még nem tekintették személygépkocsinak, elektromos kvadriciklinek (négykerekű "motorkerékpár") sorolták be, egyedül az USA-ban ismerték el (csökkentett végsebességgel) elektromos lassú járműnek. A maga idején (2008-ban) a REVA a volt a legnagyobb számban előállított elektromos jármű, és ekkor többet állítottak elő belőle, mint az összes többi márkából együttvéve.

Inkább a hibrid

A hálózatról tölthető villanyautók elterjedését vizsgálva egyenlőre úgy tűnik több lesz az un. plug-in hibrid (a 2023-ra jósolt 52 000 e-autó 88%-a), mint a tisztán elektromos jármű. A konnektoros hibridekbe elsősorban benzint, gázolajat, esetleg LPG-t tankolunk, de villanymotoruk akkumulátora a hálózatról tölthető, így e-autós hatótávval rendelkeznek. A robbanó és elektromos motorok teljesítményei modellenként, gyártónként igen eltérőek. Szélsőséges példákat tekintve a BMW ActiveHibrid 7 monstrumában a 450 lóerős benzinmotor mellé 20 lóerős villanymotort szereltek, ezzel szemben a Lexus GS 450h 290 lóerős benzinmotorjának üzemét 200 lóerős villanymotor segíti.

A hibridek működésük szerint három markáns csoportba sorolhatók. Lehetnek soros, párhuzamos, vagy Range Extender (hatótávolság növelés) típusúak. Soros üzem esetén a belső égésű motor nem hajtja közvetlenül az autót, hanem egy beépített generátort, amely a meghajtáshoz szükséges villanymotor számára termeli az áramot. Fékezéskor a villanymotor generátoros üzemben működik, és a beépített akkumulátort tölti. Nagy teljesítmény esetén a villanymotor a generátorból s az akkuból is használ fel áramot.

Honda Insight 1.3 IMA HE Hybrid

Párhuzamos működésről akkor beszélhetünk, amikor a belsőégésű motor és a villanymotor egyaránt rádolgozik a hajtásra, és forgatja a kerekeket. A ma kapható hibridek többségére ez a megoldás a jellemző. Bár bonyolultabb elrendezésű, jobb szabályozhatósága nagyobb üzemanyag-megtakarítást eredményez. A Range Externed hibridek üzeme során a hajtásban a belső égésű motor soha nem vesz részt, csak a beépített akkumulátorokat tölti, ha arra szükség van. Így a hatótávolságot csekély benzin elégetésével akár a tízszeresére is lehet növelni.

A hibrid technológia egyenlőre jó átmeneti megoldásnak látszik az elektromos autók valódi elterjedése előtt. Látható, hogy rengeteg probléma áll a műszaki szakemberek útjában, amelyeket egy évtizeden belül meg kell oldani. Azonban tudni kell azt, hogy a nagyobb autógyártók más alternatív meghajtások után is kutatnak, mellyel a hagyományos fosszilis energiahordozókat ki lehet váltani. Hogy mennyire lehet a jövő az elektromos autóké, az néhány év elteltével biztosan kiderül. De nem távoli annak a lehetősége, hogy intelligens szupersztrádákon hangtalanul, baleseti kockázatok nélkül suhanjanak a futurisztikus külsejű e-autók.