Az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról

Az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról

Impresszum A TNO alkalmazott tudományok hollandiai kutatóintézetének jelentése

CIVITAS szakpolitikai összefoglaló az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról

A DOKUMENTUM EREDETI CÍME CIVITAS Policy Note on Alternative Fuel Buses

SZERZŐK Robin Vermeulen, Nina Nesterova és Ruud Verbeek

MAGYAR FORDÍTÁS Városkutatás Kft. - Magyar CIVINET Titkárság / Bass Igor, 2016

OLDALAK SZÁMA 60

FINANSZÍROZÓ CIVITAS

PROJEKT SZÁMA 034.24807 Minden jog fenntartva. ISBN 978-963-12-7143-0 A kiadvány részben vagy egészében nem sokszorosítható és/vagy nem adható ki nyomtatott, fénymásolt, mikrofilmre vett, illetve semmilyen más formában a TNO előzetes írásbeli hozzájárulása nélkül. Abban az esetben, ha a jelentés utasításokat tartalmazna, a szerződő felek jogait és kötelezettségeit a TNO megbízásokra vonatkozó általános szerződési feltételei vagy a szerződő felek között kötött megfelelő megállapodás szabályozza. A jelentés elküldése betekintésre megengedett a közvetlenül érdekelt felek számára.

© 2016 TNO

Szakpolitikai összefoglaló

az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról

Tartalom Előszó. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Összefoglaló. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. Bevezetés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. Ösztönzők és kihívások . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 EU szakpolitikai intézkedések. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Jelenlegi piaci helyzet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 A környezetbarát buszok bevezetésével járó kihívások. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3. Milyen különböző buszos technológiák közül lehet választani?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Fosszilis üzemanyagok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Bioüzemanyagok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Elektromos áram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Dízel/elektromos hibrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Hidrogén. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4. Összehasonlítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Környezeti szempontok: levegőminőség, éghajlat és zaj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Működési teljesítmény, infrastruktúra, kiforrottság . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Gazdaságosság. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 További szempontok. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5. Az Ön városa számára megfelelő autóbusz kiválasztása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Aktuális döntések . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Rövid és hosszú távú célok teljesítése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

6. Következtetések. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 7. Hivatkozások. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Szójegyzék. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

3



Előszó Köszönjük, hogy elolvassa a CIVITAS WIKI szakpolitikai elemzéssorozat szakpolitikai összefoglalóját. A CIVITAS WIKI projekt küldetése, hogy tájékoztatást nyújtson a környezetbarát városi közlekedéssel, valamint magával a CIVITAS kezdeményezéssel kapcsolatban az EU várostervezői, döntéshozói és állampolgárai számára. Szakpolitikai anyagain keresztül a WIKI célja, hogy számos olyan témakörökben tájékoztassa a városok lakóit, amelyek a városi mobilitás területén különös aktualitással bírnak. Ez a szakpolitikai elemzés a tömegközlekedésben használt, alternatív üzemanyaggal hajtott buszok kérdéseit járja körül. Ez a téma azért is bír nagy jelentőséggel, mert az EU levegőminőségre vonatkozó célkitűzéseinek eléréséhez szükség van a környezetbarát buszok alkalmazásra, annál is inkább, mert az ilyen típusú járművek nyilvánvalóan hatással vannak a városok CO2 lábnyomára. Ez a dokumentum részletes háttér-információkkal segít döntést hozni, hogy városában milyen busz választása lehet megfelelő. A CIVITAS WIKI projekt keretében összesen nyolc szakpolitikai elemzés készül majd el. A városok ajánlhatnak kutatási témákat a CIVITAS WIKI számára a CIVITAS titkárságon vagy a CIVITAS tematikus csoportokon keresztül. Ha Ön szeretne többet megtudni valamelyik témáról, kérjük, keressen minket bizalommal. Reméljük, hasznára válik ez az olvasmány! A CIVITAS WIKI csapata

Ezt a kiadványt a CIVITAS WIKI konzorcium hozta létre. A szakpolitikai összefoglalót Robin Vermeulen, Nina Nesterova és Ruud Verbeek állította össze (TNO, Hollandia). Különös köszönet illeti az UITP szervezetet, hogy munkájával hozzájárult a dokumentum összeállításához, valamint Tariq van Rooijent, Simeon Calvertet (TNO) és Cosmo Chiffit (TRT, Olaszország), hogy lektorálták a kéziratot.

4



Összefoglaló Ez a szakpolitikai összefoglaló tájékoztatásul szolgál az európai települési önkormányzatok politikusai, a közösségi közlekedési szervezetek és a helyi döntéshozók számára, hogy megkönnyítse választásukat, ha környezetbarát (vagy környezetbarátabb) közösségi buszközlekedést szeretnének kialakítani:

nn A legnagyobb gyártók kínálnak földgáz üzemű buszokat is, de magasabbak a költségeik, és a dízellel összehasonlítva, az Euro 6-os (dízel) technológia bevezetése óta a szennyezőanyag-kibocsátással kapcsolatos előnyeik is kevésbé számottevők. A buszok, alternatívaként biometánnal is üzemeltethetők (lásd alább).

nn Különböző ösztönzőket, illetve kihívásokat határozott meg az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokkal kapcsolatos döntési lehetőségek mérlegeléséhez.

nn A fosszilis energiahordozók megújuló bio változatai megfelelő fenntartható alternatívát kínálnak a jelenleg forgalomban lévő fosszilis üzemanyagokra. Az ilyen bioüzemanyagokkal (biodízel, sűrített biogáz, bioetanol) üzemelő buszok egyre elterjedtebbek. Bioüzemanyagok használatával, a forrástól a kerékig (WTW) kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége csökkenthető, de ennek mértéke függ attól, hogy az üzemanyag milyen utat jár be (nyersanyag és termelési folyamat). Egyes bioüzemanyagok esetén figyelembe kell venni a használat megváltoztatása okozta közvetett hatásokat (ILUC) az ÜHG kibocsátásra. A bioüzemanyagok lokális szennyezőanyag emissziójának vonatkozásában, minimálisra csökkentek a különbségek a dízel üzemű Euro 6-os buszokkal összehasonlítva.

nn Megjelölte a legígéretesebb autóbusz technológiákat – a piacon jelenleg elérhető négy legfontosabb lehetséges energiahordozó alkalmazásával. nn A fenti energiahordozókkal és technológiákkal kapcsolatos fontos információkat adatlapokon foglalta össze. nn Összehasonlította a legígéretesebb autóbuszos technológiákat működési jellemzőik, szennyezőanyag- és üvegházhatású gáz (ÜHG) kibocsátásuk, valamint költségeik szempontjából.

nn A fosszilis energiahordozó üzemű hibrid buszok mintegy 20–30%-kal csökkenthetik a tanktól a kerékig (TTW) kibocsátott üvegházhatású gázok mennyiségét. A hibrid buszok esetében a pontos technológiától függően bizonyos mértékben magasabb lesz a teljes bekerülési költség a hagyományos buszokhoz képest. A zéró emisszióra képes hibrid járművek összetettebb és költségesebb megoldások, mint azok a hibridek, amelyek nem rendelkeznek ilyen funkcióval, de nyilvánvalóan ezek is képesek biztosítani a részben zéró-emissziós működés előnyeit.

nn Összegezte, hogy manapság mi alapján érdemes döntést hozni a költséghatékony és környezetbarát (vagy környezetbarátabb) közösségi közlekedésről, figyelembe véve a rövid távú helyi igényeket és a hosszú távú célokat egyaránt. A technológia megválasztása nagymértékben függ a helyi körülményektől, a politikai céloktól, valamint attól, hogy milyen specifikus működési és környezeti igényeket kell kielégíteni. Mindazonáltal, nem pusztán az „autóbusz technológia” határozza meg, hogy egy busz mennyire fenntartható. A fenntarthatóság szempontjából meghatározó fontosságú a buszos technológia által felhasznált üzemanyag minősége is a forrástól a tankig (WTT) kibocsátott üvegházhatású gázok figyelembevételével.

nn Teljesen elektromos buszok is kaphatók a piacon, és az EU egyes városaiban közlekednek is. A lokális emissziójuk nulla a használat helyén, a zajkibocsátásuk pedig alacsonyabb, mint a dízel buszoké. Az elektromos busz nagyon hatékony erőátvitellel rendelkezik, de a forrástól a kerékig (WTW) kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége továbbra is nagymértékben függ az elektromos áram előállítási módjától. Számos tényező jelentős mértékben befolyásolhatja a teljes bekerülési költséget és a működési teljesítményt. Ehhez specifikus (műszaki, üzemeltetési és gazdasági) összefüggéseknek megfelelő megoldásokra van szükség, például utaskapacitás – akkumulátor súlya, éjszakai töltés – menetrendi tényezők, gyorstöltés végállomásokon – szolgáltatás rugalmassága. A személygépjármű piachoz hasonlóan fontos és megoldásra váró kérdés a töltőpontok szabványosítása is.

A szakpolitikai összefoglaló az alábbi következtetéseket vonta le a főbb üzemanyagokkal és autóbusz technológiákkal kapcsolatban: nn A legújabb Euro 6-os technológiájú motor alkalmazásával a lokális szennyezőanyag emisszió rendkívül alacsony – az Euro 6-os földgáz üzemű motorokéhoz hasonlítható. Dízel üzemű buszok esetén a teljes bekerülési költség (TCO) jól ismert. A motor specifikációitól függően a buszok üzemeltethetők hagyományos és biodízel keverékével.

5


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról nn Ahol léteznek trolibuszhálózatok, fontos a hálózatok megóvása, és érdemes átgondolni a trolibusz-használat kiterjesztésének lehetőségeit is. A legújabb innovatív technológia, a duó trolibusz (töltés menet közben) további előnyöket kínálhat, minimálisra csökkentve a menetrendre kifejtett hatásokat, továbbá biztosítva, hogy az akkumulátor mérete, valamint az akkumulátorméret költségekre, illetve utaskapacitásra kifejtett hatása kicsi maradhasson.

A hibrid meghajtások alkalmazása dízel vagy gázüzemű motorokkal mintegy 20%-kal tovább csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását. Bizonyos típusú hibridek akár zéró-emissziós módban is üzemeltethetők, és nagy előnyük, hogy hosszú autóbusz vonalakon szintén használhatók. Ennek eredményeképpen ez a hibrid típus érdekes megoldás lehet olyan városokban, ahol szükség lenne zéró-emissziós megoldásokra, de a teljesen elektromos buszok nem biztosítanának elegendő kapacitást a napi üzemhez (hatótáv, utasok száma).

nn A hidrogén üzemű buszok egyelőre még csak kísérleti fázisban vannak. A lokális emissziójuk nulla, a zajkibocsátásuk pedig alacsonyabb, mint a dízel buszoké. Az üvegházhatású gázok kibocsátása nagymértékben függ a hidrogén forrásától, illetve előállítási módjától. Az erőátvitel sokkal kevésbé hatékony, mint egy elektromos busz esetén. A hidrogén jó választás lehet egy elektromos buszokból álló flotta kiegészítésére a hosszabb autóbusz vonalak kiszolgálásához. A hidrogén üzemű prototípus buszok beszerzési költségei továbbra is nagyon magasak, és a technológia szélesebb körű bevezetése rövidtávon nem várható.

A városok akár már most is elkezdhetik az elektromos buszok fokozatos bevezetését. A lokális zéró emisszió előnyein felül a buszok által kibocsátott zaj is kisebb. A visszatartó tényezők között említhető az a bizonytalanság, amelyet az akkumulátorral (élettartam), vagy az infrastruktúrával kapcsolatosan felmerülő költségek, illetve az elektromos buszok töltésigénye és korlátozott önállósága miatti nehezebb alkalmazhatósága idéz elő. Egy viszonylag nagy akkumulátorral üzemelő elektromos busz, amelyet éjszaka töltenek, rövid és közepesen hosszú autóbusz vonalakon közlekedhet megfelelő megbízhatóság mellett. Olyan alternatív töltési módszerek használatával, mint a végállomásokon biztosított gyorstöltés, csökkenthető a fedélzeti akkumulátorok mérete, mérsékelve így az akkumulátor költségeit is. Ezáltal hosszabb autóbusz vonalak üzemeltetésére nyílik lehetőség, rövidebb követési idővel. Dízel üzemű buszokkal összehasonlítva, ha valahol elektromos buszok alkalmazása mellett döntenek, akkor foglalkozni kell a töltési technológia és az infrastruktúra kihívásaival is, ami megnöveli a rendszer bonyolultságát. Az elektromos buszok üzemelésének alapját képező teljesen optimalizált menetrend kialakításához több tapasztalatra, így több időre van szükség. A legkézenfekvőbb megközelítésnek az autóbusz hálózat fokozatos elektromossá alakítása tűnik. Amikor azonban egy hálózatban először alkalmaznak jelentősebb számban elektromos buszokat, a közösségi közlekedés szervezését is azonnal hozzá kell igazítani az újításhoz.

nn Az elektromos és a hidrogén üzemanyagcellás buszok esetén egyaránt magas kezdeti infrastrukturális beruházási költségek merülnek fel. Rövid távon, a környezetbarát (vagy környezetbarátabb) buszok bevezetése számos módon hozzájárulhat az EU 2020 célkitűzések1, illetve a nemzeti és helyi célkitűzések teljesítéséhez – a CO2, a levegőminőség és a zaj szempontjából egyaránt. Az Euro 6-os technológia, a kipufogógázban található NOx és a PM kibocsátás szempontjából egy nagyon környezetbarát szabványt képvisel. Az Euro 6-os járművek dízel és földgáz üzemű változatainak használata egyaránt javítani tudja a helyi levegőminőséget, különösen, ha jelentősebb számú régebbi generációs busz cseréjére kerül sor. Dízelbuszok esetén lehetőség szerint második generációs biodízel keverékek is használhatók, hogy az alacsony(abb) üvegházhatású gáz kibocsátással járó üzemanyagok részaránya meghaladhassa a keverési határértéket.

A hidrogén üzemű buszok magas előállítási költségéből és a technológia kiforratlanságából adódóan ezeket a buszokat nyílt innovációs „élő laboratóriumokban” érdemes először alkalmazni. Ilyenkor a valódi környezetben nyílik lehetőség a technológia üzemeltetésére. Az adatgyűjtés és adatterjesztés előtérbe helyezésével, ezzel a módszerrel minden érintett gyorsan juthat új ismeretekhez. Hidrogén üzemű buszok esetén érdemes a helyi adottságokat kihasználva olyan helyek után nézni, ahol a hidrogén azonnal felhasználható formában rendelkezésre áll – például egy termelési folyamat melléktermékeként vagy megújuló energiatermelési többlet ideiglenes energiatároló eszközeként. A hidrogén üzemű buszok alkalmazása olyan helyeken javasolt, ahol az elektromos buszok az akkumulátor korlátai miatt nem tudják a hosszabb autóbusz

Ugyanez érvényes a gázüzemű motorokra is a helyi levegőminőség vonatkozásában. Az üvegházhatású gázok alacsony összkibocsátásával járó üzemanyagok részarányának növeléséhez biogáz is használható.

1

A megújuló energiáról szóló uniós irányelvben (RED) 2020-ra kitűzött célok 10%-os bioüzemanyag felhasználást irányoznak elő a közlekedés energiafelhasználásában. Az üzemanyagok minőségét szabályozó (FQD) irányelv 2020-ra 6% CO2 csökkentést irányoz elő.

6


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról vonalak magas forgalmi igényeit kiszolgálni. Bár a hidrogén üzemanyagcellás buszok költségei a jövőben várhatóan csökkenni fognak, a hidrogén üzemű buszoknál alapvetően magasabbak a költségek az üzemanyagcella, a magasnyomású tartályok, az akkumulátor és az infrastruktúra magas költségekkel járó kialakítása miatt.

hogy a választás függ a helyi adottságoktól, a helyi és globális társadalmi hatásoktól, a költségektől és az üzemhatékonyságtól, maga után vonja, hogy a főbb érdekcsoportoknak (hatóságok, közösségi közlekedési szolgáltatók, eredetiberendezés-gyártók) párbeszédet kell kialakítaniuk, és a közcélok figyelembevételével meg kell vitatniuk a különböző lehetőségeket, közösen hozzálátva a szükséges tudás, tapasztalatok és bizalom megszerzéséhez.

Hosszabb távon, és az EU 2050 célkitűzések elérése felé mutatva2, az elektromos buszok alkalmazása akkor kecsegtet a legjobb kilátásokkal, ha hosszabb autóbusz vonalakon lehetőség szerint hidrogén hajtású buszokkal egészítik ki a flottát. Ennek oka a teljesen elektromos meghajtás energiatakarékos működésében keresendő, amelyet ötvözve a megújuló energia, illetve energiatermelési módszerek használatának lehetőségével csökkenthető az üvegházhatású gázok kibocsátása, illetve az energiafelhasználás. Az erőátvitel alacsonyabb hatásfoka miatt a hidrogén kevésbé vonzó választás a forrástól a kerékig kibocsátott ÜHG és az energiafogyasztás szempontjából. Előnye az elektromos buszokkal szemben, hogy autonómiája (hatótávolsága) nagyobb, és újratöltése is jelentősen kevesebb időt vesz igénybe. Ennek köszönhetően a hidrogén meghajtású buszok hatékonyabban alkalmazhatók hosszabb autóbusz vonalakon, magasabb napi kilométer-teljesítmény mellett.

A teljes bekerülési költség (TCO) mérőszáma korlátozottan használható a költségek kiszámításához, ha kizárólag a szolgáltató költségei szerepelnek benne. Helyette a teljes pénzügyi konstrukciót érdemes figyelembe venni, ami nem pusztán a tőkeráfordítást (CAPEX) és az üzemeltetési költségeket (OPEX) foglalja magában, de a finanszírozási megoldásokat is tartalmazza. Ezen felül, a teljes bekerülési költségben javasolt figyelembe venni a társadalmi hatásokat is (ÜHG, légszennyezés, zaj), mert az ezekből fakadó következmények és költségek (illetve azok csökkenésének) tudatos hozzárendelése a különböző lehetőségekhez hozzájárul a város rövid és hos�szú távú céljainak elérése szempontjából legmegfelelőbb döntés meghozatalához.

Fontos, hogy a kísérleti üzemet „élő laboratóriumokban” kezdjék meg, illetve kezdjenek el terveket kidolgozni az elektromos buszok fokozatos bevonására a meglévő flottákba. Elektromos buszok bevezetésével kapcsolatban általánosan elfogadott nézet, hogy nem érdemes drasztikus változtatással egyszerre lecserélni például az összes dízel üzemű járművet elektromosra, inkább fokozatosan, kisebb csoportokban érdemes a buszokat beépíteni az állományba. Figyelembe véve, hogy így már rövidtávon csökkenthető a lokális emisszió és a zajkibocsátás, valamint hosszú távon az üvegházhatású gázok összkibocsátása és az energiahasználat is mérsékelhető, az önkormányzatoknak és közösségi közlekedési szolgáltatóknak a lehető legnagyobb mértékben kell törekedniük a zéró emissziós technológiák használatára. A hagyományos dízel és gáz hajtású buszok (Euro 6), valamint hibrid változataik a helyi légszennyezettségre nézve továbbra is kedvező és megbízható választási lehetőségnek számítanak. A hosszú távú célok elérése érdekében szükség van az üvegházhatású gázok összkibocsátása szempontjából kedvező bioüzemanyagok minél magasabb keverési arányú alkalmazására. Egy városban alkalmazott autóbusz-politika megválasztása többé nem lehet egyetlen fél kizárólagos feladata. A tény, 2

Az EU 2050-es közlekedési célkitűzések 60%-os csökkentést irányoznak elő az üvegházhatású gázok kibocsátása tekintetében 1990-hez képest.

7


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról 1. Bevezetés

sági ágban együttesen 80–95%-os kibocsátás-csökkentést kíván elérni. A közlekedés területén kitűzött cél 2050-re mintegy 60%-os csökkentést irányoz elő. 2016-ban, a városok, illetve várostérségek számára a levegőminőség kérdése továbbra is általánosságban fontosabb a globális felmelegedés problémájánál. Ez azt jelenti, hogy elsődleges fontosságú a számukra, hogy lecsökkentsék az olyan szennyezőanyagok kibocsátását, mint az NOx vagy az NO2. 2025-re a városi mobilitás mértéke előreláthatólag kétszeresére fog nőni4. Ha ezt egybevetjük azzal, hogy az EU egyértelmű célja a közösségi közlekedés részarányának növelése5, valamint egy új CO2 szabályozás bevezetése a gépjárművek számára, akkor nyilvánvalóvá válik, hogy a kontinens városainak újabb nehézségekkel kell szembenézniük a leginkább költségtakarékos és egyben a leginkább környezetkímélő megoldások alkalmazását célzó döntések meghozatala során.

Ez a CIVITAS szakpolitikai összefoglaló a közösségi közlekedésben alkalmazott alternatív üzemanyaggal hajtott buszokkal foglalkozik. Ez a témakör azért is bír nagy jelentőséggel, mert az EU levegőminőségre vonatkozó célkitűzéseinek eléréséhez szükség van környezetbarát buszok alkalmazásra, ugyanis ezek nyilvánvaló hatással vannak a városok CO2 lábnyomára. Szakpolitikai összefoglalónk célja ezért az, hogy olyan információkkal lássa el az önkormányzatokat, helyi döntéshozókat és közösségi közlekedési szolgáltatókat, amelyek segítségével könnyebben hozhatnak stratégiai döntéseket egy környezetbarát (vagy környezetbarátabb) és energiatakarékosabb autóbuszos közlekedéspolitika kialakítása felé. A városi közösségi közlekedésben használt hagyományos dízel buszok rugalmasan üzemeltethetőek, széles körben használhatók, és a legújabb generációjú Euro 6-os motor alkalmazásával a mai buszok jelentősen környezetkímélőbbé is váltak a korábbi generációs változataiknál. Manapság ugyanakkor a meghajtási technológiák különösen sokfélék lehetnek3. A közösségi közlekedési résztvevők számos más buszos meghajtási technológia közül választhatnak. Dönthetnek hibrid buszok, elektromos buszok, üzemanyagcellás buszok és számos alternatív üzemanyag meghajtású technológia mellett, amelyek új lehetőségeket tartogatnak a helyi emisszió mérséklése és a fenntarthatóság szempontjából. Ez azt jelenti, hogy minden város a saját, specifikus igényeihez mérten választhatja ki a számára optimális megoldást. Ezzel egyidejűleg a helyi önkormányzatoknak a költséghatékonyságot is figyelembe kell venniük döntéseik meghozatalakor, ami gyakran kihívást jelentő feladat. Ez a szakpolitikai összefoglaló tehát azzal a céllal jött létre, hogy segítse az európai települési önkormányzatokat a közösségi közlekedésben használt autóbuszok üzemanyagának és technológiájának megválasztásakor a döntéshozatalban. Ehhez számos adatot gyűjtöttünk össze a lehetséges autóbusz technológiákkal kapcsolatban, és különböző releváns szempontok alapján hasonlítottuk őket össze. Az adatokat szakirodalmi forrásokból és valós gyakorlati példákból gyűjtöttük. Ez a szakpolitikai összefoglaló tehát az Ön városa számára legmegfelelőbb autóbusz koncepció kiválasztását is szolgálja.

Az egész nap közlekedő buszok számos európai közösségi közlekedési rendszer gerincét képezik. Az autóbuszok a legtöbb EU tagállamban a települések közösségi közlekedési járműállományának fontos hányadát képezik. Bár teljesítményük a személyautókétól jócskán elmarad, 2011-ben a helyi és távolsági buszok összesen 512 milliárd utaskilométert teljesítettek, ami az EU személyközlekedésének 7,8%-át teszi ki. Az EU-ban közlekedő távolsági autóbuszok, helyi buszok és trolibuszok közel 50%-ának az életkora meghaladja a 10 évet6. Tekintettel arra, hogy az Euro 6-os7 szabványnak megfelelő járművekből a flották viszonylag keveset vonultatnak fel, a buszközlekedés jelentős mértékben növeli a lokális környezetszennyezést. És bár már rendelkezésre állnak modern meghajtási technológiák, a 2015-ös adatok szerint a dízel és biodízel meghajtású autóbuszok – 90%-os részesedéssel8 – messze a legnagyobb hányadot teszik ki a járműállományban. Környezetbarátabb és energiatakarékosabb vagy alacsony szén-dioxid-kibocsátású autóbusz technológiák kiválasztásával a helyi döntéshozók hozzájárulhatnak a városi közlekedés szén-dioxid-mentesítéséhez, valamint a városok levegőminőségének javításához. Vannak azonban különbségek az egyes autóbuszos koncepciók között, amelyek alapvetően befolyásolják az üzemeltetést és a költségeket. Minden egyes autóbuszos technológiának megvannak a maga sajátosságai, amelyek egy adott város számára optimálisak , máshol viszont nem.

Háttér A klímaváltozással, közegészségüggyel és energiabiztonsággal kapcsolatos globális kihívások az Európai Unió, a tagországok, sőt a városok szintjén is konkrét fenntarthatósági célok kitűzését vonták maguk után. Az EU elkötelezett az üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsátásának csökkentése mellett, és az 1990-es szinthez képest 2020-ra 20%-kal szeretné csökkenteni a károsanyag-kibocsátást, 2050-re pedig az összes gazda3

A dokumentum tárgya Ez a szakpolitikai összefoglaló olyan városi autóbuszos tech4

McKinsey, 2012

5

EB, „Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású, versenyképes gazdaság 2050ig történő megvalósításának ütemterve”, COM (2011)112.

6 Eurostat

UITP, 2015

8

7

2014. december 31-én

8

UITP, 2015


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról nológiákat értékel – beleértve az infrastruktúrájukat is – amelyek különféle üzemanyagokat, illetve energiahordozókat vagy meghajtási technológiákat alkalmaznak. Figyelmen kívül hagy azonban olyan intézkedéseket, mint a gyorsított ütemű selejtezés, a buszok átlagsebességének növelése, az üzemanyag- takarékos vezetéstechnikai (eco-driving) képzések, a közlekedési módok közötti váltás vagy az autóbuszrendszer személyszállítási hatékonyságának növelése, amelyek szintén mind kiválóan alkalmazhatóak a személyszállítás fenntarthatóságának javítására.

ló busz képezi9. Összefoglalónk végkövetkeztetései keretében végül kiértékeljük, hogy mire van szükség a városok rövid és hosszú távú céljainak eléréséhez a kiindulási ötlettől egy próbaprojektig, vagyis egy nyílt innovációs „élő laboratórium” megvalósításáig, a korai piaci bevezetésig, illetve egy későbbi fenntartható közösségi közlekedési rendszer kialakításáig.

Cél Ez a szakpolitikai összefoglaló a buszközlekedésben alkalmazott környezetbarát, illetve környezetbarátabb energiaforrások és technológiák kérdéskörét járja körül, az emberek, a bolygónk és a profit szerinti hármas optimalizálás szemléletét követve. Még ha le is teszik a helyi döntéshozók a voksukat egy adott technológia mellett, meg kell válaszolniuk további kérdéseket is: nn Milyen lehetőségek állnak rendelkezésre az autóbusz meghajtási technológiák és energiaforrások választásakor?

Emberek

Bolygó

nn Hatással lesz-e a választás a fenntarthatóságra (ÜHG kibocsátás, energiafelhasználás, légszennyezés, zaj), és milyen mértékben? nn Befolyásolja-e a választás az üzemeltetést és a szolgáltatási szintet?

Profit

nn Befolyásolja-e a választás a költségeket? Milyen kiadásokat szükséges figyelembe venni a teljes bekerülési költség kiszámításához? Szakpolitikai összefoglalónk célja, hogy olyan információkkal lássa el az önkormányzatokat, helyi döntéshozókat és közösségi közlekedési szolgáltatókat, amelyek segítségével kön�nyebben hozhatnak kezdeti stratégiai döntéseket egy környezetbarát (vagy környezetbarátabb) és energiatakarékosabb autóbuszos közlekedéspolitika kialakításában. Szakpolitikai összefoglalónkban először azokat az ösztönzőket és kihívásokat tárgyaljuk, amelyek a környezetkímélőbb buszbeszerzésekkel kapcsolatos döntéseket befolyásolják. Ezután bemutatjuk, összehasonlítjuk és értékeljük a főbb rendelkezésre álló autóbuszos koncepciókat. Az összehasonlítás alapját általában egy 12 m hosszú, Euro 6-os dízelmotorral meghajtott szó-

9

9

12 m hosszú, 80–100 fő kapacitású, Euro 6-os kibocsátási normának megfelelő, 11,5 t üres menetkész tömegű szóló busz.


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról 2. Ösztönzők és kihívások

Üvegházhatást okozó gázok kibocsátása Az üvegházhatású gázok kibocsátására vonatkozó magas szintű EU-s kötelezettségvállalások az egyes tagállamok szintjén és adott európai iparágakban konkrét célkitűzésekben testesülnek meg. Az EU 2011-es „Útiterv az egységes európai közlekedési térség megvalósításához – Úton egy versenyképes és erőforrás-hatékony közlekedési rendszer felé” című fehér könyve azt a célt tűzte ki, hogy 2050-ig 60%-kal csökkentse a közlekedés üvegházhatású gázkibocsátását az 1990-es szinthez képest. Mivel a közlekedéssel összefüggő üvegházhatású gázkibocsátás mintegy 70%-a a közúti közlekedésből származik, ezért ezen a területen egy specifikus, körülbelül 60%-os károsanyag-kibocsátás csökkentési célkitűzés van érvényben. A közlekedéspolitikai fehér könyv egyik céljaként jelöli meg a hagyományos meghajtású személyautók használatának felére csökkentését a városi közlekedésben 2030-ig, 2050-re teljesen kiszorítva őket a városokból, és a gyakorlatilag CO2-mentes városi logisztikát megvalósítását 2030-ig a főbb városi központokban.

Helyi, regionális, nemzeti és nemzetközi ösztönzők Számos ösztönző tényező, illetve kihívás helyezi tágabb kontextusba egy önkormányzat döntéshozatali folyamatát, ha környezetkímélőbb buszokat terveznek alkalmazni. Nemzetközi szinten ezeknek a tényezőknek a magasabb szintű, emisszió csökkentésre vonatkozó EU-s kötelezettségvállalások felelnek meg, amelyek a tagállamok szintjén konkrét ÜHG kibocsátás csökkentési célkitűzésekben, közegészségügyi problémákban és ehhez kapcsolódóan levegőminőségi kérdésekben és az EU levegőminőségi célkitűzéseiben, az üzemanyag-biztonságban és az alternatív energiaforrásokra váltás szükségességében testesülnek meg. Nemzeti szinten a szakpolitikai törekvések hosszabb távú célokat jelölnek meg, regionális szinten pedig például a foglalkoztatás játszhat szerepet. Döntést azonban helyi szinten kell hozni. A gyorsan változó gazdasági helyzetben az önkormányzatoknak olyan költséghatékony megoldásokat kell alkalmazniuk, amelyeket egy korlátozottabb költségvetésből is ki tudnak gazdálkodni, mindeközben megfelelve többek között a saját helyi levegőminőségre és zajszint csökkentésre vonatkozó célkitűzéseiknek. Globális szinten EU Tagállami szint Regionális szint Helyi szint

Levegőminőség A közegészségügyi problémák, különösen pedig a levegőminőség továbbra is elsődleges fontosságú kérdések Európában. Az EU bevezette a „Tiszta levegőt Európának” intézkedés csomagot. Ez a csomag új köztes célokat jelöl meg az egészségügyi és környezeti hatások mérséklésére 2030-ig. Meghatározza, hogy milyen mértékű károsanyag-kibocsátás csökkentésre van szükség a főbb szennyezőanyagok tekintetében (PM, SO2, NOx, VOC-ok, NH3 és CH4) 2020-ig, illetve 2030ig, valamint kijelöli a célok eléréséhez szükséges stratégiai menetrendet, beleértve a nemzeti kibocsátási határértékekről szóló irányelv (NECD) felülvizsgálatát is. Az EU levegőminőségi normáinak (A környezeti levegő minőségéről szóló (AAQD), illetve az új levegőminőségről szóló (2008/50/EC) irányelv) felülvizsgálatára nem került sor. Ezek az EU egész területére érvényes szabványok helyi koncentrációs határértékeket határoznak meg azokra a légszennyező anyagokra, amelyek a leginkább károsítják az egészséget. A levegőminőségre vonatkozó szabványok betartásához gyakran van szükség a légszennyezési gócpontokat érintő beavatkozások, valamint az NECD bevezetésén keresztül a háttér kibocsátást csökkentő helyi intézkedések együttes megvalósítására. A környezetkímélőbb buszok segítenek elérni ezeket a célokat.

ÜHG célkitűzés, UNFCCC Kiotó/Párizs ÜHG célkitűzés, akciótervek, EU-s szabályozás ÜHG célkitűzés, serkentők, ösztönző programok, adópolitikai intézkedések, megállapodások Foglalkoztatás, gazdaságfejlesztés, mobilitás Levegőminőség, zaj, forgalom, városok zöld arculata, mobilitás

EU szakpolitikai intézkedések Országok fölötti szinten több EU-s politika is arra ösztönzi az önkormányzatokat, hogy a helyi buszszolgáltatáshoz környezetkímélőbb megoldást válasszanak, illetve a politikák egy keretrendszert is meghatároznak a számukra a buszok üzemanyagának megválasztásához.

Nehézgépek és nehézgépjárművek szennyezőanyagkibocsátása A levegőminőséget – ahogy fent is szerepel – különféle rendeletek szabályozzák, amelyek a légkörben található szennyezőanyagokhoz határoznak meg határértékeket (Új levegőminőségi irányelv), és nemzeti károsanyag-kibocsátási határértékeket írnak elő (NECD). Mivel a közúti járművek kibocsátása hozzájárul a lokális környezeti szennyezőanyag koncentrációk és a háttér koncentrációk kialakulásához, emissziójukat

Ebben a fejezetben a legfontosabb uniós politikákat foglaltuk össze az éghajlatváltozás, a (megújuló) energiaforrások, az üzemanyagok, az egészségügy, a mobilitás és a közgazdaságtan szempontjából.

10


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról különféle normák szabályozzák (pl. típus-jóváhagyási eljárás keretében szabályozott emissziós határértékek a különféle szennyezőanyagok tekintetében). A közúti járművek szen�nyezőanyag kibocsátását illetően az ún. Euro normák10 változó határértékeket határoznak meg a kipufogógázban található szén-monoxid (CO), szénhidrogének (HC), nitrogén-oxidok (NOx) szálló por (PM) és részecskeszám (PN az Euro 6 szerint) kibocsátásra vonatkozólag, amelyeket a típus-jóváhagyás során speciális tesztekkel kell igazolni. Néhány évente új normák lépnek életbe, és ilyenkor mindig szigorodik a norma, csökkennek a határértékek és tovább finomítják a vizsgálati eljárásokat és előírásokat. A határértékre vonatkozó normákat számos más intézkedés kíséri, amelyeket a nehézgépeknek és nehézgépjárműveknek is követniük kell, beleértve többek között a kibocsátás-szabályozó eszközök élettartamát, az üzemelés közbeni megfelelést, a termelés megfelelőségét és a fedélzeti diagnosztikát.

vel és határértékével) kiegészítve ez jelentősen csökkentette az Euro 6 nehézgépjárművek tényleges károsanyag-kibocsátását az Euro 5-höz képest, különösen a NOx és a PM kibocsátás tekintetében11, amely utóbbiak rendkívül fontosak a levegőminőség szempontjából az EU városaiban. A helyi hatóságok számára az Euro 6-os szabvány a piacon jelenleg a leginkább környezet- és levegőminőség-kímélő hagyományos busztípus. Az Euro 6-os szabvány olyan paramétereket tartalmaz, amelyek ellenőrzéséhez vezetés közben, valós körülmények között kell méréseket végezni. Ugyanakkor az összes szokásos üzemi feltétel ellenőrzésére nem kerül sor. Ez azt jelenti, hogy különösen alacsony terhelések, és alacsony utazási sebességek mellett, amelyek jellemzően előfordulhatnak nagyobb forgalom esetén a városi buszüzemeltetésben, a NOx kibocsátás lényegesen meghaladhatja a normál esetben egyébként várt értékeket11. Az ilyen feltételek között ténylegesen előforduló károsanyag-kibocsátási szint függ a technológiától, illetve attól, hogy az eredetiberendezés-gyártó (OEM) milyen erőfeszítéseket tett ezeknek a kibocsátási szinteknek a csökkentése érdekében. A fogalomban mért károsanyag-kibocsátás szűrővizsgálatai alkalmazhatóak akkor is, ha szeretnénk ellenőrizni, hogy a megvásárolt vagy megvásárolni kívánt járművek betöltik-e a hozzájuk fűzött reményeket, illetve kiszolgálják-e az igényeket.

2013 decembere óta az EU-ban regisztrált nehézgépjárműveknek az Euro 6-os szabványnak megfelelő típus-jóváhagyási eljáráson kell átesniük, ami így érvényes a buszokra is. A szabvány 80%-os NOx és 66%-os PM kibocsátás csökkenést ír elő a motor típus-jóváhagyási vizsgálatain a 2008 októberében életbe lépett Euro 5-ös szabvány irányadó határértékeihez képest. Az Euro 6-nak megfelelően egy hordozható kibocsátásmérő berendezéssel végzett forgalmi teszt is bevezetésre került, és néhány további fejlesztéssel (például a részecskeszám mérésé-

Nehézgépjárművek üvegházhatást okozó gázkibocsátása Figyelembe véve, hogy milyen jelentős szerepet játszik a közlekedés az EU károsanyag-kibocsátásában, a Bizottság 2016 júliusában elfogadott egy alacsony-kibocsátású mobilitási stratégiát. A stratégia meghatározza a főbb szabályozási paramétereket a közlekedés területén, beleértve az EU egészére kiterjedő, alacsony vagy zéró-emissziós járművekre és alternatív, alacsony károsanyag-kibocsátású üzemanyagokra vonatkozó intézkedéseket A közlemény három prioritást élvező cselekvési területet határoz meg:

1. táblázat: Buszok és más nehézgépjárművek dízelmotorjainak kipufogógáz-kibocsátásra vonatkozó európai normáinak alakulása, az Euro 1-től (1993) az Euro 6-ig (2013. december 31.) 0.400 0,400

Szálló por (g/kWh) Particulate matter [g/kWh]

0.350 0,350 0.300 0,300

nn A közlekedési rendszer hatásfokának növelése a digitális technológiák legmagasabb fokú kihasználásán, az intelligens árképzésen, valamint az alacsonyabb károsanyag-kibocsátással járó közlekedési módokra váltás ösztönzésén keresztül.

Euro I

0.250 0,250

Euro II

0.200 0,200

Euro III Euro IV

0.150 0,150

nn A közlekedésben használt alacsony kibocsátással járó alternatív energiaforrások elterjedésének gyorsítása, (pl. modern bioüzemanyagok, elektromosság, hidrogén és megújuló szintetikus üzemanyagok), valamint a közlekedés elektromossá tételét megakadályozó tényezők megszüntetése.

Euro V

0.100 0,100

Euro VI

0.050 0,050 0.000 0,000

0

2

4

6

8

10

NOx(g/kWh) [g/kWh] NOx 11 TNO 2014, Hollandia forgalomban mért károsanyag-kibocsátás vizsgálati programja nehézgépjárművek számára 2011–2013

10 http://ec.europa.eu/environment/air/transport/road.htm

11


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról nn Elmozdulás a zéró-emissziós járművek irányába. Bár a belsőégésű motorok további fejlesztésére is szükség lesz, Európának fel kell gyorsítania a váltást az alacsonyabb kibocsátású, illetve zéró-emissziós járművek irányába.

A bioüzemanyagokra jelenleg vonatkozó szabályozás módosításával 2015-ben új szabályok léptek érvénybe – különös tekintettel a Megújuló energia irányelvre és az Üzemanyag- minőségi irányelvre – a közvetett területhasználat-váltási kockázat mérséklése, illetve a minőségi bioüzemanyagokra váltás előkészítése érdekében.

A Bizottság szerint, a városok és helyi hatóságok központi szerepet fognak játszani a stratégia megvalósításában, mivel már most is alkalmaznak ösztönzőket az alacsony emissziójú alternatív energiaforrások és járművek elterjesztéséhez, előtérbe helyezve az aktív közlekedést (kerékpározás és gyalogos közlekedés), a közösségi közlekedést, valamint a kerékpár- és autómegosztó, valamint telekocsi rendszereket a forgalomtorlódások, illetve a környezetszennyezés mérséklése érdekében. A stratégia már meglévő mechanizmusokra és finanszírozási háttérre támaszkodik.

Alacsony szén-dioxid kibocsátású gazdaság Az Európai Bizottság, az európai gazdaság környezetbarátabbá és energiatakarékosabbá tételéhez költséghatékony módszereket próbál felkutatni. Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású gazdaság ütemterve (COM (2011) 112) szerint: nn 2050-ig az EU-nak a károsanyag-kibocsátást 80%-kal az 1990-es szint alá kellene csökkenteni.

A Bizottság hamarosan felgyorsítja a munkát, hogy visszaszorítsa a tehergépjárművek, valamint helyi és távolsági autóbuszok szén-dioxid kibocsátását. Ezek a közlekedési eszközök jelenleg a közúti közlekedés szén-dioxid kibocsátásának mintegy negyedéért felelősek, és ennek a részaránynak a további növekedése várható. Eközben az EU nem hozott létre ágazat-specifikus üzemanyag-hatékonysági normákat a számukra, sem pedig felügyeleti rendszert a szén-dioxid kibocsátások ellenőrzésére.

nn Ennek mérföldköveiként 2030-ra a károsanyag-kibocsátás 40%-kal, 2040-re pedig 60%-kal történő csökkentése szükséges. nn Ebben minden iparágnak részt kell vállalnia. nn Az alacsony szén-dioxid kibocsátást előirányzó átalakulás műszakilag megvalósítható és megfizethető. A közlekedési ágazat számára az ütemterv azt jelzi, hogy a közlekedés károsanyag-kibocsátása 2050-re több mint 60%-kal csökkenthető az 1990-es szinthez képest. Rövid távon a legjelentősebb előrelépés olyan benzin és dízel meghajtású motoroknál várható, amelyeknél van még lehetőség magasabb üzemanyag-hatékonyság elérésére. Közép és hosszú távon, a plugin hibrid és elektromos autók elterjedése fogja lehetővé tenni a károsanyag-kibocsátás drasztikusabb csökkentését. A bioüzemanyagok használata egyre elterjedtebb lesz a repülésben és a közúti árufuvarozásban is, ugyanis a jövőben sem várható, hogy minden nehézgépjármű elektromos meghajtású legyen.

A nehézgépjárművek CO2 kibocsátását illetőleg az EU most dolgozik egy olyan eszköz kifejlesztésén, amellyel mérhető lehet a nehézgépjárművek CO2 kibocsátása. Ez az eszköz VECTO névre hallgat, és segítségével egy hibrid megközelítésen keresztül meghatározható a CO2 kibocsátás, megmérve az összetevőket, és modellezve minden egyes egész jármű CO2 kibocsátását. Az EB12 szerint „...Ennek az eszköznek a segítségével az EB olyan szabályozást kíván bevezetni, amelynek értelmében az új nehézgépjárművek esetében igazolni, jelenteni és folyamatosan vizsgálni kell majd a CO2 kibocsátást...”. A legfrissebb közleményeknek megfelelően a Bizottság célja, hogy mérsékelje a nehézgépjárművek CO2 kibocsátását, és CO2 kibocsátási normákat vezessen be a jövőre nézve.

Zaj Az EU városi területek zajszint határértékeire vonatkozó szabályozása fontos kérdés a helyi önkormányzatok számára is. Az EU-ban a zajvédelemmel a 2020-ig tartó „Jólét bolygónk felélése nélkül” című környezetvédelmi cselekvési program foglalkozik, és az Európai Unió elkötelezett amellett, hogy jelentősen csökkentse a zajszennyezést a közösségben, megközelítve a WHO 2020-ra előirányzott ajánlását. Ennek érdekében egy naprakész uniós zajpolitika megvalósítására van szükség, amely összhangban van a legújabb tudományos kutatások, mérések eredményeivel, már a forrásnál csökkentve a zajszintet, és várostervezési szinten javítva a helyzeten. A környezeti zaj értékeléséről és kezeléséről szóló 2002/49/EK irányelv (END, környezeti zaj irányelv) jelenleg a legfőbb EU-s eszköz a zajszennyezettség szintjeinek megállapításához, illetve a megfelelő válaszreakciók meghozatalához – tagállami és közösségi szinten egyaránt.

Energiabiztonság Az energiabiztonság egyre égetőbb problémájára válaszul és egy lehetséges fosszilis üzemanyaghiány megelőzésére az EU célokat tűzött ki a kőolaj-függőség mérséklésére, a megújuló energiaforrások használatára ösztönözve. A megújuló energia irányelv kötelező erejű célokat tűz ki ilyen tekintetben minden EU tagállam számára, és a megújuló energiaforrások 20%-os, ezen belül pedig a közlekedési ágazatban legalább 10%-os részarányának elérését irányozza elő.

12 http://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles/heavy/index_ en.htm

12


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Mobilitás és közlekedés

déspolitikai keretrendszert – a földgáz meghajtású járművek üzemanyagtöltő állomás-hálózatának kialakításához a városokban, kikötőkben és a transzeurópai közlekedési hálózat (TEN-T) mentén.

„A városi mobilitási csomaggal a Bizottság a városi közlekedés területén alkalmazható támogató intézkedéseit erősíti. Ennek keretében tapasztalatokat oszt meg, jó gyakorlatokat mutat be, illetve célzott pénzügyi támogatás biztosításával erősíti az együttműködést, és a kutatási-innovációs tevékenységét olyan megoldások kidolgozására összpontosítja, amelyek választ adnak a városi mobilitás kihívásaira. A városi mobilitás csomag középpontjában az „Úton egy versenyképes és erőforrás-hatékony közlekedési rendszer felé” című közlemény áll13...”

Közbeszerzés Az Európai Bizottság a környezetbarát és energiatakarékos járművek pénzügyi ösztönzésével kapcsolatban a tiszta és energiahatékony közúti járművek használatának előmozdításáról szóló 2009/33/EK irányelv alkalmazását tartalmazó jelentésben15 ad útmutatást.

A közlekedésről szóló „Útiterv az egységes európai közlekedési térség megvalósításához – Úton egy versenyképes és erőforrás-hatékony közlekedési rendszer felé” című fehér könyvvel14 az Európai Bizottság 40 db gyakorlatban is megvalósítható kezdeményezés útitervét állította össze a következő évtizedre, amely egy versenyképes közlekedési rendszer kialakításán keresztül növeli a mobilitást, leszámol a főbb korlátozó tényezőkkel a legfontosabb területeken, többek között az üzemanyag felhasználás növekedése és a foglalkoztatás terén. Ezzel együtt a javaslatok drasztikusan csökkenteni fogják Európa függését az importált kőolajtól, és 2050-ig 60%-kal visszaszorítják a szén-dioxid kibocsátást a közlekedésben. A főbb célok 2050-ig a következők:

A 2009/33/EK szinopszisa16 „...A tiszta és energiahatékony közúti járművek használatának előmozdításáról szóló irányelv célja, hogy széles körben bevezesse a környezetkímélő járművek használatát. Az új technológiák bevezetésére a közbeszerzési eljárások hatékony piacösztönző eszköznek bizonyulhatnak. Az irányelv kiterjed minden olyan közúti közlekedési járműbeszerzésre, amely a közbeszerzésről szóló irányelvek és a közszolgáltatásokkal kapcsolatos szabályozás hatálya alá tartozik. Az irányelv előírja, hogy a beszerzési döntések meghozatalakor a járművek működéséhez kapcsolódó, a teljes élettartamra meghatározott energia- és környezeti hatásokat figyelembe kell venni. A járművek élettartama során kifejtett hatások között figyelembe kell venni legalább az energiafogyasztást, a CO2 kibocsátást, valamint olyan szabályozott szennyezőanyagok kibocsátását, mint a NOx, az NMHC és a szálló por. A beszerzőknek szükséges lehet más környezeti hatások figyelembevétele is. A követelmények teljesítésére két lehetőség van: műszaki specifikációk kidolgozása az energiafelhasználásra és a környezeti teljesítményre vonatkozólag, vagy az energiafelhasználási és környezeti hatások pozitív elbírálása a beszerzési eljárás értékelési szakaszában. Ha a beszerzési döntésbe való könnyebb beszámíthatósághoz számszerűsítik a hatásokat, akkor a járművek üzemeltetéséhez kapcsolódó, egész életciklusra megállapított költségek kiszámításához az irányelvben meghatározottak szerinti egységes szabályok követésére van szükség. Az új járművekre kiírt közbeszerzésekhez kapcsolódó külső költségek internalizálásának eredményeként, az energiafogyasztás, a CO2 kibocsátás és a szennyezőanyag kibocsátás mérséklésén keresztül a közlekedési szektor is hozzájárulhat a környezet- és éghajlatvédelem, valamint az energiaügy közösségi politikai céljainak teljesüléséhez. A várakozások szerint az irányelv hosszú távon, széles körben is képes lesz a környezetbarát és energiatakarékos járművek népszerűsítésére. A jobb értékesítési eredményeknek és az ebből adódó méretgazdaságosságnak köszönhetően csökkenthetők a költségek, így fokozatosan a teljes járműflottában egyre javuló energiafelhasználási és környezetvédelmi teljesítményre lehet számítani...”

nn Ne legyenek hagyományos meghajtású személyautók a városokban. nn 40%-ban fenntartható, alacsony szén-dioxid kibocsátású üzemanyagok használata a repülésben; a hajózás károsanyag-kibocsátásának legalább 40%-os csökkentése. nn Az utasok és az áruk 50%-os átterelése a közúttól a vasút és a vízi közlekedés irányába a városok közötti közepes távolságú utas- és áruszállításban. nn Mindezek együttesen hozzájárulnak ahhoz, hogy az évszázad közepére 60%-kal csökkentjen a közlekedésben a károsanyag-kibocsátás.

Alternatív üzemanyagok Az európai politika az alternatív üzemanyagokat a „Tiszta energiák a közlekedésben” csomag keretében támogatja. Az alternatív üzemanyaggal működő infrastruktúra kiépítéséről szóló 94/2014/EU irányelvnek megfelelően, amely a „Tiszta energiák a közlekedésben” csomag sarokköve, a tagállamoknak ki kell majd dolgozniuk egy tervet – egy nemzeti közleke-

13 Úton egy versenyképes és erőforrás-hatékony közlekedési rendszer felé, Brüsszel, 2013.12.17. COM(2013) 913, végső verzió

15 A tiszta és energiahatékony járművek pénzügyi ösztönzésével kapcsolatos irányelvek (2013. február 28.) [SWD(2013)27]

14 Útiterv az egységes európai közlekedési térség megvalósításához – Úton egy versenyképes és erőforrás-hatékony közlekedési rendszer felé FEHÉR KÖNYV, Brüsszel, 2011.03.28. COM(2011) 144 végső változat

16 http://ec.europa.eu/transport/themes/urban/vehicles/doc/synopsis.pdf

13


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról A környezetbarát buszok bevezetésével járó kihívások A helyi döntéshozóknak számos kihívással kell szembenézniük, amikor környezetkímélő buszokat szeretnének bevonni településük járműparkjába.

Ezeknek a kihívásoknak a kezeléséhez óriási erőfeszítésekre van szükség – például hogy a fenntarthatósági politikákat ös�szehangoltan valósítsák meg a településeken és régiókban. A cél elérése érdekében (ahogyan más, pl. levegőminőségre, forgalomtorlódásokra, zajcsökkentésre vonatkozó EU-specifikus városi szintű céloknál is), az EB számos stratégiát, politikát és intézkedést dolgozott ki, amelyek egyrészről az EU városi közlekedéssel kapcsolatos általános elképzelését tükrözik, másrészről pedig egy konkrét jogszabályi keretet biztosítanak a fejlesztésükhöz (lásd. 1. keretezett rész).

Mindenekelőtt nincs elég információ a rendelkezésre álló és legígéretesebb környezetbarát (vagy környezetbarátabb) buszos alternatívákkal kapcsolatban. Mi tesz egy buszt környezetbaráttá (környezetbarátabbá) és miért? Milyen típusú alternatív meghajtás vagy energiahordozó választható, és miért? Hogyan értékelhető saját autóbuszflottájának „tisztasága”? Emellett, gyakran nem áll rendelkezésre elegendő tapasztalat az ilyen típusú buszok teljes körű üzemeltetéséről. Sor került például próbaprojektek indítására akkumulátoros elektromos buszokkal, valamint különféle típusú töltési infrastruktúrákkal, viszont ezek a próbaprojektek gyakran csak kis darabszámú, rövid viszonylatokon közlekedő autóbusz üzemeltetésére korlátozódtak. Hogyan fog egy ilyen buszokból álló teljes flotta üzemelni maximális kapacitáson? Milyen kiegészítő infrastruktúra kiépítésére van szükség?

A jelenlegi piaci helyzet Az önkormányzatok, a nemzeti szinten kitűzött célokra válaszul, helyi autóbusz járműparkjuk állapotának javítása érdekében különféle intézkedéseket hoznak. Ennek eredményeképpen, jelenleg az európai autóbusz flottáknak már 36%-a teljesíti legalább az Euro 5 károsanyag-kibocsátási normát (1. ábra). Továbbra is sok a teendő, tekintettel arra, hogy 2015-ben a járműállománynak közel 52%-a csak az Euro 3-as vagy annál alacsonyabb kibocsátási normáknak felel meg. 2015-ben, az autóbusz flotta mintegy 10%-a17 rendelkezik alternatív nem(bio)dízel meghajtással. Egy busz életciklusa mintegy 12 év.

Másodsorban, a legmodernebb technológiák beszerzési ára nagyon magas lehet, ami magasabb üzemeltetési költségekhez vezethet. A rendelkezésre álló költségvetés függvényében ez a szolgáltatási szinteket is befolyásolja, és a közösségi köz-

Egyes országok és városok előrébb járnak másoknál a környezetkímélőbb autóbusz flották kialakításában.

1. ábra: az autóbusz flották megoszlása Euro kibocsátási szabványok szerint (forrás: UITP 2015).

2. ábra: A zéró-emissziós ZeEUS demonstrációs projektekben Európa-szerte résztvevő városok, „élő laboratóriumban” tesztelve e-buszos megoldásokat. Forrás: UITP. Egyes városok a CIVITAS kezdeményezésben is részt vesznek.

Továbbra is jelentős lehetőségek rejlenek az európai közúti közlekedés szén-dioxid mentesítésében, valamint a helyi légszennyezés problémájának kezelésében a városi buszok fejlesztésével. Az alternatív meghajtású járművek használata egy olyan opció, amelyet a városok már most is alkalmaznak, és amellyel ez a szakpolitikai összefoglaló is foglalkozik.

17 UITP, 2015, álláspontot ismertető dokumentum: Autóbusz rendszerek Európában: út a magasabb városi életminőség és a szennyezőanyagok, illetve CO2 kibocsátás csökkentése felé, 2015. június

14


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról 1. keretezett rész

Politikák, stratégiák és intézkedések a környezetbarát(abb) európai közösségi közlekedés fejlesztéséhez szükséges keretrendszer megteremtéséhez Politikák, stratégiák és intézkedések, amelyek az európai városi mobilitással és a környezetbarát közlekedés gazdaságával kapcsolatos elképzelést tükrözik ■■

„Útiterv az egységes európai közlekedési térség megvalósításához – Úton egy versenyképes és erőforráshatékony közlekedési rendszer felé” közlekedésről szóló fehér könyv (COM(2011) 0144)

■■

Az új levegőminőségről szóló irányelv (2008/50/EK)

■■

A nehéz tehergépjárművek kibocsátásai (Euro 6) tekintetében a gépjárművek és motorok típusjóváhagyásáról szóló 595/2009 rendelet

Az energiabiztonság kezelését célzó politikák, stratégiák és intézkedések

■■

„A városi mobilitás új kultúrája felé” című zöld könyv COM(2007) 551

■■

A versenyképes, fenntartható és biztonságos energiaellátás és felhasználás stratégiája (COM(2010) 639)

■■

A városi mobilitás cselekvési terve (COM (2009) 490)

■■

■■

Városi mobilitási csomag (2013)

„Egy biztonságos, fenntartható és versenyképes európai energiahálózat felé” című zöld könyv (COM (2008) 782)

■■

Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású, versenyképes gazdaság 2050-ig történő megvalósításának ütemterve, (COM (2011)112 végső változat)

■■

Energiatakarékossági cselekvési terv: a lehetőségek kihasználása (COM(2006) 545)

■■ ■■

Az Európai Parlament és a Tanács 2009/33/EK irányelve (2009. április 23.) a tiszta és energiahatékony közúti járművek használatának előmozdításáról

A megújuló energiaforrások felhasználásával előállított energia felhasználásának előmozdításáról szóló irányelv (2009/28/EK irányelv, módosítva, és azt követően hatályon kívül helyezve a 2001/77/EK és 2003/30/EK irányelveket) és javaslat

■■

Megújulóenergia-útiterv. Megújuló energiák a XXI. században: egy fenntarthatóbb jövő építése” (COM(2006) 848 )

Az üvegházhatású gázkibocsátás csökkentését és a levegőminőség javítását célzó politikák, stratégiák és intézkedések ■■

■■

„Útiterv az egységes európai közlekedési térség megvalósításához – Úton egy versenyképes és erőforráshatékony közlekedési rendszer felé” közlekedésről szóló fehér könyv (COM(2011) 0144)

A városi területek zajterhelésével kapcsolatos politikák és stratégiák

A környezeti levegő minőségéről szóló irányelvek (96/62/EK keretirányelv, az 1999/30/EK, 2000/69/ EK, 2002/3/EK és 2004/107/EK négy ún. származékos irányelv és a tanács 97/101/EK számú döntése).

■■

A gépjárművek megengedett zajszintjére és kipufogórendszerére vonatkozó tagállami jogszabályok közelítéséről szóló 70/157/EGK irányelv (tovább módosítva a 2007/34/EK irányelvet)

■■

97/24/EK tanácsi irányelv, 194

■■

A nemzeti károsanyag-kibocsátási határértékek irányelve (NECD) (2001/81/EK irányelv)

■■

A Bizottság a jövő zajvédelmi politikájáról szóló zöld könyve (COM(96)540)

■■

A 2005-ös légszennyezésről szóló tematikus stratégia (COM(2005) 446)

■■

2001/43/EK irányelv

■■

Környezeti zaj irányelv (2002/49/EK)

■■

Az EU légszennyezést a forrás helyén csökkentő szakpolitikai kerete 15


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról 3. Milyen különböző buszos techno lógiák közül lehet választani?

lekedési díjtermékek árának emelkedéséhez vezethet. Bizonyos esetekben a helyi, állami és EU-s közigazgatási szervektől rendkívüli támogatás igényelhető, amellyel áthidalhatók a helyi forráshiányok a megszabott célok elérése érdekében. Habár a helyi döntéshozóktól minden esetben azt várják, hogy a leginkább költséghatékony megoldást válasszák ki, manapság viszont gyakran kerülnek szembe azzal az elvárással is, hogy a legújabb és leginkább környezetkímélő buszokat alkalmazzák, ily módon közvetlenül befektetve a leginkább környezetbarát és energiatakarékos technológiába, használt járművek vásárlása helyett.

Buszok meghajtásához négy fő energiahordozó áll rendelkezésre: 1. fosszilis üzemanyagok, 2. bioüzemanyagok, 3. elektromos áram és 4. hidrogén.

Mindezekhez a lehetőségekhez különféle buszos technológiák alkalmazhatók, akár kizárólag egyetlen üzemanyag típus használatával, akár több energiahordozó együttes alkalmazásával (hibrid). Az elektromos, a sűrített földgáz (CNG), a 2. generációs bioüzemanyag, valamint az elektromos és hibrid konfigurációs buszmeghajtási opciók, amely utóbbiak ötvözik az elektromos áramot a hidrogénnel vagy dízellel, jelenleg a legígéretesebb választásnak számítanak technológiai és környezetvédelmi nézőpontból egyaránt. Ugyanakkor, az Euro 6-os dízel kibocsátási normák bevezetésével ezek a technológiák ugyanolyan környezetkímélővé válnak, mint alternatíváik.

Végezetül, azok az innovatív megoldások, amelyek előnyösen alkalmazhatók a közösségi közlekedésben, nagyon gyorsan fejlődnek, de legalábbis gyorsabban, mint a buszok életciklusa. Így tehát drága és bonyolult lehet a közigazgatási szerveknek lépést tartani a fejlődéssel. A dízelmotorok hosszú múltra visszanyúló műszaki hagyományai miatt a dízelbuszok sok előnnyel rendelkeznek, és egy dízelbusz hatásfoka, fenntartási és üzemeltetési költségei könnyebben előre jelezhetők. Milyen előnyei vannak tehát más buszos technológiáknak, figyelembe véve, hogy az Euro 6-os technológiájú buszok környezetvédelmi szabványai megközelítik az alternatív üzemanyagokkal meghajtott buszokéit?

3. ábra: Különféle energiahordozókkal használható autóbusz technológiák és üzemanyagok.

ENERGIA HORDOZÓ

Fosszilis üzemanyagok Bioüzem anyagok keverékekkel együtt

Elektromos áram

16

ÜZEMANYAGOK ÉS TECHNOLÓGIÁK • • • •

Euro 6 szabvány szerinti dízel Sűrített földgáz (CNG) Cseppfolyós földgáz (LNG) Cseppfolyósított propán-bután gáz (autógáz)

• • • •

Biodízel: 1. generációs FAME Biodízel: 2. generációs HVO Bioetanol Biometán

• Autonóm elektromos: éjszakai töltés, gyorstöltés • Trolibusz • Önjáró üzemre is alkalmas trolibusz, hibrid trolibusz vagy töltés menet közben

Hidrogén

• Üzemanyagcella • Belsőégésű motor

Hibridek

• Belsőégésű motor + elektromos meghajtás • Plug-in eszközzel és zéró emissziós megoldással vagy anélkül



Adatlapok A következő fejezetekben adatlapokat mutatunk be az autóbusz technológia, az energiahordozó és az energiahálózat (üzemanyag, gáz, elektromos áram) különféle kombinációira: nn nn nn nn nn nn nn nn

Dízel Sűrített földgáz (CNG) és biometán Biodízel: FAME és HVO Bioetanol Elektromos áram: gyorstöltés és éjszakai töltés Elektromos áram: trolibusz Dízel: dízel/elektromos hibrid Hidrogén: hidrogén/elektromos hibrid

Szennyezőanyag kibocsátás, [McKinsey, 2012], [CE, 2013], [TNO]: nn NOx tanktól a kerékig (TTW) (a kipufogógázban), nn PM10 tanktól a kerékig (TTW) (a kipufogógázban, nem számolva a fékezésből, gumikopásból és az útfelületről leváló részecskéket) Zajkibocsátás, [McKinsey, 2012]: nn dB(A) mértékegységben kifejezve.

Az adatlapok különféle lényeges jellemzőket tartalmaznak technológia vagy üzemanyag szerinti bontásban. Az ezekben szereplő információk különféle forrásokból származnak (szakirodalom, eredetiberendezés-gyártói jármű-specifikációs adatok), amelyeket az adatlapok összegeznek, és a 4. fejezetben található, részben mennyiségi technológiai összehasonlítás alapját képezik majd: Működési teljesítmény, [McKinsey, 2012], [CE, 2013], [TNO, 2014], [JEC, 2014], [TNO, 2015]: nn Autonóm üzemű hatótávolság nn Újratöltési idő nn Útválasztás rugalmassága nn Energiafogyasztás a tanktól a kerékig (tank to wheel, TTW). A jellemző értékek az UITP SORT 2 alapján szerepelnek, vagy a tényleges, 18–22 km/h közötti utazási sebességeken jellemző átlagos üzemre vonatkoznak. A valós körülmények között mért energiafogyasztás értéke a jellemző üzemeltetési feltételek, például az útvonal, a domborzati viszonyok, az éghajlat, a vezetési stílus, a hasznos teher stb. függvényében eltérő lehet. Infrastruktúra: nn Szükséges infrastruktúra nn Az infrastruktúra lefedettsége

Költségek, [McKinsey, 2012]: nn Egy 12 m-es szóló autóbusz beszerzési költségei nn Teljes bekerülési költség. A teljes bekerülési költség (TCO) értéke számos változótól függ. A változók értéke idővel alakul. A nem hagyományos technológiával üzemelő buszok a technológia kiforrottsága szempontjából eltérőek lehetnek, ami aktuálisan a költségtényezők teljes életciklusra vetített összegének kiszámíthatatlanságát és bizonytalanságokat eredményez; a műszaki fejlesztéseknek és növekvő értékesítési volumennek köszönhetően viszont a jövőben valószínűleg olcsóbbá válhatnak. Az üzemanyagárak volatilitása hatással van az összköltségre, és a tapasztalatok szerint, a piacot erősen befolyásoló nemzetközi szereplők ellátási stratégiáinak köszönhetően jelentős ingadozások jellemzik. A költségek szempontjából az energiahordozók (üzemanyagok) és technológiák összehasonlításához az adatok és ábrák a [McKinsey, 2012] forrásból származnak. Az adatok összeállításakor a távlati kilátások előrejelzései egyre növekvő üzemanyagárakkal számoltak. Feltétezhető, hogy az előrejelzések a nyersolaj árának 2016-os meredek esése ellenére is érvényesek maradnak. A költségekkel kapcsolatos bizonytalanságot az üzemanyagok és technológiák közötti, részben mennyiségi megközelítéssel végzett összehasonítás oldja fel (4. fejezet). A társadalom egészét érintő külső költségek és bevételek nem lettek figyelembe véve. A közlekedés externális költségeiről, a buszokat is beleértve az [AEA, 2014] forrásban szerepelnek információk. Mérlegelési szempontok

Üvegházhatású gázok kibocsátása, [JEC, 2014], [FQD, 2009/30/EC], [McKinsey, 2012], [TNO, 2015]: nn ÜHG a tanktól a kerékig (TTW) a CO2 E mennyiségében, (beleértve az N2O és CH4 kibocsátást is (GWP25év)) nn ÜHG a forrástól a kerékig (well to weel, WTW) a CO2 E mennyiségében, (beleértve az N2O és CH4 kibocsátást is (GWP25év))

Főbb előnyök Főbb hátrányok

17



FOSSZILIS ÜZEMANYAGOK

18


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Fosszilis üzemanyagok A fosszilis energiahordozók természetes folyamatok eredményeképpen jönnek létre. Általában a szenet, a kőolajat és a földgázt soroljuk ide. Ezek nem megújuló energiaforrások, és az egyik legnagyobb probléma velük kapcsolatban, hogy a világ fosszilis energiahordozó készletei kimerülőben vannak. Egy másik fontos kérdés, hogy a járműveknél, más energiaforrásokkal összehasonlításban, a fosszilis üzemanyagok elégetéséből távozik a légkörbe a legnagyobb mennyiségű üvegházhatású gáz (különösen CO2).

séges infrastrukturális beruházásokra volt szükség, emellett a motor tartósságával és biztonsággal kapcsolatos kérdések is felmerültek.

Az autóbusz technológiák esetében az alábbi fosszilis üzemanyagok közül választhatunk:

Az Euro 6-os szabvány 2014-es bevezetésével az ilyen típusú motorokat hagyományos dízellel használó buszok ugyanolyan környezetkímélővé váltak a lokális emisszió szempontjából, mint egyes, alternatív energiaforrásokkal vagy meghajtással működő buszok, így ez a megoldás ígéretesnek számít. Mára, az Euro 6-os motortechnológia a piacon is jelen van; jellemzőit az alábbi adatlap mutatja be. Az Euro 6-os buszok a működési teljesítmény, az infrastrukturális igények, illetve a költségek szempontjából nagyon hasonlóak az Euro 5-ös buszokhoz, viszont a kipufogógáz kibocsátás tekintetében különböznek.

Az LNG buszok rendkívül nagy hatótávolsággal rendelkeznek, viszont szintén jelentős beruházások szükségesek az üzemanyagtöltő infrastruktúra kiépítéséhez. Ennek köszönhetően kevésbé vonzó választást jelentenek a városok számára, mint a CNG meghajtású buszok.

nn Dízel. A hagyományos dízel keverhető biodízellel, például B7, B30, nn Földgázból szintetizált (GTL) dízel, nn Sűrített földgáz (CNG), nn Cseppfolyós földgáz (LNG) és nn Autógáz (LPG). Néhány évvel ezelőtt népszerű volt az LPG használata buszok meghajtásához, viszont a technológia alkalmazásához költ-

4. ábra: Euro 6-os dízel busz Forrás: www.benzinsider.com/2012/09/mercedes-benz-citaro-euro-vi-takes-bus-of-the-year-2013-award

19



Euro 6 dízel buszok:

Működési teljesítmény A dízel üzemanyag viszonylag biztonságos, és nagyon magas energiasűrűség jellemzi. Ennek köszönhetően magas az autonóm üzemű hatótávolság, és az üzemanyag gyorsan újratölthető.

az összehasonlítási alap

Technológia Hagyományos, dízel üzemű belsőégésű motorral hajtott autóbusz technológia, amelyet a szakpolitikai összefoglalónk ös�szehasonlítási alapjaként használt Euro 6-os károsanyag-kibocsátási szabványoknak (2014-es állapot szerint) megfelelő normál dízel üzemanyag hajt.

• Hatótávolság: 600–900 km • Rendkívül rugalmas útválasztás • Jó gyorsulási teljesítmény • Energiafogyasztás 2016-ban: 4,1 kWh/km18 • Az üzemanyag újratöltésére 2 naponta van szükség • Rövid újratöltési idő: 5–10 perc

Dízel meghajtás

Infrastruktúra Az üzemanyag tárolók és töltőhelyek legtöbbször a szolgáltató telephelyén találhatók.

Üzemanyag tárolás és ellátás

Környezeti szempontok: ÜHG és szennyezőanyag kibocsátás

DÍZEL

EURO 5

EURO 6

ÜHG forrástól a tankig gCO2-kibocsátás/km

1383

1317

Motor és perifériák

NOx tanktól a kerékig (közvetlen) g/km

3,5

0,5–1,1

Sebesságváltó és differenciálmű

PM101 tanktól a kerékig (közvetlen) g/km

0,1

0,015

Üzemanyagtank

1Kiv.

a fékezésből, a gumikopásból és az útfelületről leváló részecskéket

Egy dízelmotor önmagában viszonylag magas NOx és PM kibocsátási értékekkel rendelkezik, az Euro 6-os szabvány szerint azonban már szigorú előírásoknak kell megfelelnie a szennyezőanyag kibocsátás tekintetében. Ennek érdekében, az Euro 6-os motorokat részecskeszűrővel és az NOx kibocsátást mérséklő rendszerrel szerelték fel. Az utóbbi megoldás hatásfoka, a forgalmasabb buszvonalakra jellemző alacsonyabb működési sebesség esetén bizonyos mértékben csökkenhet, ami növelheti az NOx kibocsátást.

A dízelmotorok viszonylag magas hatásfokon (~40%) üzemelő, fejlett termékek. A motorban, a levegő-üzemanyag keverék összenyomást követően megemelkedett hőmérséklet, valamint a dízel alacsony öngyulladási hőmérséklete miatt a dízel égése automatikusan megy végbe. Mindemellett a dízel egy viszonylag biztonságos üzemanyag, mivel csak kismértékben párolog. A kéntartalom, valamint a poliaromás szénhidrogének mennyisége csökkentésének nyomán az üzemanyag minősége ugrásszerűen jobb lett. Ennek eredményeképpen csökkent az egészségre ártalmas károsanyag-kibocsátás, és lehetővé vált a részecskeszűrők, valamint katalizátorok alkalmazása. Üzemanyag Az érvényben lévő szabályozásoknak megfelelően a dízel üzemanyagnak tartalmaznia kell bizonyos hányadban biodízelt, amely manapság legtöbbször FAME típusú. A pontos részarány országonként eltérő. A bioüzemanyagok keverésének követelményét a megújuló energia irányelv fekteti le.

18 Az energiafogyasztásnak az üzemanyagból felhasznált energia felel meg. Normál dízel üzemanyagból 1 liter mintegy 10 kWh energiának felel meg.

20


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Zaj A dízel meghajtással rendelkező buszok zajkibocsátása továbbra is jelentős, amit többek között a dízelmotor égési folyamatainak jellegzetes hangja okoz. Modern motorok esetén, korszerű üzemanyag fecskendezési rendszerek és zajszigetelési technikák segítségével a zajkibocsátás fokozatosan csökkent. A (dízel üzemű) buszok zajterheléséből adódó külsőköltségek jelentősnek számítanak, mértékük a napszaktól függően eltérő [AEA, 2014]. • Zajkibocsátás: álló helyzetben 80 dB; elhaladva 77 dB Költségek • Tájékoztató beszerzési ár: mintegy 220 000 € / busz • Az OPEX és CAPEX, a megbízhatóság, a hasznos élettartam és az újraeladási érték jól ismert. Mérlegelési szempontok Az Euro 6 dízel busz olyan károsanyag-kibocsátást mérséklő rendszerekkel rendelkezik, amelyek a motorból származó NOx és PM kibocsátást nagyon alacsony mértékűre csökkentik. A biodízel vagy GTL használata tehát szinte egyáltalán nem befolyásolja már a kipufogógáz kibocsátást. További CO2 kibocsátás-csökkenés érhető el a futómű, a gumiabroncsok és segédberendezések hatásfokának növelésével, valamint „puha” eszközök, például a vezetési stílus megváltoztatásának segítségével. Emellett, a közvetett üvegházhatású gáz kibocsátás biodízel használatával is csökkenthető – lásd a biodízellel kapcsolatos adatlapot. Főbb előnyök A dízelmotorok hosszú múltra visszanyúló hagyományai miatt a dízelbuszok hatásfoka, fenntartási és üzemeltetési költségei előre jelezhetők; az üzemanyagtöltő infrastruktúra jelenleg is rendelkezésre áll, a buszok pedig viszonylag könnyen átalakíthatók a bioüzemanyagok használatához. Főbb hátrányok A fosszilis dízel egy nem megújuló energiaforrás, amelynek használata hosszú távon energiabiztonsági kérdéseket vet fel.

21



Sűrített földgáz (CNG) meghajtású buszok Technológia Hagyományos belsőégésű motorral (szikragyújtásos Otto-motorral) hajtott, kiforrott autóbusz technológia, amely megfelel az Euro 6-os károsanyag-kibocsátási szabványoknak (2014es állapot szerint), sűrített földgáz vagy biogáz meghajtással. Az ilyen motortípus hatásfoka egy dízelmotorhoz képest kissé alacsonyabb.

mértékű, mint a dízel buszoké. Az üzemanyag újratöltése általában ugyanannyi időt vesz igénybe, mint a dízel esetén, így jelenleg a CNG buszok működési teljesítmény szempontjából többé-kevésbé egyenértékűnek tekinthetők a dízel járművekkel. • Hatótávolság: 350–400 km • Rendkívül rugalmas útválasztás • Energiafogyasztás 2016-ban: 5,2 kWh/km • Újratöltés naponta vagy két naponta • Rövid újratöltési idő: 5–10 perc

CNG CNG magas nyomású töltőállomás

Infrastruktúra Földgáz esetén különleges üzemanyagtöltő infrastruktúrára van szükség (speciális kompresszor és segédtartály a gyors töltéshez). A gázt kaphatja a töltőállomás egy meglévő gázhálózathoz kapcsolt csatlakozáson keresztül, vagy egy helyi tárolóba elhelyezve is. Környezeti szempontok: ÜHG és szennyezőanyag kibocsátás A motor alacsonyabb hatásfoka mellett az energiaegységnyi földgáz elégetéséből származó alacsonyabb CO2 kibocsátás összességében hasonló tanktól a kerékig számított CO2 kibocsátást eredményez, mint a dízel esetén. A forrástól a tankig meghatározott CO2 kibocsátás a gáz termelési és elosztási körülményeitől függ. A gáz üzemű motorok évtizedeken keresztül a leginkább környezetkímélő technológiának számítottak.

CNG tartály Motor és perifériák Sebességváltó és differenciálmű

A földgáz üzemű motorok egy rendkívül fejlett technológiát képviselnek, és az utóbbi évtizedek során piacuk is sokat fejlődött. Ez különösen igaz olyan EU tagországokban, amelyek országos szintű gázvezeték hálózattal rendelkeznek.

(BIO-) CNG

Üzemanyag A hagyományos földgáz minősége (fűtőértéke) országonként, illetve forrásonként változó lehet bizonyos mértékben, és nagymértékben függ a pillanatnyi összetételtől. A motorvezérlés alkalmazkodik a minőségbeli különbségekhez.

ÜHG kibocsátás forrástól a tankig

Működési teljesítmény A dízelmotornál bizonyos mértékben alacsonyabb hatásfok miatt a földgáz üzemű motor több energiát fogyaszt. Egy liternyi földgáz lényegesen kevesebb energiát tartalmaz, mint ugyanennyi dízel. Ennek megfelelően a gázt sűríteni kell, és viszonylag nagy tartályokban kell tárolni. Az ilyen járművek autonómiája ebből adódóan általában valamivel kisebb

EURO 6

EU energiamix

CO2 kibocsátás/km

1277

Kommunális hulladék

CO2 kibocsátás/km

273

Trágyalé

CO2 kibocsátás/km

–1288

NOx tanktól a kerékig (helyben)

g/km

<1

PM101 tanktól a kerékig (helyben)

g/km

<0,01

1Kiv.

22

PÉLDA ELŐÁLLÍTÁSI ÚTVONAL

a fékezésből, a gumikopásból és az útfelületről leváló részecskéket.


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról 5. ábra: CNG busz

Korábban próbálkoztak hagyományos dízel buszok átalakításával CNG üzemre, de az ilyen típusú beavatkozások a buszok számára előírt szigorúbb károsanyag-kibocsátási szabványok miatt nem javasoltak.

Forrás: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ commons/c/c1/Arriva_561_MAN_Lions_City_Groningen.jpg

Főbb előnyök Dízelmotoroknál alacsonyabb zajkibocsátás. A forrástól a kerékig keletkező üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentéséhez az üzemanyag-ellátás biometánnal is biztosítható. A technológia szennyezőanyag kibocsátása nagyon alacsony – a legnagyobb valószínűség szerint még az Euro 6-os dízelmotorok károsanyag-kibocsátásánal is valamivel kisebb. Főbb hátrányok A földgáz egy nem megújuló energiaforrás, így használata a dízelhez hasonló energiabiztonsági kérdéseket vet fel. A biztonsági kockázatok a CNG esetleges szivárgása és gyúlékonysága révén kialakuló fokozott tűzveszély miatt állnak fenn.

Az Euro 6 bevezetésével a dízelmotorok is rendkívül környezetkímélővé váltak a gyakorlatban, és a dízel, illetve gáz üzemű motorok szennyezőanyag kibocsátása közötti különbségek szinte el is tűntek.

Az európai városokban összesen 167 CNG üzemű buszt helyeztek üzembe a CIVITAS II és CIVITAS Plus projektek intézkedései keretében. A CNG buszok üzembe helyezéséhez vezető legfőbb tényezők: az elöregedett autóbusz járműpark fiatalításának igénye, kihasználva egyben a lehetőséget a lokális emisszió csökkentésére, valamint a környezetvédelmi arculat erősítésére a környezetkímélőbb járművek bevezetésével. Több város is a CNG busz flotta bevezetését és üzembe helyezését korlátozó tényezőként jelölte meg a politikai támogatás és a CNG buszok bevezetését szabályozó állami szintű jogszabályi háttér hiányát. További nehézségként említették a CNG üzemanyagtöltő állomások építéséhez szükséges engedélyek megszerzésének nehézségeit, valamint egyes új és átalakított CNG buszok műszaki problémáit.

A földgáz üzemű motorok üzemelése sztöchiometrikus, ami azt jelenti, hogy ha az üzemanyag-levegő keverék pontosan szabályozható, akkor egy háromállású katalizátor képes lesz magas hatékonysággal megtisztítani a kipufogógázokat. Zaj Az eltérő égési folyamat miatt a földgáz üzemű motorok kevesebb zajt bocsátanak ki, mint a dízelmotorok. • Zajkibocsátás: álló helyzetben: 78 dB; elhaladva: 78 dB

LNG A fölgáz nagyon alacsony, körülbelül –160 °C-os hőmérsékletre hűtve cseppfolyósítható. Ilyen formában könnyebben is szállítható, és egységnyi térfogatra számítva több energiát tartalmaz. Ennek megfelelően az LNG csak olyan esetekben használatos, ha magasabb szintű autonómiára van szükség. Az LNG esetében problémát jelenthet az üzemanyag minőségének romlása a tartályban. Ennek oka, hogy a nehezebb frakciók (például etán, propán, bután) különválnak a gáztól, és a tartályban maradnak. A maradékot – amely továbbra is magas GWP (globális felmelegedési) potenciált jelentő metánt tartalmaz – ki kell fúvatni a levegőbe. A tartályban található üzemanyag fokozatos melegítése szintén magas GWP potenciált jelentő metánpárolgáshoz vezethet.

Költség • Tájékoztató beszerzési ár: mintegy 250 000 € / busz • A tetőn elhelyezett nagyméretű CNG tartályok, a megerősített autóbusz váz és a különféle biztonsági intézkedések miatt a CNG buszok beszerzési ára magasabb, mint a dízel buszoké. Ha nem áll rendelkezésre infrastruktúra (gázvezeték rendszer, gáztárolók, kompresszor), további tőkeráfordítást is számításba kell venni. Mérlegelési szempontok Egy hagyományos dízel busz és egy CNG busz között az Euro 6 szabvány előtt a legfőbb különbség a lokális emisszió tekintetében volt. A CNG buszok előnye ebből a szempontból azonban meg is szűnt, ugyanis az Euro 6-os dízel járművek szennyezőanyag kibocsátása is nagyon alacsony. Ha egy CNG busz meghajtására biogázt (pl. biometánt) használnak, a buszok üvegházhatású gáz kibocsátása is alacsonyabb lesz. A kibocsátás csökkenésének pontos értéke a biogáz forrástól függ. 23



BIOÜZEMANYAGOK

24


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Bioüzemanyagok A „bioüzemanyag” kifejezés mindazon üzemanyagok ös�szefoglaló neve, amelyeket növényi szerves anyagból állítanak elő. A bioüzemanyagok előállításához különféle eljárásokat használnak, ami egyben magyarázatként is szolgál arra, hogy miért létezik ilyen sokféle formája: biodízel, bioetanol, biometán. Attól függően, hogy buszok, személyautók vagy bármilyen más jármű meghajtására használják-e, a bioüzemanyagokat általában keverni szokták hagyományos üzemanyagokkal. Ilyen például a B7 vagy B30 dízel.

nn A 2. generációs bioüzemanyagok nem élelmezési célból termesztett növényeket, hanem mezőgazdasági iszapot és kommunális hulladékot, valamint a növénytermesztés során keletkező hulladékot használnak fel, és ezt a fenntartható termelési módot az EU politikái is támogatják. A 2. generációs bioüzemanyagokkal kapcsolatban felmerülő legfőbb probléma, hogy nagy mennyiségben nem áll belőlük rendelkezésre kereskedelmi mennyiség. Ugyanez érvényes a használt sütőolajra is.

Az üzemanyag minőség szempontjából a bioüzemanyagok két generációját különböztetjük meg. Az 1. generációs üzemanyagok olcsóbbak, de a minőségük is gyengébb. Ezzel szemben a 2. generációs társaik előállítási folyamata kifinomultabb, így költségesebb is. A HVO típus kompatibilisebb a motorral, mint a FAME, mivel a HVO minősége általában is jobb és stabilabb.

A FAME biodízel (zsírsav-metil-észter) az egyik leginkább használt 1. generációs bioüzemanyag, amelyet buszok meghajtására használnak. A nem fenntartható előállítás miatt használatát hosszú távon már nem javasolják, de tekintettel arra, hogy a 2. generációs bioüzemanyagok előállítása széles közben még nem terjedt el, továbbra is alkalmazzák ezt a típust. A kutatási, fejlesztési és bevezetésre irányuló törekvések középpontjában jelenleg a 2. generációs bioüzemanyagok, azon belül is a HVO (hidrogénezett növényi olaj: növényi olaj vagy állati zsír hidrogénezésével előállított minőségi biodízel) anyagok állnak. A FAME és HVO meghajtású Euro 6 buszok a működési teljesítmény, az infrastruktúra, a költségek és a lokális emisszió szempontjából nagymértékű hasonlóságot mutatnak a hagyományos dízel technológiával. Bioüzemanyagok esetében azonban az üvegházhatású gáz kibocsátás mértéke jelentősen függ a nyersanyag tulajdonságaitól és az előállítási eljárás sajátosságaitól (lásd: FAME/HVO buszok adatlapja). Az üzemanyag fenntarthatóságának igazolásához tanúsítványokra lehet szükség.

A nyersanyag szempontjából is két generációt különböztetünk meg: nn Az 1. generációs bioüzemanyagok a betakarított biomasszából (pl. cukornád, búza, pálmaolaj) közvetlen átalakítással nyert üzemanyagok. Az először több mint 10 évvel ezelőtt bevezetett 1. generációs üzemanyagok használatát manapság már nem próbálja előremozdítani az EU, különösen, mert előállításuk súlyos környezeti, társadalmi és gazdasági következményekkel járhat. A legjelentősebb hatás az élelmiszerárak és az élelmiszerbiztonság tekintetében tapasztalható (mivel a biomasszát élelmezési célok helyett üzemanyag előállítására használják fel). A bioüzemanyag-gyártás egyes növények esetén közvetetten a területhasználat megváltozását eredményezheti, ez pedig nagy valószínűséggel jelentősen megnöveli a forrástól a kerékig kibocsátott CO2 mennyiségét. További hatásként említhető az erdőterület visszaszorulása és a biodiverzitás csökkenése.

A biogáz (biometán, bio CNG) használható CNG buszok üzemanyagaként. A forrástól a tankig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége az előállítás módjától és a forrástól is függ. A biometán tárolóba is szállítható, vagy keverhető fos�szilis gázzal is a normál infrastruktúrát használva. Az üzemanyag fenntarthatóságának igazolásához ez esetben is tanúsítványokra lehet szükség.

6. ábra: bioüzemanyag-meghajtású busz

25



Biodízel meghajtású buszok Technológia A legtöbb dízelmotor úgy lett kialakítva, hogy kis mennyiségű bioüzemanyag hozzákeverhető legyen az üzemanyaghoz, viszont minden bioüzemanyag keveréktípushoz specifikus módosítások szükségesek a motorban. Akár még 30%-ig sem feltétlenül van szükség a motor módosítására, de a pontos arány motortípusonként eltérő lehet. Ennek megfelelően egyértelműen rögzíteni kell az eredetiberendezés-gyártókkal (OEM), hogy milyen típusú bioüzemanyag vagy bioüzemanyag keverék használható egy adott motorral. Az Euro 6-os motorok esetén, az összetettebb utókezelő rendszerek és a kifinomult üzemanyag rendszerek miatt a FAME a legtöbb esetben csak 7%ig keverhető az üzemanyaghoz. A HVO, az üzemanyag jobb és stabilabb minőségének köszönhetően általában magasabb keverési arányt tesz lehetővé, mint a FAME. Ez akár 30%-ot is jelenthet. Karbantartásra általában gyakrabban van szükség.

(cseppfolyósított biomassza) szintén jól ismert, minőségi biodízelnek számítanak. A FAME-hez hasonlóan a HVO-t is növényi olajból, vagy egyes esetekben állati zsiradékból állítják elő. A HVO kevesebb oxigént tartalmaz, mint a FAME, és minőségében jobban hasonít a hagyományos dízelre. Működési teljesítmény A térfogat-egységenként viszonylag alacsony (–5 és 10% közötti) energiatartalom miatt az ilyen technológia autonómiája alacsonyabb szintű, mint a dízel buszok esetén. • Hatótávolság: 570–850 km • Rendkívül rugalmas útválasztás • Jó gyorsulási teljesítmény • Energiafogyasztás 2016-ban: 4,1 kWh/km • Üzemanyag újratöltés 2 naponta • Rövid újratöltési idő: 5–10 perc

Dízel meghajtás

Infrastruktúra A legtöbb biodízelt alacsony arányú (<7%) keverékben, a hagyományos üzemanyagtöltő állomásokon és értékesítési hálózaton keresztül értékesítik. Alacsony arányban keverve a közlekedési üzemanyaghoz (az EN 590-es szabványnak megfelelően Európában jelenleg maximum 7 %), a biodízel használatához nincs szükség az elosztási rendszer megváltoztatására, így elkerülhetőek a költséges infrastrukturális beruházások. A keverékekhez használható ugyanaz az üzemanyagtöltő infrastruktúra, mint a dízelhez. A magasabb arányú keverékek (B20-B100) kifejezetten erre fenntartott töltőállomásokon kaphatók, és speciális tárolási megoldást igényelnek.


Üzemanyagtank

Környezeti szempontok: ÜHG és szennyezőanyag kibocsátás A biodízel buszok üvegházhatású gáz kibocsátása függ az üzemanyag előállításához használt nyersanyagtól, és kisebb mértékben a gyártási eljárástól. A használt sütőolajból előállított biodízel esetén az ÜHG kibocsátás akár 90%-kal alacsonyabb is lehet. Egyes nyersanyagok (gabonanövények és keményítőben gazdag növények, olajnövények és a cukorgyártás növényi alapanyagai) esetén, a közvetett területhasználat változás megnövelheti a forrástól a kerékig kibocsátott CO2 mennyiséget. Az Európai Bizottság a területhasználat megváltoztatása okozta közvetett hatásokra vonatkozóan előzetes emissziós adatokat vázol fel az (EU) 2015/1513 irányelvben. Az üvegházhatású gáz kibocsátás mértéke a keverési aránytól is függ. Alacsonyabb keverési arány esetén az üvegházhatású gázok kibocsátásával ös�szefüggő előnyök arányosan kisebb mértékűek lesznek.

Motor és perifériák Sebesságváltó és differenciálmű

Üzemanyag A FAME és a HVO a leggyakrabban alkalmazott biodízel típusok. A legtöbb biodízelt hagyományos dízellel keverik. A FAME (zsírsav-metil-észter) egy észterezett olajtípus (növényi, illetve állati zsírok vagy használt sütőolaj). A molekulában sok oxigén található, és ezért a kilogrammonkénti energiatartalom alacsonyabb a dízelnél. A FAME kevésbé stabil minőségű, mint a HVO. A HVO (hidrogénezett növényi olaj), valamint a BTL

Az Euro 6-os biodízelmotorok esetén, az ennél a generációnál beépített, a károsanyag-kibocsátást rendkívül hatékonyan 26



BIODÍZEL

PÉLDA ELŐÁLLÍTÁSI ÚTVONAL FAME faggyúolaj

CO2 kibocsátás/km

391

FAME használt sütőolaj

CO2 kibocsátás/km

205

FAME repcemag (ILUC1 értékkel/ anélkül)

CO2 kibocsátás/km

1487/669

HVO használt sütőolaj NExBTL

CO2 kibocsátás/km

120

HVO repceliszt NExBTL

CO2 kibocsátás/km

842

HVO repcemag (ILUC1 értékkel/ anélkül)

CO2 kibocsátás/km

1487/669


g/km

0,5–1,1


g/km

0,015


Mérlegelési szempontok A közlekedésben alkalmazott megújuló energiaforrások részarányának növelésére, valamint a fenntartható bioüzemanyagok használatának elterjesztésére vonatkozó EU-s célkitűzések teljesítéséhez nagyobb mértékben szükséges bioüzemanyagokat alkalmazni a közlekedésben. Az üzemanyag specifikációk szerint azonban csak 7%-ban keverhető FAME a dízelhez. Az üzemanyag minőségi és stabilitási bizonytalanságai miatt az eredetiberendezés-gyártók (OEM) ajánlásai töményebb FAME keverékek alkalmazását nem támogatják.

EURO 6

Jelenleg nagyon kis mennyiségben állnak rendelkezésre HVO készletek: a HVO termelés világszinten jelenleg az európai dízel igény mindössze 1%-át képes fedezni (előállító: Nestlé Oil – Finnország, Hollandia és Szingapúr). Az alacsony ellátottság miatt, valószínűleg ez továbbra is egy jelentős piaci rést képviselő üzemanyag marad 2020-ig. A forrástól a tankig kibocsátott CO2 és felhasznált energia mennyisége a nyersanyagtól és a termelési módtól függ. Az üzemanyag fenntarthatósági kritériumoknak való megfelelőségével kapcsolatban üzemanyag tanúsítványok kiállítására van szükség. Főbb előnyök A dízel buszok motorján csak kisebb módosításokat kell végrehajtani a bioüzemanyagok használatához, illetve a káros anyag-kibocsátás jelentősebb csökkentése érdekében. Főbb hátrányok Minden egyes bioüzemanyag típushoz/keverékhez az adott üzemanyaghoz szükséges módosításokat kell végrehajtani a motoron.

1ILUC:

közvetett területhasználat-váltás, amely valószínűleg jelentősen megnöveli a forrástól a kerékig kibocsátott CO2 mennyiségét. Az EU 2015/1513 irányelve a gabonafélékre (kukorica, rizs, búza stb.) és a keményítőben gazdag növényekre, az olajnövényekre (pálma, szójabab, repcemag stb.) és a cukornövényekre vonatkozóan előzetesen becsült értékeket (gCO2eq / MJ elégetett üzemanyag) tartalmaz.

A CIVITAS II és CIVITAS Plus projektek keretében 304 biodízel üzemű buszt helyeztek forgalomba (elsősorban első generációs buszokat). Egyes városok esetén, a biodízel meghajtású buszokhoz választandó ösztönzőket, a közösségi közlekedés minőségének, környezeti teljesítményének és szolgáltatási szintjének javítása mellett elkötelezett politikai támogatás kísérte. A bioüzemanyag meghajtású buszokkal kapcsolatban az alábbi főbb korlátozó tényezőkről számoltak be: politikai támogatás hiánya (a bioüzemanyagokra és bioüzemanyag keverékekre vonatkozó megfelelő jogszabályi háttér megalkotásának, illetve a bioüzemanyag töltőállomások kiépítésének engedélyeztetése tekintetében), a buszgyártók, infrastruktúra-üzemeltetők és buszvezetők hiányos tapasztalatai a bioüzemanyagok és keverékek alkalmazásával kapcsolatban, valamint az üzemanyag minőségével kapcsolatos kétségek. Vannak azonban olyan bioüzemanyagok, amelyekre ugyanolyan kémiai stabilitás jellemző, mint a dízelre. Ilyen például a HVO. Ebben az esetben nincsenek problémák az üzemanyag minősének romlásával vagy a rendszer eltömődésével.

2Kiv.

a fékezésből, a gumikopásból és az útfelületről leváló részecskéket. csökkentő fedélzeti rendszerek alkalmazásával a szennyezőanyag kibocsátási értékek számottevően nem különböznek. Zaj A dízelmotorokban használt folyékony bioüzemanyagok nem befolyásolják jelentősen a zajkibocsátást. Költségek • Tájékoztató beszerzési ár: mintegy 220 000 €/busz • A beszerzési ár megegyezik a dízel buszokéval. Jelenleg (2016-ban) a HVO és a FAME egyaránt drágábbak a normál dízel üzemanyagnál. A normál dízelnél alacsonyabb energiasűrűség miatt (FAME~ –10%, HVO ~–5–10%) az üzemanyag fogyasztás magasabb. 27



Bioetanol meghajtású buszok Technológia A személygépjárművek általában Otto-motorokat alkalmaznak, és 85%-os etanol/benzin keverékkel működnek. Tehergépjárművek és buszok esetében, a gyárilag (OEM) kissé átalakított dízelmotor használható E95-ös, magas koncentrációjú bioetanol-dízel keverék meghajtással.

• Az erőátvitel hatásfoka hasonló a dízelmotort alkalmazó társaihoz. • Energiafogyasztás 2016-ban: 4,1 kWh/km • Újratöltés 1 vagy 2 naponta • Rövid újratöltési idő: 5–10 perc

Gyártó által átalakított dízel meghajtás

Infrastruktúra Ugyanolyan típusú töltő infrastruktúra használható, mint a dízel esetén, de egy kifejezetten a bioetanolhoz való szivattyút, illetve egy nagyméretű tároló tartályt be kell építeni a rendszerbe.


Környezeti szempontok: ÜHG és szennyezőanyag kibocsátás Ennek a technológiának az esetében viszonylag kevés adat áll rendelkezésre a CO2 kibocsátásról, illetve a lokális emisszióról. BIODÍZEL

CO2 kibocsátás/km

137

Búzalignit

CO2 kibocsátás/km

1279

Cukorrépa, cefre felhasználása nélkül (ILUC1 értékkel/ anélkül)

CO2 kibocsátás/km

599/792

NOx2 tanktól a kerékig (helyben)

g/km

0,5–1,1

PM102, 3 tanktól a kerékig (helyben)

g/km

0,015

Motor és perifériák ÜHG kibocsátás forrástól a tankig

Üzemanyag A bioetanol egy folyékony üzemanyag, amelyet elsősorban cukornádból, gabonából, kukoricából, szalmából vagy erdészeti hulladékból, és elsősorban nagyon magas koncentrációjú dízel keverékekben (E95 vagy ED95) használnak. Az alacsony koncentrációjú e-dízel (maximum 15% etanol a dízelben) használata nem elterjedt. Az etanol energiasűrűsége alacsonyabb a dízelénél. Bioetanol kereskedelmi mennyiségben áll rendelkezésre világszerte.

EURO 6

Búzaszalma

Üzemanyagtank

Sebesságváltó és differenciálmű


1ILUC:

közvetett területhasználat-váltás, amely valószínűleg jelentősen megnöveli a forrástól a kerékig kibocsátott CO2 mennyiségét. Az EU 2015/1513 irányelve a gabonafélékre (kukorica, rizs, búza stb.) és a keményítőben gazdag növényekre, az olajnövényekre (pálma, szójabab, repcemag stb.) és a cukornövényekre vonatkozóan előzetesen becsült értékeket (gCO2eq / MJ elégetett üzemanyag) tartalmaz

Működési teljesítmény Hatótávolság: 400–600 km. A térfogat-egységenként alacsonyabb (100% etanolnál –30 és 40% közötti) energiatartalom miatt az ilyen technológia autonómiája kisebb, mint dízel buszok esetén.

2Az

Euro 6 szabványra megalapozott kibocsátási adat nem áll rendelkezésre. 3Kiv.

a fékezésből, a gumikopásból és az útfelületről leváló részecskéket.

• Rendkívül rugalmas útválasztás • Jó gyorsulási teljesítmény 28



Az Euro 6-os szabványok teljesítésével előreláthatólag nagyon alacsony szennyezőanyag kibocsátási értékek lesznek más Euro 6-os technológiákkal összehasonlítva. A forrástól a tankig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége nagymértékben függ az energia előállításának módjától. Zaj A dízel járművekhez hasonló. Költségek • Tájékoztató beszerzési ár: mintegy 250 000 €/busz • Egy busz beszerzési ára valamelyest magasabb, mint egy dízel buszé. • A jelentősebb üzemanyag fogyasztás és a magasabb literenkénti ár miatt az üzemanyag költségek is magasabbak. Mérlegelési szempontok Jelenleg csak egyetlen szolgáltató (OEM) foglalkozik ilyen technológiával. Főbb előnyök Az etanol alternatív forrást jelent a dízel számára, és adott esetben csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátást a nyersanyagtól függően. Főbb hátrányok Területi szempontból korlátozott hozzáférés.

29



ELEKTROMOS ÁRAM

30


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Elektromos áram Az elektromos áram az elektromos buszok és trolibuszok táplálásának kézenfekvő energiahordozója. Az elektromos buszok általában újratölthető és statikusan feltöltött akkumulátort használnak az energia fedélzeti tárolására. A trolibuszok áramellátását általában felsővezetéken keresztül oldják meg, és töltésük a vonatokéhoz hasonlóan dinamikus. Az elektromos meghajtású buszok jelenleg a legkörnyezetkímélőbb technológiának számítanak a piacon: mivel lokális emissziójuk nulla, így alkalmazásukkal érhető el a legjelentősebb eredmény a helyi levegőminőség szempontjából. Általában alacsonyabb zajszint is jellemző rájuk, mint a belsőégésű motorokkal hajtott buszokra. Elektromos meghajtású járművek esetén, a forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok tekintetében fontos figyelembe venni az elektromos áram forrását és előállításának módját is.

nn Különleges gyorstöltési technológia, például induktív töltéssel vagy egyes kijelölt buszmegállókban kialakított pantográfos, menet közben használható töltőállomásokkal. nn Önjáró üzemre képes vagy hibrid trolibusz (IMC, menet közbeni töltés) Trolibusz A trolibuszos technológia különösen kiforrottnak számít. A járművek gyakran elsősorban elektromos árammal meghajtott buszok, amelyek felsővezetékes infrastruktúrán keresztül, külső áramforrásról kapnak táplálást. Bizonyos mértékű autonóm működéshez a rendszer segédhajtóművet (auxiliary power unit, APU) használ (amellyel rövidebb távolságok felsővezeték nélkül is áthidalhatók, illetve amely a garázsmenethez is használható). A régebbi változatok fedélzeti generátor egységekkel is rendelkeznek. A mai igényeknek megfelelően ezt a funkciót már inkább egy akkumulátor látja el. A legtöbb esetben azonban folyamatosan áramforráshoz kapcsolt technológiákat alkalmaznak. Jelenleg, szintén részben elektromos hálózathoz kapcsolt hibrid vagy önjáró üzemre is képes trolibuszos technológiákat tesztelnek, amelyek menet közbeni töltéssel, a felsővezeték nélküli szakaszok áthidalására használható fedélzeti akkumulátorral üzemelnek.

Akkumulátoros elektromos busz Az akkumulátoros elektromos buszok piaci részesedése gyorsan növekszik. A dízel üzemű buszokkal összehasonlítva az akkumulátor viszonylag alacsony energiasűrűségű, így ezeknek a buszoknak az autonómiája jelentősen kisebb, mint a hagyományos buszoké. Az akkumulátor újratölthető lassú töltéssel az éjszaka folyamán vagy nagyobb időközönként a központi buszgarázsban (éjszakai töltés), illetve gyakoribb időközönként az autóbusz vonal mentén, továbbá a végállomásokon elhelyezett gyorstöltő állomásokon (gyorstöltés). Egy akkumulátor újratöltése (különösképpen lassú töltés esetén) jelentős időt vehet igénybe, ami azt jelenti, hogy nem olyan széles körben alkalmazható (napi üzemeltethetőségre rendelkezésre álló órák tekintetében), mint a dízel buszok. Ez pedig további, a teljes bekerülési költséget növelő költségeket von maga után, ha további buszokra, és valószínűleg buszvezetőkre van szükség. Emellett, az akkumulátorok drágák, nagy méretű akkumulátorok esetén kevesebb utas fér el (több buszra lehet szükség), és a nagyobb akkumulátorok bizonyos mértékben magasabb energiafogyasztást is jelentenek. Jelenleg is dolgoznak olyan műszaki megoldások kifejlesztésén, amelyekkel az alkalmazhatóság, valamint az energiatárolás fő forrásaként használt akkumulátorok magas költségei tekintetében a lehető legtöbb hiányosság áthidalható lehet.

7. ábra: Akkumulátoros elektromos busz az UITP SORT energiafogyasztási vizsgálataihoz kialakított tesztpályán

Fő műszaki megoldások: nn Magasabb energiasűrűségű akkumulátorok nn A busz és segédberendezéseinek alacsonyabb energiafogyasztása, aminek köszönhetően növelhető az autonóm hatótávolság, beleértve az energiagazdálkodási és energia előrejelző rendszereket nn Nagyteljesítményű gyorstöltő rendszerek

31



Akkumulátoros elektromos buszok Technológia Olyan busz, amelyet kizárólag elektromos motor hajt, és tisztán elektromos árammal töltött akkumulátorok táplálnak. Két fő töltési stratégia mérlegelésére került sor:

a tanktól a kerékig nagyon alacsony lesz az energiafelhasználás a belsőégésű motoros technológiákkal összehasonlításban.

Gyorstöltéssel üzemeltetett buszok: • Rövid hatótávolságú autonóm közlekedés, amely nagymértékben függ az akkumulátor kapacitásától és a tényleges energiafelhasználástól: <100 km. • Korlátozottan rugalmas útválasztás • Naponta többször szükséges újratöltés • Rövid újratöltési idő: 5–10 perc • Energiafogyasztás 2016-ban: 1,4 kWh/km

1. Gyorstöltéssel üzemeltetett elektromos buszok esetén a buszmegállókban elhelyezett töltőpontokon végzett rendszeres újratöltéseknek köszönhetően az akkumulátor súlya minimálisra csökkenthető. Ezek a járművek kicsi, illetve közepes akkumulátor kapacitással rendelkeznek (általában 20–60 kWh). 2. Az éjszakai töltéssel üzemeltetett elektromos buszok, hos�szabb távolságok (150–250 km) töltés nélküli megtételéhez szükséges méretű (általában 200–350 kWh) akkumulátor kapacitással rendelkeznek. Az akkumulátort általában a közüzemi hálózatról töltik a buszgarázsban az éjszaka folyamán, viszont a napközbeni alkalmazhatóság növelése érdekében az ilyen típusú elektromos buszok is újratölthetőek nap közben, például a nagyobb autóbusz állomásokon.

Éjszakai töltéssel üzemeltetett buszok: • Közepes hatótávolságú autonóm közlekedés, amely nagymértékben függ az akkumulátor kapacitásától és a tényleges energiafelhasználástól: 100–250 km; • Viszonylag rugalmas útválasztás • Újratöltés minden nap végén vagy nap közben • Nagyon hosszú újratöltési idő: több mint 3 óra • Energiafogyasztás 2012-ben (a prototípusok adatai alapján): 1,6 kWh/km

Elektromos meghajtás

Éjszaka töltött buszok esetén az autóbusz üres tömege viszonylag magas lehet a nagyméretű és nehéz akkumulátor miatt. Ez hatással van az utaskapacitásra. Példaként, egy 2-tengelyes, 12 m hosszú, 300 kWh teljesítményű elektromos busz 70 fő szállítására képes, egy 12 méteres dízel jármű 100 főnyi utaskapacitásával szemben.

Villamosenergia hálózat Külső töltőberendezés

A töltési idők a gyorstöltéssel és az éjszakai töltéssel üzemeltetett buszok esetében egyaránt függnek a töltőállomás teljesítményétől és az akkumulátoros technológiától. Fedélzeti töltőberendezés Elektromos áram tárolása E-motor és inverter Differenciálmű

A busz váza és erőátviteli rendszere tekintetében – az akkumulátor kivételével – várhatóan 12–15 év hasznos élettartamra lehet számítani. Az elektromos meghajtás esetében kifejezetten nagyobb a hosszú élettartam esélye, mint egy belsőégésű motor esetén. Egy akkumulátor hasznos élettartama valószínűleg rövidebb lesz, de a pontos paraméterek nagymértékben függnek az akkumulátor üzemeltetésének és töltésének körülményeitől. Jelenleg több laboratóriumi vizsgálatot is folytatnak a járművek öregedésével kapcsolatban. Infrastruktúra Az elektromos buszok esetében speciális infrastruktúrára van szükség (pl. töltőpontokra a buszgarázsokban és/vagy az autóbusz vonal mentén, a megállókban). A fedélzeti töltő berendezések és töltőpontok kiforrott technológiát képviselnek. A pantográfos (konduktív) gyorstöltés és az induktív töltés még korai bevezetési fázisban van.

Működési teljesítmény Az elektromos meghajtás nagyon hatékony, és kifejezetten előnyös a városi forgalomban folyamatosan megálló és újrainduló üzem esetén. Ezen felül az elektromos fékezésnek köszönhetően az energia visszatáplálható. Ennek eredményeképpen 32


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Környezeti szempontok: ÜHG és szennyezőanyag kibocsátás A forrástól a tankig kibocsátott üvegházhatású gázok men�nyisége nagymértékben függ az energia előállítási módjától.

lózatra vonatkozó üzemeltetésének működési költségeiről nem állnak rendelkezésre pontos adatok. Többek között az ilyen busztípusok összetett működése miatt egyes kiadások várhatóan növekedni fognak, ugyanakkor más költségek, például az általános fenntartási költségek tekintetében csökkenés várható.

A lokális emisszió és a tanktól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mértéke nulla. ELEKTROMOS BUSZ


EURO -

Középfeszültségű EU energiamix

CO2 kibocsátás/km

711

Tengeri szélenergia

CO2 kibocsátás/km

0

Széntüzeléssel előállított EU energiamix áram

CO2 kibocsátás/km

1474

Több mint 7000 km-ről vezetett földgáz alapú elektromos áram

CO2 kibocsátás/km

731


g/km

0


g/km

0


Mérlegelési szempontok A gyorstöltéssel üzemeltetett elektromos buszok ígéretes választásnak tűnnek a várható költségek tekintetében. A technológia fő hátrányainak a korlátozott mértékű szolgáltatási rugalmasság, valamint a forgalom ingadozásainak a gyorstöltéssel üzemeltetett e-buszos fizető szolgáltatásra kifejtett hatásai számítanak. Az ilyen ingadozások idővel ahhoz vezetnek, hogy a késések, illetve olyan helyzetek miatt, amikor a forgalom ingadozásai miatt egyszerre két vagy több elektromos busz (menetrend szerinti, és késéssel érkező járatok) szeretne helyet kapni egy töltőponton, nem fog rendelkezésre állni elegendő gyorstöltési kapacitás. Ez azt jelenti, hogy ha megbízható gyorstöltéssel üzemeltetett elektromos busz rendszert szeretnék kiépíteni, akkor nem pusztán a töltés szabványosítására van szükség, de az ilyen típusú megoldásokat be is kell ágyazni egy komplexebb városi mobilitási rendszerbe. Ez olyan intézkedéseket is maga után von, mint a védett autóbusz forgalmi sávok, illetve a városi közlekedést előnyben részesítő forgalomtechnikai megoldások alkalmazása, továbbá az elektromos buszok forgalomirányítására és nyomon követésére kialakított online informatikai rendszerek bevezetése. A gyorstöltéses elektromos busz rendszerek és az okos város koncepciója között nagyon szoros a kapcsolat. Az éjszaka töltött elektromos buszok tekintetében nem elvárás az átlagos napi autonómiai követelmények teljesítése, sem pedig a megfelelő számú utas szállítása az intenzív autóbusz vonalakon használt akkumulátorok súlya miatt. Ennek megfelelően ez a típus jelenleg nem tartható megfelelőnek egész napos működésre forgalmasabb autóbusz vonalakon, ahol magas az utaskihasználtság mértéke. A technológia megfelelő lehet viszont a rövidebb napi üzemeltetési igényű, kevésbé forgalmas autóbusz vonalakon.

1Kiv. a fékezésből, a gumikopásból és az útfelületről leváló részecskéket. Az energiát visszatápláló fékezésnek köszönhetően, az elektromos járművek kisebb fékezésből származó PM kibocsátási mutatókkal rendelkeznek, mint a hagyományos járművek.

Zaj A standard dízel buszoknál alacsonyabb zajszint.

A technológiát – különös tekintettel az akkumulátorra és az infrastruktúrára – folyamatosan fejlesztik.

Költségek • Tájékoztató beszerzési ár: 320 000–500 000 €/busz • A beszerzési árak nagymértékben függnek az akkumulátorkapacitástól. • Az akkumulátorok cseréjének költsége várhatóan jelentős összeget jelent, és nagymértékben függ a mérettől (kapacitástól) és az öregedéstől.

Főbb előnyök Az elektromos buszok technológiája a zéró lokális emisszió és az alacsonyabb zajkibocsátás révén az egyik legkörnyezetkímélőbb megoldásnak tekinthető. Elektromos áram fenntartható forrásokból is előállítható. Főbb hátrányok Magas a beszerzési ár és a teljes bekerülési költség, valamint drága infrastrukturális beruházásokra van szükség. Bizonytalanságok merülnek fel a hasznos élettartammal és az akkumulátor költségeivel kapcsolatban.

Mivel a technológia csak most jelenik meg a piacon, a keletkező hulladékfém értékével kapcsolatban egyelőre nincsenek információk. A töltési infrastruktúra kiépítéséhez jelentős további tőkeráfordítást kell számításba venni. A technológia teljes há33



Trolibuszok

Infrastruktúra Költséges felsővezeték hálózat kiépítése szükséges (transzformátorokkal és magasfeszültségű csatlakozásokkal). Egy már meglévő felsővezetékes infrastruktúra megléte jelentős előnyt jelent a költségek szempontjából.

Elektromos hajtású, gumiabroncson közlekedő busz, tetőre szerelt, felsővezetékről táplált áramszedővel. A jármű mindig rendelkezik segédhajtóművel (kis motor) vagy elektromos akkumulátorral, hogy vészhelyzet esetén felsővezeték hiányában is közlekedhessen rövid távolságokon.

Környezeti szempontok: ÜHG és szennyezőanyag kibocsátás A forrástól a tankig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége nagymértékben függ az energia előállításának módjától.

Elektromos trolibusz Villamosenergia-hálózat Táplálás (felsővezeték)

A lokális emisszió és a tanktól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mértéke nulla.


TROLIBUSZ Üzemanyagtank


EURO -

Középfeszültségű EU energiamix

CO2 kibocsátás/km

711

Tengeri szélenergia

CO2 kibocsátás/km

0

Széntüzeléssel előállított EU energiamix áram

CO2 kibocsátás/km

1474

Több mint 7000 km-ről vezetett földgáz alapú elektromos áram

CO2 kibocsátás/km

731


g/km

0


g/km

0

Generátor és inverter Fedélzeti töltőberendezés Elektromos áram tárolása ÜHG kibocsátás forrástól a tankig

E-motor és inverter Differenciálmű

Működési teljesítmény • Hatótávolság: a folyamatos áramellátást biztosító hálózaton belül korlátlan. • Rugalmasság a hálózaton belül. A hálózat határain kívül csak akkor van lehetőség rugalmasságra, ha a jármű segédhajtóművel vagy akkumulátorral rendelkezik. • Normál üzem esetén nem beszélhetünk üzemanyag töltési vagy áram töltési időről (kivéve, ha a segédhajtóművet újra kell tölteni). • Az erőátvitel rendkívül energiatakarékos. • Energiafogyasztás 2016-ban: 1,4 kWh/km

1Kiv.

a fékezésből, a gumikopásból, az útfelületről és a felsővezetékről leváló részecskéket.

34


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Zaj A standard dízel buszoknál alacsonyabb zajszint. Hasonló az akkumulátoros elektromos járművekhez.

Főbb előnyök A trolibuszok technológiája a zéró lokális emisszió és az alacsonyabb zajkibocsátás révén az egyik legkörnyezetkímélőbb megoldásnak tekinthető. Elektromos áram fenntartható forrásokból is előállítható.

Költségek Tájékoztató beszerzési ár: 400 000–450 000 €/trolibusz

Főbb hátrányok A felsővezetékek miatt a trolibuszok bekerülési költsége jelenleg gyakran kétszerese a hagyományos dízel buszokénak az alacsony forgalmi volumenek miatt, de amint a rendszer eléri a méretgazdaságosság szintjét, ez az ár csökkenhet. Egy trolibusz várható élettartama emellett hosszabb is (mintegy 20 év). Ha nem áll rendelkezésre infrastruktúra, akkor a kezdeti magas tőkeráfordítással (infrastruktúra) és az üzemeltetési kiadásokkal (infrastruktúra karbantartása) is számolni kell.

A költséges infrastruktúra miatt, a tőkeráfordítás mértéke különösen magas egy új trolibusz hálózat kiépítésekor. Nyilvánvalóan, ha egy városban már rendelkezésre áll ilyen infrastruktúra, akkor kihasználhatóak annak előnyei. Mérlegelési szempontok Egy villamosvonal-hálózat megléte szintén csökkentheti egy trolibusz felsővezeték hálózat beruházási költségeit. Önjáró üzemre is képes trolibuszokat vagy menet közben tölthető járműveket érdemes alternatívaként vizsgálni. Hálózattal nem rendelkező területen történő üzemeltetés esetén a buszok segéd áramforrásról, például akkumulátorról vagy dízel generátor egységről is működtethetők. Ez szintén csökkentheti a felsővezeték hálózat kiépítéséhez szükséges beruházási költségeket.

8. ábra: Trolibusz Lyonban (Franciaország). Forrás: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trolley-bus-place-des-terra.jpg

35



DÍZEL/ELEKTROMOS HIBRID

36


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Dízel/elektromos hibrid

energiaforrás. Ebben az esetben a járművek leggyakrabban a „plug-in hibrid elektromos”, vagy a „kiterjesztett hatótávú elektromos jármű” nevet viselik. Ellenkező esetben az akkumulátor kicsi – ezeknél a típusoknál kisebb a zéró-emissziós hatótáv, ugyanakkor olyan előnnyel rendelkeznek, hogy vissza tudják táplálni a fékezésből származó energiát. Ezzel átveszik a dízel üzemű generátor egység szerepét. Elméletileg az akkumulátor töltéséhez használható bioetanolból előállított (bio-) CNG üzemű motor vagy üzemanyagcella-sor.

Egy hibrid jármű kétféle hajtóerő forrásból táplálkozik. A leg�gyakoribb típus, a hibrid elektromos jármű (HEV) egyszerre használ vegyes meghajtású vagy belsőégésű motort és elektromos hajtásrendszert (elektromos motor/generátor és akkumulátor és/vagy kondenzátor). A meghajtás rendszere ettől eltérő is lehet. Általában a hibrid járművek két altípusát különböztetjük meg. nn A párhuzamos hibridek belsőégésű motorral (pl. dízel vagy CNG) rendelkeznek, és egy ehhez kapcsolt elektromos motor segíti a hajtóművet a fékezési energia visszatáplálásában és az akkumulátor töltésében. Ezek a típusok további kategóriákra bonthatók attól függően, hogy milyen arányban oszlik meg az áramforrások igénybevétele. A legtöbb esetben a belsőégésű motor a domináns, de nem kizárólagos egyik hajtásmód (csak elektromos vagy csak belsőégésű) sem. Ezeket általában mild hibridnek nevezik.

A jelenlegi trendeknek megfelelően a soros hibrid buszok válnak egyre népszerűbbé. Mellettük szóló érv a fékezésből sokkal magasabb arányban visszanyert energia, a nagyobb zéró emissziós hatótáv lehetősége, valamint a megfelelőbb alap a buszok teljesen elektromos üzeműre váltásához. A hibrid buszos technológia legújabb innovációi a plug-in (soros hibrid) megoldások felé mutatnak (PHEV vagy REEV, kiterjesztett hatótávú jármű). Ezek jellemzően hasonlóképpen működnek a hagyományos hibrid buszokhoz, de nagyobb méretű elektromos akkumulátort tartalmaznak, ami hosszabb kizárólag elektromos üzemű hatótávot tesz lehetővé. Lehetőséget biztosítanak a levegőminőség javítására, valamint az üvegházhatású gázok kibocsátásának mérséklésére. A rossz levegőminőségű területeken, például alacsony kibocsátású zónákban, a zéró-emis�sziós működés biztosításához GPS eszközök szerelhetők a járművekbe, amelyekkel a zóna elhagyását követően hibrid működésre lehet kapcsolni.

nn A soros hibridek olyan belsőégésű motorral rendelkeznek, amely a buszt meghajtó elektromos motor(ok) táplálásához és egy akkumulátor töltéséhez fejleszt elektromos áramot. A legtöbb típus nem csatlakoztatható a közüzemi elektromos hálózatra az akkumulátor töltéséhez (plug-in). Az akkumulátor kapacitásától függően jelentős zéró-emissziós tartományt képesek biztosítani. A soros hibrideknél lehet az akkumulátor is a domináns

9. ábra: Soros hibrid elektromos busz Forrás: http://www.rtvoost.nl/archief/default.aspx?nid=118594#prettyPhoto

37



Soros és párhuzamos dízel/elektromos hibrid buszok Soros hibrid Belsőégésű motort (dízel, CNG), generátort, akkumulátort és elektromos motort sorba kapcsolva ötvöző meghajtási rendszer. A zéró emissziós üzemeltetéshez minden segédberendezéshez is elektromos motoros hajtás szükséges, ami növeli a rendszer általános összetettségét.

Infrastruktúra A technológia a belsőégésű motor üzemanyagától függ. A plug-in típusú hibrid járművekhez kiegészítő töltési infrastruktúra kiépítése szükséges. Környezeti szempontok: ÜHG és szennyezőanyag kibocsátás A tanktól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége – az alacsonyabb energiafogyasztás miatt – általában alacsonyabb, mint az azoknak megfelelő, egyféle energiaforrással működő járművek esetén. Az erőátvitel magasabb hatásfoka miatt valószínűsíthető, hogy a lokális emisszió is alacsonyabb. Mindazonáltal az NOx-re kifejtett pontos hatások inkább a működési ciklustól függnek, mivel az NOx csökkentéséért felelős katalizátor lehűlhet, amikor a motor hosszabb időszakokra ki van kapcsolva.

Párhuzamos hibrid Belsőégésű motort (dízel, CNG), generátort, akkumulátort és elektromos motort párhuzamosan kapcsolva ötvöző meghajtási rendszer. Soros hibrid meghajtás Villamosenergia-hálózat Külső töltőberendezés Üzemanyag tárolás és ellátás (pl. dízel, H2 vagy CNG magasnyomású töltőállomás)

HIBRID

Üzemanyagtank


EURO 6

CO2 kibocsátás/km

711

Generátor és inverter (H2 üzemanyagcella-sor és inverter) Fedélzeti töltőberendezés


Elektromos áram tárolása


g/km

0,5-1,1


g/km

0,015


1Kiv.

a fékezésből, a gumikopásból és az útfelületről leváló részecskéket. Mivel a soros hibridek energia visszatápláló fékezéssel rendelkeznek, a fékek PM kibocsátása alacsonyabb lesz, mint hagyományos járművek esetén.

Működési teljesítmény • Hatótávolság: 600–900 km. • Rendkívül rugalmas útválasztás • Újratöltésre csak 2 naponta van szükség • Rövid újratöltési idő: 5 perc • Energiafogyasztás 2016-ban: 3,3 kWh/km • Az energiafogyasztás mértéke a rendszer általános szerkezetétől és működési ciklusától függ. A buszok nehezebbek és képesek visszatáplálni a fékezési energiát. A belsőégésű motor hatékonyabban üzemeltethető. A legmagasabb mértékű, akár 30%-os megtakarítások zsúfolt, akadozó forgalmú városi utcákon érhetőek el. • A nagyobb üres tömeg hatással lehet az utaskapacitásra.

Zaj • A zajkibocsátás alacsonyabb, amikor a busz teljesen elektromos üzemben működik. • Álló helyzetben: 69 dB; elhaladva: 73–78 dB között, a vezetési módtól függően

38



Költség Tájékoztató beszerzési ár: 220 000–300 000 €/busz Az összetettebb szerkezet és a több komponens miatt a hibrid buszok általában drágábbak, mint egy hagyományos dízel busz. Ez akár 50%-ot is jelenthet a hibriddé alakítottság szintjétől függően. Mérlegelési szempontok A hibridek (különsen a soros hibridek) lehetőséget biztosítanak rövid távolságok tisztán elektromos meghajtású megtételére is. Ennek előfeltétele a segédberendezések villamosítása. Ez a lehetőség különösen olyankor vonzó, ha az útvonal egy sűrűn lakott területet vagy történelmi belvárost keresztez, ahol elvárt az alacsony zajszint és a mérsékelt lokális emisszió a helyben jelentkező környezetszennyezés csökkentéséhez. Főbb előnyök Alacsonyabb üzemanyag- és energiafogyasztás (erős) városi forgalomban. Főbb hátrányok Költségesebb és valószínűsíthetően nagyobb tömegű (egy nehezebb busz esetén alacsonyabb számú utas szállítható tengelyenként).

39



HIDROGÉN

40


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Hidrogén A hidrogén üzemanyagcellás buszokat üzemanyagcellák látják el, amelyek átalakítják a hidrogén kémiai energiáját, és elektromos energiát biztosítanak az erőátvitel számára. A hidrogén tárolására (általában összesűrítve), a busz tetején elhelyezett tartályok szolgálnak; a hidrogén újratöltő létesítmények pedig általában a buszgarázsban kapnak helyet. Ezek a buszok nem állítanak elő üvegház hatású gázt vagy légszennyező anyagokat; a kipufogócsövön egyedül vízgőz kibocsátására kerül sor.

A hidrogén számos különböző módon előállítható: hagyományos vagy megújuló forrásból táplált elektrolízissel, földgázból átalakított gőz felhasználásával, illetve valamilyen szénhidrogén alapú üzemanyag, például metanol, etanol vagy földgáz átalakításával. A hidrogén üzemanyag energiafelhasználása és ÜHG emissziója az előállítási eljárástól függ. Napjainkban a hidrogén üzemanyag egyelőre nem elterjedt, de a jövőre nézve az egyik legígéretesebb lehetőségként tekintenek rá. Az üzemanyagcella-sor hibrid buszos konfigurációját és az akkumulátoros-elektromos meghajtást jelenleg ígéretes lehetőségnek tartják a buszok számára a hidrogén előállításához potenciálisan használható megújuló elektromos áram miatt. Ez a megoldás elméletileg az ÜHG kibocsátás nagyarányú csökkentését eredményezheti. A technológia mindazonáltal továbbra is kísérleti fázisban van, nem terjedt el széles körben, így pedig nagyon költséges. Emellett vitatható, hogy elég hatékony-e elektromos áramot használni hidrogén előállításához, mert az elektromos áram közvetlenül is használható elektromos akkumulátoros járművek meghajtására.

A hidrogén számos forrásból előállítható, például fosszilis üzemanyag alapú ipari eljárásokkal, illetve a víz megújuló energia alapú elektrolízisével.

A piacon jelenleg három típusú hidrogén meghajtású buszos technológia áll rendelkezésre: nn Hidrogén meghajtású belsőégésű motor; nn Soros hibrid hidrogén üzemanyagcella elektromos akkumulátorral és meghajtással, kis akkumulátorral vagy anélkül (elsődlegesen üzemanyagcellás); nn Soros hibrid hidrogén üzemanyagcella elektromos akkumulátorral és meghajtással (elsődlegesen akkumulátoros). Az első választási lehetőséget az eredetiberendezés-gyártók tesztelték, és nem bizonyult könnyen megvalósíthatónak buszok számára. A másodikat korábban már használták, de nem bizonyult elég hatékonynak. A legutóbbi a javasolt választási lehetőség. Az üzemanyagcellás hidrogén meghajtású buszokban a cellákat arra alkalmazzák, hogy a hidrogén kémiai energiáját alakítsák át elektromos árammá a hajtóerő biztosítása érdekében.. Ezekhez általában PEM (protonáteresztő membrán) típusú üzemanyagcellákat használnak. Az üzemanyagcella-sor által előállított energia puffereléséhez a rendszer akkumulátort használ, amely nem képes nagyon dinamikus kimeneti teljesítmények ellátására, ugyanakkor használható a fékezésből visszatáplált energia tárolására. Nagyméretű tartályokra van szükség, amelyek általában a tetőn kapnak helyet. Itt tárolják nagyon magas (350 vagy 700 bar) nyomáson a hidrogént. A tartályokhoz szükséges magas nyomású töltéshez speciális infrastruktúrára (töltőállomásra) van szükség. Másik lehetőségként használható fedélzeti átalakító, de ez valószínűleg kevés vagy semmilyen előnnyel sem járhat az üvegházhatású gáz kibocsátás szempontjából.

41



Hibrid hidrogén üzemanyagcellás buszok Üzemanyagcella-sort és elektromos meghajtást használó soros hibrid konfigurációjú autóbusz technológia. Az üzemanyagcellák által előállított energia, valamint a fékezés során vis�szatáplált energia tárolására a rendszer általában elektromos akkumulátort használ. Az üzemanyagcellákat meghajtó hidrogént általában 350 bar nyomáson, henger alakú tartályokban tárolják.

Infrastruktúra A hidrogénhez specifikus töltő infrastruktúrára van szükség, beleértve a kitöltési és szállítási infrastruktúrát is, amellyel 350 bar nyomású hidrogénnel látható el a jármű. Egyelőre viszonylag ritkán fordulnak elő hidrogén töltőállomások Európában, de folyamatosan épülnek újak, leginkább Németországban, Olaszországban és skandináv országokban.

Soros hibrid: hidrogén üzemanyagcellás meghajtás

Környezeti szempontok: ÜHG és szennyezőanyag kibocsátás A lokális emisszió és a tanktól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mértéke nulla.

Villamosenergia-hálózat A forrástól a tankig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége nagymértékben függ az energia előállításának módjától.

Külső töltőberendezés Üzemanyag tárolás és ellátás (pl. dízel, H2 vagy CNG magasnyomású töltőállomás)

HIDROGÉN

CO2 kibocsátás/km

1290

7000 km-nél messzebbről érkező földgáz (elektrolízis)

CO2 kibocsátás/km

2516

Elektromos áram, EU energiamix (elektrolízis)

CO2 kibocsátás/km

2849

Elektromos áram, szél (elektrolízis)

CO2 kibocsátás/km

47


g/km

0


g/km

0

Generátor és inverter (H2 üzemanyagcella-sor és inverter) Fedélzeti töltőberendezés



Működési teljesítmény • Hatótávolság: 200–400 km; a hatótáv függ a hidrogén tartály méretétől és a tárolási nyomástól. Egy magasabb, 700 bar-os nyomásérték a tároló tartályokkal megegyező volumennel növelné meg a hatótávot. • Nagyon rugalmas útvonalkezelés. • Újratöltés naponta, a napi üzem végén. • Rövid újratöltési idő: 10 perc • Energiafogyasztás 2016-ban: 3,1 kWh/km • A magasabb üres tömeg hatással van az utaskapacitásra. Ha magasabb kapacitásra van szükség, ez megoldható egy extra tengely hozzáadásával.

EURO -

EU energiamix (hőenergia)

Üzemanyagtank

Elektromos áram tárolása


1Kiv.

a fékezésből, a gumikopásból és az útfelületről leváló részecskéket. Mivel az üzemanyagcellás hibridek energia visszatápláló fékezéssel rendelkeznek, a fékek PM kibocsátása alacsonyabb lesz, mint hagyományos járművek esetén. 42



Zaj A zajkibocsátás alacsony, és az elektromos buszokéhoz mérhető mértékű. Az elektromos buszokhoz képest többlet zajt az üzemanyagcella-sort hűtő ventilátorok okoznak.

szágban, Olaszországban és skandináv országokban. A 2012es adatok szerint körülbelül 58 töltőállomás üzemelt Európában – ezek közül is a legtöbb Németországban. 2015-re mintegy 30 további állomás előkészítésére került sor Európa-szerte. A hidrogén meghajtású buszok üvegházhatású gáz kibocsátása nagymértékben függ a hidrogén előállításának módjától.

Költségek • Tájékoztató beszerzési ár: 800 000 €. Főként prototípusok vagy egyéni konstrukciók, nagyon kisszériás sorozatok állnak rendelkezésre. • A technológia méretgazdaságossága nélkül a technológia költséges marad. • A rendkívül költséges üzemanyagtöltő és szállító infrastruktúra kiépítése miatt magas a tőkeráfordítás (CAPEX). • A fenntartási költségek továbbra is magasak, amit részben az is okoz, hogy a legtöbb busz prototípus.

Főbb előnyök A hidrogén meghajtású buszos technológia a zéró lokális emisszió és az alacsonyabb zajkibocsátás révén az egyik legkörnyezetkímélőbb megoldásnak számít. Elektromos áram fenntartható forrásokból is előállítható. Főbb hátrányok A technológia egyelőre nem kiforrott. A hidrogén magas nyomású utántöltésével és tárolásával kapcsolatban biztonsági kockázatok merülnek fel. Az erőátvitel kevésbé hatékony, mint a teljesen elektromos meghajtás esetén. A jármű és az infrastruktúra költségei nagyon magasak.

Mérlegelési szempontok Hidrogén töltőállomások viszonylag ritkán fordulnak elő Európában, de folyamatosan épülnek újak, leginkább Németor-

10. ábra: Hidrogén/akkumulátoros elektromos hibrid busz Forrás: Frits van Drunen (GVB) prezentációja, bijeenkomst ZE bussen, Amsterdam, 2013.06.25.

43



ÖSSZEHASONLÍTÁS

44


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról 4. Összehasonlítás

Működés nn nn nn nn nn

Ebben a fejezetben buszos technológiákat és különböző energiahordozó lehetőségeket hasonlítunk össze, az alábbi szempontok mentén:

Környezeti szempontok

Gazdaságosság (kvalitatív)

nn Levegőminőség: NOx és szálló por kibocsátás nn Éghajlat: a forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok nn Zaj

Elektromos áram

Hidrogén

Éjszakai töltés

Trolibusz

Hibrid: H2 elektromos

Bioetanol

Biometán

HVO B100

FAME B100

Dízel-elektromos hibrid

CNG

Dízel Euro 6

Bioüzemanyag

Gyorstöltés

Környezeti szempontok: levegőminőség, éghajlat és zaj

Fosszilis energia

Dízel Euro 5

2. táblázat: a buszos technológiák levegőminőségre, éghajlati hatásokra és zajra vonatkozó szempontjainak ábrázolása.

Útválasztás rugalmassága Töltési idő Autonóm üzemű hatótávolság Infrastruktúra Kiforrottság

4

4

4

5

>500% 250–500 125–250 105–125 Levegőminőség, Euro 6-os dízel = 100% 75–95

2 1

50–75 25–50 <25 >500% 250–500 125–250 105–125 Éghajlat, Euro 6-os dízel = 100%

3

75–95 50–75 25–50 <25 +10 dBA +7,5 dBA +5 dBA +2,5 dBA Zaj, Euro 6 dízel = 78–80 dBA –2,5 dBA

6

–5 dBA –7,5 dBA –10 dBA

45


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Levegőminőség: az NOx és PM10 értékek figyelembevételével

A szakirodalom különbséget tesz a tanktól a kerékig, illetve a forrástól a tankig kibocsátott károsanyag-men�nyiségek között, amelyeket együttesen forrástól a kerékig számított emisszióként tart számon.

Éghajlat: Az ÜHG értékek mértékegysége gCO2eq/MJ (végső üzemanyagra vonatkoztatva), és a CO2, CH4 és N2O hozzájárulások ös�szegeként értelmezhető, az egyes szennyezőanyagok globális felmelegedési potenciáljának (GWP) figyelembevételével. 1 A dízel-elektromos hibrid buszok lehetőség szerint nem bocsátanak ki NOx és PM szennyezőanyagokat, és zéró emissziós módban üzemelnek. Zéró emissziós üzemmódban a NOx szűrő rendszer lehűlhet, majd ezt követően ideiglenesen veszíthet üzemhatékonyságából, ami adott esetben magasabb lokális NOx emissziót eredményezhet. A pontos hatások a menetciklus függvényében eltérőek lehetnek.

A tanktól a kerékig (TTW) keletkező emisszió az üzemanyag elégetése során, a jármű kipufogócsövén keresztül távozó károsanyagokat méri. Az elektromos buszok esetén nem beszélhetünk tanktól a kerékig emisszióról, és az üzemanyagcellás hidrogén meghajtású buszok csak vizet bocsátanak ki, így ezeket a típusokat gyakran zéró emissziós buszoknak is hívják.

2 Nem áll rendelkezésre emissziós adat 3 ILUC: a közvetett területhasználat-váltás valószínűleg jelentősen megnöveli a forrástól a kerékig kibocsátott CO2 mennyiségét. 4 A legmagasabb üvegházhatású gáz kibocsátás a szénből előállított, a legalacsonyabb pedig a fenntartható forrásokból, jelen esetben szélenergiából előállított elektromos áram esetén jelentkezik. Az elektromos áramhoz szükséges EU energiamix középértékének a forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gáz tartalma 30%-kal alacsonyabb, mint a dízel ÜHG kibocsátása.

A forrástól a tankig (WTT) keletkező emisszió az üzemanyag vagy elektromos áram előállítása és elosztása során kibocsátott károsanyagokat méri. Különösen bioüzemanyagok, elektromos áram és hidrogén esetén az előállítási útvonalak széles választéka áll rendelkezésre, amelyeknél jelentős különbségek lehetnek az üvegházhatású gázok kibocsátása szempontjából. Egyes növényekből előállított bioüzemanyagok esetén a közvetett területhasználat-váltás valószínűleg jelentősen megnöveli a forrástól a tankig kibocsátott CO2 mennyiségét.

5 A forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége a nem megújuló energiaforrásból előállított elektromos árammal végzett elektrolízis esetén magas. Megújuló forrásból (pl. szél) származó áram elektrolízise esetén az emisszió mértéke alacsony. A földgáz (EU energiamix) felhasználásával végzett átalakítás a dízelhez hasonló üvegházhatású gáz kibocsátáshoz vezet. 6 Azok a dízel-elektromos hibridek, amelyek zéró emissziós módban is képesek üzemelni, dízel üzemmódban a dízel buszokhoz hasonló zajkibocsátásúak, míg teljesen elektromos, zéró emissziós üzemmódban kisebb zajkibocsátás mellett üzemelnek. Az elektromos meghajtás előnyei alacsony sebesség mellett és álló helyzetben a legjelentősebbek. 50–60 km/h sebesség felett a technológiák zajszint értékei közelítenek egymáshoz, mivel az abroncsokból származó gördülési zaj válik mérvadóvá.

A forrástól a kerékig (WTW) keletkező emisszió a tüzelőanyag/elektromos áram előállítása, elosztása és az üzemanyag elégetése során keletkező összes károsanyag-kibocsátást jelöli. Az üvegházhatású gázok kibocsátásának meghatározásához, a CO2 emisszió mellett a nagyon magas globális felmelegedési potenciállal (GWP) rendelkező CH4 és N2O gázok kibocsátását is figyelembe kell venni, amelyek a légkörbe kerülhetnek közvetlenül a járműből vagy az elektromos áram, illetve tüzelőanyag előállítása és elosztása során is. Ezeknek az emissziós értékeknek az összeadásával keletkezik a CO2e vagy CO2eq érték, amely tartalmazza az egyes gázok GWP potenciálját.

Levegőminőség Általánosságban, az Euro 6 dízel busz már önmagában is jelentős előrelépést jelent a lokális emisszió tekintetében a korábbi generációkhoz képest. A zsúfolt városi forgalmi körülmények között (alacsony közlekedési sebességek) előfordulhat, hogy az Euro 6 dízel buszok NOx emissziója tovább emelkedik az emissziót csökkentő katalizátor (SCR = szelektív katalitikus redukció) lehűlésével. A folyékony bioüzemanyagok lokális emissziója hasonlóan alacsony lesz, mint az Euro 6 esetében, a gáz halmazállapotú üzemanyagok pedig várhatóan valamekkora előnyt mutatnak majd. A teljesen elektromos és hidrogén meghajtású buszokra zéró kipufogógáz kibocsátás jellemző, így az ilyen járműtípusok választása vezethet a legnagyobb mértékű javuláshoz a helyi levegőminőség tekintetében. Az elektromos meghajtású buszok részben elektromos fékezést alkalmaznak, ennek köszönhetően csökken a fékezésből származó részecske emisszió mértéke.

jelentős mértékben függ a tüzelőanyaguk/energiahordozójuk útvonalától (gyártás és elosztás). A pontos előállítási útvonaltól függően a forrástól a kerékig kibocsátott ÜHG csökkenhet vagy növekedhet is az Euro 6-os dízel buszokhoz képest. A bioetanol és biometán esetén a legtöbb útvonal a forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok csökkenéséhez vezet, bár a különféle üzemanyagok között így is jelentős különbségek lehetnek. A FAME és a HVO esetén hasonlóan nagy különbségek vannak a különböző útvonalak emissziós értékei között. Ezeknél az üzemanyagoknál a különbségek nagymértékben függnek a nyersanyagtól, valamint az egyes növénykultúrák esetén a közvetett területhasználat-váltás (ILUC) hatásától, ami jelen-

Éghajlat Bioüzemanyagok, elektromos áram és hidrogén esetén a forrástól a kerékig kibocsátott összes üvegházhatású gáz mértéke 46


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Energiabiztonsággal kapcsolatos megjegyzések

tősen megnövelheti az ÜHG kibocsátás mértékét. Az elektromos áram és a hidrogén esetén egyes termelési módok (szén, elektrolízis) jelentősen növelhetik a forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mértékét, míg mások (szél, nap) jelentősen csökkenthetik az emissziót. Amikor a klímavédelem fontos ösztönző, akkor mindenképpen figyelembe kell venni az energia forrását és az előállítási útvonal emissziós értékeit. Ha biztosítani szeretnénk, hogy az elektromos áram-, illetve üzemanyag ellátás megfeleljen az előírt emissziós specifikációknak, érdemes az ezzel kapcsolatos igényeket szerződésbe foglalni, és tanúsítványokat kérni az üzemanyag/áram szolgáltatójától.

Forrás [Hill et al., 2012]

„...Rövid távon a hagyományos üzemanyagok ilyen szempontból jó eredményt tudnak felmutatni, mivel a járműflotta jelentős hányada képes is alkalmazni ezeket az üzemanyagokat, és áruk is alacsony jelenleg. Idővel azonban a költségek valószínűleg emelkedni fognak, és a többletkapacitásra vonatkozó jelzőszámok alakulása is azt jelzi, hogy a globális készletek kimerülésével a kőolajból nyert üzemanyagok kevésbé maradnak biztonságosak. Hosszú távon a kőolajból nyert folyékony üzemanyagok esetében akár ellátási zavarok is előfordulhatnak. Az erőforrások növekvő koncentráltsága, az egyre kevésbé rugalmas ellátás, valamint a többletkapacitás hiánya miatt, a bioüzemanyagok esetében szintén csökkenő energiabiztonság jellemző.

Zaj Bár a dízelmotor vezérlésének és alkatrészeinek fejlesztése nyomán a dízelmotorok zajkibocsátása az idők folyamán fokozatosan csökkent, a dízel meghajtású buszok zajkibocsátása továbbra is számottevő. Az elektromos, hidrogén és hibrid meghajtású buszok alkalmazása általában csökkenti a környezeti zajterhelést [Hill et al., 2012]. A buszok zajterheléséből adódó külsőköltségek jelentősnek számítanak, mértékük pedig a napszaktól függően eltérő. Azok a dízel-elektromos hibridek, amelyek zéró emissziós módban is képesek üzemelni, teljesen elektromos, zéró emissziós üzemmódban kisebb zajterhelés mellett üzemelnek, dízel módban azonban hasonló a zajkibocsátásuk. Az elektromos meghajtás előnyei alacsony sebesség mellett és álló helyzetben a legjelentősebbek. 50–60 km/h sebesség felett a technológiák zajszint értékei közelítenek egymáshoz, mivel az abroncsokból származó gördülési zaj válik mérvadóvá.

Egyedül az elektromos áram és a hidrogén számítanak olyan üzemanyagoknak, amelyek egyre biztonságosabbá válnak a megújuló technológiájú termelés növekvő szerepvállalása miatt. Az ÜHG emissziós politikák jelentős előnyökkel járhatnak a közlekedés energiabiztonsága számára...”

47



Hidrogén Hibrid: H2 elektromos

Trolibusz

Elektromos áram

Gyorstöltés

Bioetanol

Biometán

HVO B100

FAME B100

Bioüzemanyag Dízel-elektromos hibrid

CNG

Dízel Euro 6

Fosszilis energia

Dízel Euro 5

3. táblázat: a buszos technológiák működési jellemzőinek ábrázolása

Éjszakai töltés

Működési teljesítmény, infrastruktúra, kiforrottság

Rugalmasság hiánya, sínek Korlátozott mértékű rugalmasság (garázsmenet,
1

2

Útválasztás rugalmassága, Euro 6 dízel=teljes 4–5 óra 3–4 óra 2–3 óra

3

1–2 óra 30–60 perc 15–30 perc 10–15 perc Töltési idő, Euro 6: 5–10 perc 0–5 perc

4

5

0–10 km 10–20 km 20–50 km 50–100 km 100–200 km 200–300 km 300–500 km 500–750 km Hatótávolság, dízel Euro 6 >750 km Különleges infrastrukturális igények Kisebb módosítások Rendelkezésre álló infrastruktúra Kiforrottság dízel Euro 6 = TRL 9 (technológiai érettségi szint) TRL 8 TRL 7 1 A gyorstöltéssel üzemelő buszok útválasztásának rugalmassága korlátozott, mivel az akkumulátor viszonylag kicsi, és a járműnek el kell jutnia egyik töltőponttól a következőig.

3 A töltési idő az éjszakai töltést alkalmazó elektromos buszok esetében jelentős mértékben függ az akkumulátortól és a töltőrendszertől. Lassabb, 0,2 C-s töltési sebesség esetén 5 órára van szükség az akkumulátor teljes feltöltéséhez, 1 C ütemű gyorstöltésnél pedig egy óra kell a teljes újratöltéshez. Általában a gyorsabb töltés csökkenti az akkumulátor élettartamát.

2 A trolibuszok útválasztási rugalmassága nyilvánvalóan alacsony, mivel működésükhöz felsővezetékekre van szükség. Általában azonban a trolibuszok valamilyen segéd áramforrással is rendelkeznek (generátor egység, akkumulátor telepek), ami bizonyos szintű autonómiát biztosít (pl. garázsmenet).

4 A gyorstöltéssel működő buszok a menetrendszerinti megállásokkor kapnak töltést. A töltőrendszer felépítésétől függően az akkumulátor

48


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról forrásból származik az elektromos áram, az üvegházhatású gáz kibocsátás is alacsony lesz.

és a topográfia, valamint a vonali sajátosságok függvényében több állásidőre lehet szükség. 5 Egy trolibuszt nem szükséges üzemanyaggal vagy árammal feltölteni. Az energiaellátás elvileg folyamatosan rendelkezésre áll a felsővezetékeken keresztül. TRL 7.

működési környezetben bemutatott rendszerprototípus

TRL 8.

bizonyítottan kész rendszer

A hidrogén meghajtású buszoknak specifikus töltőállomásra van szükségük, amelyek 350 bar nyomáson képesek a járművekbe hidrogént tölteni. A hidrogént vagy helyben szükséges előállítani, és ideiglenesen magas nyomáson tárolni, vagy közúton kell elszállítani a töltőállomásig.

TRL 9. tényleges, valós körülmények között bizonyíthatóan működőképes rendszer (versenyképes gyártás a kulcsfontosságú alaptechnológiák esetén vagy az űrtechnológiában)

Kiforrottság A dízel busz fő előnyei közé sorolható a kiforrottsága, a hos�szú múltra visszatekintető használati tapasztalatai, valamint jól ismert működési teljesítménye, megbízhatósága és az ilyen buszok viszonylag alacsony költségei. Ez ugyanúgy érvényes a CNG buszokra.

Autonómia (hatótávolság) és töltési idő Az elektromos buszok kivételével minden busz esetében több mint 300 km napi hatótávolság biztosított, ami általában szükséges egy közepes méretű európai város esetén. Az üzemanyagtöltés/elektromos töltési idő változó – általában 5 és 10 perc között lehet. Csak az éjszakai töltéssel működő elektromos buszhoz szükséges több órányi újratöltés (3–5 óra, az akkumulátor típusától függően). A trolibuszok a felsővezeték hálózathoz csatlakoznak, és normál működés közben nincs szükségük töltési időre. Az üzemelés hatótávolsága tisztán elektromos módban (ami igen lényeges az emisszió-csökkentés szempontjából) jelentős eltéréseket mutat a különböző buszos technológiák között; a legmagasabb értékek a dízel trolibuszokra, a hidrogén üzemanyagcellás és a hibrid technológiákra jellemzők.

Dízel/elektromos hibrid buszokat már számos éve gyártanak, és több európai országokban most kezdenek betölteni egyfajta piaci rést. A technológia kiforrott, de az ilyen típusú buszos technológiára jellemző üzemeltetési és szervizelési tapasztalatok még hiányosak (az EU közösségi közlekedési buszos flottájának kevesebb, mint 1%-a hibrid meghajtású – az Egyesült Államokra jellemző 17%-hoz képest). A jelentős autonóm zéró emissziós hatótávval rendelkező plug-in hibridek 2016-ban még viszonylag ritkán fordulnak elő. Akkumulátoros elektromos buszok tesztelésére az utóbbi évtizedben számos kísérleti programot indítottak Európa-szerte, ami azt jelenti, hogy gyorsan bővülnek az ilyen technológiával kapcsolatos tapasztalatok. A buszok erőátvitele önmagában viszonylag kiforrott technológiának számít, míg az akkumulátorok, a töltő infrastruktúra és a fedélzeti segédberendezések (HVAC) tekintetében továbbra is változás megy végbe. Az akkumulátorok egyre több energiát képesek tárolni tömegegységre vetítve, és egyre gyorsabban tölthetők. Számos európai városban végeznek kiterjedt kísérleteket új töltési megoldásokkal, például a gyorstöltéssel (pantográffal, indukcióval, menet közbeni töltéssel) kapcsolatban, és jelenleg is zajlik új HVAC technológiák és vezérlő rendszerek fejlesztése az akkumulátoros energia használatának csökkentésére. Az akkumulátoros elektromos buszok kisebb léptékű üzemeltetése évekkel ezelőtt a kevésbé intenzív autóbusz vonalakon is kihívást jelentett. Mára, Európa több mint 30 városában egyre nagyobb számban helyeznek üzembe akkumulátoros elektromos buszokat – egyre forgalmasabb autóbusz vonalakon.

Infrastruktúra A dízel buszokat is felvonultató busz flották gyakran saját üzemanyag tárolóval rendelkeznek, amelyeket közúton keresztül, normál üzemanyag elosztással látnak el. A bioüzemanyaggal meghajtott buszok esetében a tárolóban kisebb módosításokra lehet szükség. A CNG és biometán esetén kapcsolatot kell kiépíteni a gázhálózattal, és ebben az esetben, az onnan érkező gázt még sűríteni kell. Alternatív lehetőségként a gáz közúton is odaszállítható. Az elektromos és hidrogén üzemű buszok esetén speciális töltő infrastruktúrára van szükség, ami jelenleg nem áll rendelkezésre a legtöbb városban. Elektromos buszoknál az infrastruktúra lehet kifejezetten egy adott busztípushoz illeszkedő (akkumulátoros és töltő rendszer – konnektoros, induktív, pantográfos), amely a választott technológiától függően eltérő helyekre helyezhető el. Az éjszakai töltésre leggyakrabban az autóbusz vonal végén kerül sor, központi helyeken vagy a garázsban. A gyorstöltésre az autóbusz vonal mentén nyílik lehetőség. A trolibuszoknak speciális felsővezeték hálózatra van szükségük. Az ilyen hálózattal rendelkező városok továbbra is használhatják ezt a megoldást, és élvezhetik az alacsony lokális emissziót, ha pedig megújuló

Hidrogén üzemanyagcellás elektromos buszokkal az 1990as évek vége óta végeznek kísérleti programokat. Az üzemanyagcella technológiája egyelőre nem kiforrott. Egyre jobban sikerül integrálni a technológiát a busz hajtásrendszerébe, és a jelek szerint a dominánsan akkumulátoros üzemanyagcellás buszok technológiájának irányába halad. Ez a meglehetősen nagyméretű akkumulátorral rendelkező technológia számos 49


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról előnnyel rendelkezik: az akkumulátor sok energiát képes eltárolni a visszatápláló fékezésből, és puffer tárolóként is használható az üzemanyagcellákban előállított áram számára. Ez azért is előnyös, mert az üzemanyagcellák csak kevéssé dinamikusan tudják továbbítani a bennük előállított elektromos áramot.

költségek társulnak. Ez a költséges üzemanyagcellával, a magas nyomású tároló tartályokkal, a hajtóakkumulátorral és a speciális infrastruktúrával magyarázható.

További szempontok

Egyes városokban évtizedek óta vannak üzemben trolibuszok, és így ez egy fejlett technológiának tekinthető. Elsősorban az ilyen típusú buszokat alkalmazó szolgáltatók gyűjtöttek a technológiával kapcsolatos tapasztalatokat.

Egy buszos technológia kiválasztásakor a helyi döntéshozók hasznosnak ítélhetik az alábbi szempontok figyelembevételét: nn a CNG, valamint bioetanol, hidrogén és dízel/elektromos buszok biztonsági kockázatai magasabbak;

Gazdaságosság

nn a HVO, a bioetanol, a bio-CNG és a hidrogén vonzó üzemanyag alternatívákat jelentenek a buszok számára, de az ilyen üzemanyagok jelenlegi európai termelése továbbra is elég korlátozott;

Mindenfajta költségbecslést óvatosan kell kezelni, mivel ezek gyakran kifejezetten valaminek az alátámasztására készülnek, és esetenként változóak lehetnek (különösen, ha a működési költségeket például az üzemanyagot terhelő adók, vagy a munkaerő költségeinek függvényében vizsgálják). A teljes bekerülési költség (TCO) elemzés elméletileg figyelembe vesz minden tőkeráfordítást és üzemeltetési költséget, amelyek az üzemeltetőt a jármű várható élettartama során terhelhetik, de pontos TCO adatok nem adhatók meg. A pontos számadatok számos különböző költségtől függnek, amelyek jelentősen eltérhetnek a várostól és a technológiától függően.

nn az elektromos meghajtású buszok a jelenleg a legkörnyezetkímélőbb technológiának tekinthetők.

A fosszilis üzemanyagokkal és bioüzemanyagokkal meghajtott buszok valószínűleg továbbra is a legolcsóbb piacon rendelkezésre álló technológiának számítanak. A CNG és bioetanol meghajtású buszok beszerzési ára viszonylag alacsony, de az üzemanyagtöltő infrastruktúra kiépítése miatt a járulékos beruházási költségeik magasak. Az elektromos meghajtású buszok beszerzési ára a dízel buszok áránál magasabb (egy dízel Euro 5 busz árához képest 30–100%-kal), és nagymértékben függ az elektromos akkumulátor árától. Az akkumulátoros technológia egyre fejlettebbé és olcsóbbá kezd válni. A jelenleg kapható megoldások közül a hibrid hidrogén meghajtású buszok képviselik a legdrágább autóbusz technológiát. Dízel buszok és trolibuszok viszonylag hosszú ideje vannak forgalomban, és működési sajátosságaik, valamint járulékos költségeik (pl. fenntartási költségek, eladási érték használt járműként) jól ismertek. Nem ez a helyzet például elektromos buszok esetében, amelyek tekintetében a jármű maradványértékéről, fenntartási költségeiről és az akkumulátor csere költségeiről egyelőre nem áll rendelkezésre kiterjedt adatbázis. A hidrogén buszok egységnyi előállítási költsége nagyon magas, de az utóbbi időkben csökken, és a következő évtizedre további csökkenés várható. A hidrogén meghajtású buszok technológiájához azonban természetéből adódóan magas 50


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról 5. Az Ön városa számára megfelelő autóbusz kiválasztása Semmilyen város esetében sem beszélhetünk az egyetlen legjobb megoldásról. Egy város számára legmegfelelőbb buszos opció(k) kiválasztása számos tényezőtől függ:

Mindegyik szempont fontos, a lista pedig nem feltétlenül terjed ki mindenre. Emellett az egyes szempontok jelentősége eltérhet városonként, és a megfelelésükhöz szükséges időtáv is különböző lehet (értsd: rövid távú és hosszú távú). Ennek megfelelően a helyi hatóságoknak először az alábbi feladatai vannak:

nn Helyi körülmények (a város topográfiája, éghajlat, az autóbusz vonal jellegzetességei).

nn meghatározni a projekthez releváns szempontokat, nn rangsorolni a szempontokat, és nn meghatározni az időtávot (rövid távú vagy hosszú távú).

nn Helyi lehetőségek • Egy bizonyos típusú infrastruktúra megléte (pl. trolibusz hálózat) vagy helyi erőforrások rendelkezésre állása (pl. üzemanyag). • Helyi, regionális fejlettség (technológia) • Erőforrások rendelkezésre állása helyben (pl. üzemanyagok)

Rövid távon fontos szempont például az egészség védelme (a levegőminőség és a zaj), a zöld város megvalósítása, a gazdaságosság (foglalkoztatás) és a városi mobilitás. A hosszú távon fontos szempontok között megemlíthető az energiabiztonság, az éghajlat és a jövő hatékony mobilitási rendszere.

nn A város és a régió fejlesztési tervei (mobilitás, lakhatás, foglalkoztatás stb.). nn Az egészség védelme a levegőminőség és a zajkibocsátási szintek függvényében. nn Költségvetés. nn A városok ÜHG emissziós politikája. nn A városok energiabiztonsággal kapcsolatos politikája. nn Arculat építés (zöld város). nn Politikai megfelelés eltérő szinteken (országos, nemzetközi) a fenntarthatóság, az energiabiztonság, a megújuló energia, a levegőminőség és a városi mobilitás terén.

Ezen felül az alábbi szempontokat is figyelembe kell venni: nn Azonnali bevezethetőség. Az új technológiát nem csak drasztikusan, hanem fokozatosan is be lehet vezetni. Ennek köszönhetően az új technológia fokozatosan is beléphet a piacra, megoldva a jól ismert „tyúk vagy tojás” problémát, és hozzájárulva a méretgazdaságosság felé tartó közlekedéshez. nn Összehangolt közbeszerzési módszerekkel biztosítható az új és jobb megoldások bevezetésének kellő mértékű szabadsága.

11. ábra: példa a technológiái átmenetre, a rövid és hosszú távú célok teljesítése mellett.

Célértékek Technológiák

Levegőminőség 2020 NECD

2030 NECD (nemzeti károsanyag-kibocsátási határértékek)

Zaj

2020-as zajkibocsátásra vonatkozó WHO ajánlás

Megujuló

2020 10%

ÜHG

2020 –20%

2030 –40%

2040 –60%

2050 –80%

Euro 5

Euro 6 (hibrid és bioüzemanyag üzemű járművel is)

Trolibusz

Gyorstöltés, éjszakai töltés

2010

(elektromos járművek)

Üzemanyagcellás elektromos járművek

2015

2020

2025

2030

2035

2040 51

2045

2050

2055

2060


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Aktuális döntések

nn A közbeszerzések műszaki specifikációjában szereplő korlátozások feloldásával sokkal kreatívabb megoldások alkalmazhatók, így az egész közösségi közlekedési lánc jobb minőségű szolgáltatásokat kínálhat. nn A főbb érdekcsoportoknak (közösségi közlekedési szolgáltatók és hatóságok, valamint eredetiberendezés- gyártók) párbeszédet kell kialakítaniuk, és a közcélok figyelembevételével meg kell vitatniuk a különböző lehetőségeket, közösen hozzálátva a szükséges tudás, tapasztalatok és bizalom megszerzéséhez. Az összetettebb technológiai projektek gazdaságos és jól időzített implementációja elengedhetetlen az EU környezetvédelmi szabályozásában kijelölt határidők teljesítéséhez. nn Az EU közbeszerzéssel kapcsolatos irányelveiben meghatározott versenytárgyalás lehetőségével is számolni kell. nn Ki kell használni a helyi adottságokat – támogatva ezáltal a regionális fejlesztéseket is. nn A teljes bekerülési költség (TCO) helyett a teljes pénzügyi konstrukcióval számoljunk, és számszerűsítsük a társadalmi hatásokat is. A teljes bekerülési költség jelenleg egy olyan mérőszámnak számít, amely segít ugyan egy adott buszos koncepció mellett meghozott döntést megindokolni, viszont gyakran csak a tőkeráfordítást (CAPEX) és a működési költségeket (OPEX) veszi figyelembe. A városok levegőminőségre, zajra, ÜHG kibocsátásra és megújuló energia felhasználásra vonatkozó lehetséges célkitűzéseit figyelembe véve, érdemes a társadalmi hatásokat is (például külsőköltségként) célzottan beleszámítani az értékelésbe. Ezt olyan városi szintű politikáknak is követniük kell, amelyek számolnak ennek az általában a közlekedési hatóság hatáskörén kívül álló költségnek az internalizálásával.

A dízel buszok beszerzési ára és teljes bekerülési költsége viszonylag alacsony, magas fokú útvonal választási szabadsággal rendelkeznek, és kihasználhatják az Európa-szerte elérhető üzemanyagtöltő infrastruktúra előnyeit. A legújabb Euro 6-os dízelmotor technológia bevezetésével rendkívül alacsony szennyezőanyag kibocsátási szint érhető el. Az Euro 6 dízel buszok esetén a hatásfok, a fenntartás és az üzemeltetés költségei, valamint a maradványérték a használt jármű piacon előre jelezhetők. A fenntartható bioüzemanyagok használata az Euro 5 és 6 dízel buszok esetében is csökkenti a CO2 emissziós szinteket a fosszilis dízel meghajtáshoz képest. Ezeknél az üzemanyagoknál a szennyezőanyagok kibocsátása hasonlóan alacsony szinten van. Általánosságban, a második generációs bioüzemanyagok (HVO) esetén kisebb az ÜHG kibocsátás, viszont az áruk lényegesen magasabb, mint a hagyományos dízelé. A biodízelt gyakran hagyományos dízellel keverve, pl. B30 (30% biodízel a dízelben) vagy HVO30 (30% HVO a dízelben) keverékben használják. A B7-nél (7% biodízel vagy FAME) nagyobb arányú vagy HVO30 keverékek használatának lehetőségét kifejezetten egyeztetni kell a busz gyártójával, mivel használatuk műszaki és jogi korlátokba is ütközhet. Egyes esetekben ehhez kisebb műszaki beavatkozásokra vagy a fenntartási eljárás módosítására lehet szükség. Az adaptációs folyamat végére a dízel technológia 100%-ban üzemeltethetővé válik második generációs biodízelekkel – például HVO-val is. A dízel üzemanyagtöltő infrastruktúra könnyedén és alacsony költséggel átalakítható bioüzemanyaggal hajtott buszok kiszolgálására.

Az új környezetkímélő technológia bevezetésének támogatására különféle pénzügyi és nem pénzügyi eszközök is rendelkezésre állnak:

Lehetőség van földgáz meghajtású buszok üzemeltetésére is, de beszerzési áruk magasabb, mint a dízel buszoké. Emellett viszonylag költséges üzemanyagtöltő állomáshálózat kiépítését igénylik.

Nem pénzügyi eszközök nn nn nn nn nn

Koncessziós időszak (az amortizációs idő növelésére) Közbeszerzési struktúra (versenytárgyalás19) Koncessziós struktúra A buszok átvételéről szóló megállapodások A közigazgatási szervek szerepe (világos, konzisztens és állandó célok és politikák)

Az elektromos meghajtású buszok jelenleg a legkörnyezetkímélőbb busz technológiának számítanak a piacon. Az üvegházhatású gázok kibocsátása nagymértékben függ az áramforrástól, de az EU elektromos áramtermeléséhez felhasznált energiamixe esetén kedvezőbb a dízelnél. A technológia lehetővé teszi a fokozatos átállást megújuló energia használata felé is. Ha a villamosenergia-termeléshez használt energiaforrások környezetkímélőbbé válnak, az automatikusan környezetkímélőbbé teszi elektromos meghajtású járműveket is. A lokális emisszió mértéke nulla. Ezek a buszok azonban korlátozott hatótávolságon üzemelnek: a trolibuszok mozgását a felsővezeték hálózatuk korlátozza; a gyorstöltéssel és éjszakai töltéssel üzemeltetett elektromos buszok fő korlátját pedig a töltést biztosító infrastruktúra hiányosságai jelentik.

Pénzügyi eszközök nn nn nn nn

Lízing koncepciók Kölcsönök és szerepvállalás Támogatás Társadalmi hatások számszerűsítése (zaj, szennyezés, ÜHG emisszió) nn Garanciák (a pénzügyi kockázatok megszüntetéséhez) 19 Az EU beszerzési politikája, magyarázó jegyzet a versenytárgyalásokról

52


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról Rövid és hosszú távú célok teljesítése

A trolibusz hálózattal rendelkező városokban, a meglévő hálózat használata és továbbfejlesztése tekinthető a legkörnyezetkímélőbb és energiatakarékosabb választásnak a buszközlekedés fejlesztésére.

Távlati kilátások A mintegy 12 évnyi átlagos élettartamukkal a jelenleg újonnan vásárolt buszok legalább 2028-ig üzemben maradnak. Emiatt, ha el kell érni az EU 2020 és 2050 célkitűzéseket, akkor most kell változtatni a helyzeten, különösen az EU 2020-as célkitűzések tekintetében.

A dízel hibrid buszok beszerzési ára kissé magasabb, mint a hagyományos dízel buszoké, viszont akár 20%-kal is képesek mérsékelni az ÜHG kibocsátást. A plug-in változat egy vonzó áthidaló technológia lehet közép távon. Végezetül, a hidrogén üzemanyagcella meghajtású buszok továbbra is kísérleti fázisban vannak, és mivel ez még nem számít egy kiforrott technológiának, jelenleg ezeknek a járműveknek a legmagasabb a beszerzési ára. A technológia magas beruházási költségeket von maga után, mivel egy egyelőre gyakorlatilag nem létező infrastrukturális hálózatot is szükséges kiépíteni hozzá. A következő évtized folyamán Európa-szerte el fogják kezdeni a technológia próbaüzemeit. Elektromos buszok esetén megújuló források (napenergia, szélenergia stb.) használatával jelentősen csökkenthető a forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége. Nem megújuló források elektrolízisével előállított hidrogén esetén azonban a forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok, illetve a felhasznált energia mennyisége lényegesen magasabb lehet. Az üzemanyagcellás buszok egyes tulajdonságait figyelembe kell venni. A technológiára az erőátvitel szintjén – természetéből adódóan – kisebb energiahatékonyság jellemző, mint az elektromos buszokra. Ezek a buszok nehezek, és ezért alacsonyabb az utaskapacitásuk. A költséges rendszerösszetevőkből álló (magas nyomású tartályok, biztonsággal kapcsolatos összetevők, akkumulátor, üzemanyagcella, szükség esetén egy plusz tengely a magasabb utaskapacitás érdekében), összetett erőátvitel miatt a költségek is várhatóan magasabbak maradnak más technológiáknál. Rövidebb távon a hidrogén üzemanyagcellás buszos technológia valószínűleg egy jó lehetőséget tartogató piaci rést fog képviselni abban az esetben, ha helyben rendelkezésre áll többlet hidrogén, és ha nem látható el akkumulátoros buszokkal a napi forgalom (hosszabb autóbusz vonalakon).

2050-re a közlekedésben 60%-os emisszió csökkentés van előirányozva. Ennek eléréséhez már most érdemes elkezdeni olyan technológiák fokozatos elterjesztését, amelyek hosszú távon képesek lehetnek ennek a célnak a teljesítésére. A teljesen elektromos buszok például egyaránt használhatnak megújuló és nem megújuló energiaforrásokat a működésükhöz szükséges elektromos áram előállításához. Egy ilyen új technológia bevezetése rendkívül sok kihívással jár – különösen, mert a napjainkra jellemző pénzügyi nehézségek mellett kell kialakítani egy hosszú távon zéró emissziós európai várospolitikát. A költséghatékony döntések meghozatalakor számolni kell a kőolaj készletek jövőbeli alakulásával, a szabályozási környezetre jellemző új tendenciákkal, illetve az autóbusz technológia nagyobb változásaival. Különböző meghajtási módok az üzemi teljesítmény eltérő területein járnak előnyökkel. A jelenlegi gazdasági helyzetben az autóbusz technológia fejlesztésével kapcsolatos döntéshozatal két döntő szempontjának a technológiai alternatívák költségei, valamint a szennyezőanyag és ÜHG kibocsátásuk számít. Az EU 2020, a megújuló energiaforrásokról szóló irányelv és az üzemanyag-minőségi irányelv célkitűzéseinek teljesítése érdekében szükség lesz arra is, hogy a jármű flotta egy része bioüzemanyag (pl. biodízel, biogáz, bioetanol vagy megújuló elektromos áram) meghajtást kapjon20. Az első generációs biodízelt (FAME) már most keverik dízel üzemanyaggal, a térfogatban mért legfeljebb 7%-os arányban. Ez az ún. keverési határérték a standard dízel esetén. Nagyobb volumenű keverésre nincs lehetőség, mert az üzemanyag sok járművel (különösen autókkal) nem kompatibilis. A buszok kötött flottákban, saját üzemanyag töltőállomással üzemelnek, így viszonylag egyszerű egy magasabb keverési arányú biodízelt alkalmazni. Ez lehet első generációs biodízel (a kompatibilitást ellenőrizni kell a jármű gyártójánál), vagy HVO, amely elég magas keverési arányig teljesen kompatibilis. A biodízel alternatívájaként használhatók biogáz/földgáz vagy bioetanol buszok, ezek azonban a gazdaságosság szempontjából kevésbé vonzó választási lehetőségek. A biogáz és földgáz meghajtá20 Kampman, 2013

53


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról 6. Következtetések

sú buszok technológiája megegyezik, feltéve, hogy a biogázt földgáz minőségűvé tisztították (erre üzemanyag szabványosítási és karbantartási szempontból is szükség van). A buszok bioetanol meghajtással is üzemeltethetők, bár jelenleg csak egyetlen gyártó (Scania) kínál ilyen technológiát. Az EU 2020 célkitűzések eléréséhez a hibrid (elektromos) meghajtások alkalmazása is hozzájárul. Ez a technológia bármilyen belsőégésű motorral, például dízellel, gázzal és etanollal is kombinálható, és akár 20%-os üzemanyag fogyasztás (valamint CO2 emisszió) csökkentéshez vezethet.

Tanulmányunkban autóbuszos technológiákat hasonlítottunk össze működési jellemzőik, szennyezőanyag (levegőminőség) és üvegházhatású gáz (ÜHG) kibocsátásuk (klímavédelem), valamint költségeik és kiforrottságuk szempontjából. A technológia megválasztása nagymértékben függ a helyi körülményektől, a politikai céloktól, valamint attól, hogy milyen specifikus működési és környezeti igényeket kell kielégíteni. Ez azt jelenti, hogy nem lehet megnevezni az egyetlen legjobb autóbusz üzemanyagot és technológiát, ami minden városban egyformán jó megoldás lehet.

2030-tól szükség lesz a különösen alacsony CO2 emissziós technológiák széleskörű bevezetésére annak érdekében, hogy 2050-re a teljes járműpark ilyen technológiát használjon. Jelenleg is van már azonban olyan piacra lépő technológia (a teljesen elektromos busz), amely megfelel ennek az elvárásnak. Az elektromos buszos technológia és töltő infrastruktúra lassan kiforrottá válik, és számos megoldás áll rendelkezésre arra is, hogy kiszolgálja a buszok elektromos áram ellátásával kapcsolatos helyi igényeket. Az elektromos autóbusz technológia előnye a zéró lokális emisszió és a hagyományos buszoknál alacsonyabb zajkibocsátás, ami azt jelenti, hogy ez a technológia rövid távon hozzájárulhat a lokális emisszió és zajkibocsátás csökkentéséhez. Az autóbusz járműpark elektromos üzeművé történő átalakítása sok kihívást tartogat még, ugyanis a buszközlekedés beszerzési és üzemeltetési folyamatainak középpontjában továbbra is a hagyományos dízel buszok használata áll. A gyorstöltéssel tölthető hibridek ugródeszkát jelenthetnek, ha egy jól lehatárolt övezetben zéró emisszióra van szükség, de a vonalon magasak a forgalmi igények, és nagy távolságokat kell kiszolgálni.

Mindazonáltal, nem pusztán az autóbusz technológia határozza meg, hogy egy busz mennyire fenntartható. A fenntarthatóság szempontjából meghatározó fontosságú a buszos technológia által felhasznált üzemanyag minősége is a forrástól a tankig (WTT) kibocsátott üvegházhatású gázok szempontjából. A fő kritériumok figyelembevételével, az alábbi következtetések vonhatóak le az autóbusz technológiákkal kapcsolatban: nn A dízel buszok továbbra is a leggazdaságosabb buszok (legalacsonyabb teljes bekerülési költség (TCO)). A legújabb Euro 6-os technológiájú motor alkalmazásával a szennyezőanyag és ÜHG emisszió rendkívül alacsony; az Euro 6-os földgáz üzemű motorokéhoz hasonlítható. nn A legnagyobb gyártóknál rendelkezésre állnak földgáz üzemű buszok, de magasabbak a költségeik, és a dízellel összehasonlítva, az Euro 6-os dízel technológia bevezetése óta a szennyezőanyag-kibocsátással kapcsolatos előnyeik is kevésbé számottevők. A buszok alternatívaként biometánnal is üzemeltethetők.

Az EU 2050-es célkitűzések teljesítése érdekében olyan technológiát érdemes a leginkább választani, amelynek esetében a (forrástól a kerékig) kibocsátott üvegházhatású gázok men�nyisége, illetve az energiafogyasztás a lehető legkevesebb, és amelyhez megfelelőek a lehetőségek a megújuló üzemanyagok vagy megújuló energiaforrások használatára. Buszok esetében ez teljesen elektromos buszokat jelentene. Idővel elképzelhető, hogy a hidrogén üzemanyagcellás buszok is szerepet kaphatnak, bár energiafogyasztás szempontjából a hidrogén üzemanyagcellás buszok kevésbé ígéretesek, kivéve, ha hulladékként, vagy melléktermékként lokálisan rendelkezésre áll hidrogén.

nn A bioüzemanyagokkal üzemelő buszok egyre elterjedtebbek. Teljes bekerülési költségük a dízel buszokéhoz hasonló. Az Euro 6-os dízel technológia bevezetése óta az alacsonyabb szennyezőanyag-kibocsátással kapcsolatos előnyök is kevésbé számottevők. A bioüzemanyagok használatából a forrástól a kerékig (WTW) kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége nagymértékben függ a pontos bioüzemanyag típusától és/vagy az adott bioüzemanyag pontos keverési arányától. nn Teljesen elektromos buszok kereskedelmi forgalomban is szélesebb körben kaphatók. Energiafogyasztás szempontjából az erőátvitel rendkívül hatékony. A forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége függ az elektromos áram előállítási módjától is. Továbbra is problematikus a járművek autonómiája (hatótáv) és az akkumulátorok költsége. Számos tényező befolyásolhatja 54


az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról EU 2020 célkitűzések: 10%-os bioüzemanyag tartalom és 6%-os ÜHG csökkentés a hagyományos üzemanyagok esetén, valamint 20% ÜHG csökkentés A környezetbarát (vagy környezetbarátabb) buszok bevezetése az alábbi módokon járulhat hozzá az EU 2020 célkitűzések teljesítéséhez:

a teljes bekerülési költséget és az üzemeltetés lehetőségeit, ez pedig specifikus (műszaki, valamint üzemeltetési és gazdasági) kompromisszumokat tesz szükségessé. nn Ahol léteznek trolibuszhálózatok, érdemes átgondolni a trolibusz-használat kiterjesztésének lehetőségeit. nn A hidrogén üzemű buszok egyelőre még csak kísérleti fázisban vannak. A lokális emissziójuk nulla, a zajkibocsátásuk pedig alacsonyabb, mint a dízel buszoké. A forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége nagymértékben függ a hidrogén eredetétől, illetve előállítási módjától. A prototípusok beszerzési költségei nagyon magasak, és a szükséges infrastruktúra csak helyenként áll rendelkezésre.

nn A hibrid meghajtások alkalmazása dízel vagy gázüzemű motorokkal mintegy 20%-kal csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását, de 20%-kal magasabb a költségvonzata. nn Dízelbuszok esetén magas keverési arányú első vagy második generációs biodízel keverékek is használhatók, hogy a megújuló energia részaránya magasabb legyen, a keverési határértékhez mérten.

nn Az elektromos és a hidrogén üzemanyagcellás buszok esetén egyaránt magas infrastrukturális beruházási költségek merülnek fel.

nn Gáz meghajtású motoroknál biogáz is használható a megújuló részarány növeléséhez (akár 100%-ban).

nn A hibrid buszok teljes bekerülési költsége a dízel buszokénál kissé magasabb, de alkalmazásukkal akár 20– 30%-kal csökkenthető a forrástól a kerékig kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége.

nn Érdemes megfontolni az elektromos buszok fokozatos bevezetését hosszú autóbusz vonalakon is – először lehetőség szerint plug-in változatban. EU 2050 célkitűzés: a közlekedés ÜHG emissziójának 60%-os csökkentése A hosszú távú célok eléréséhez a legjobb kilátásokkal a teljesen elektromos buszok és specifikus esetekben a hidrogén üzemanyagcellás buszok rendelkeznek. Ennek oka az energiatakarékos működésében keresendő, kiegészítve a megújuló nap- és szélenergia használatának lehetőségével.

Szennyezőanyag kibocsátás tekintetében az Euro 6 belsőégésű motorok „mozgó célpontnak” számítanak. A nagyon alacsony szintű NOx és PM kibocsátásnak köszönhetően a gáz meghajtású motorok és a zéró emissziós technológia bevezetésének levegőminőséggel kapcsolatos előnyei jelentősen csökkentek. A belsőégésű motorral rendelkező buszokhoz, valamint zéró emissziós buszokhoz rendelkezésre állnak megújuló üzemanyagok, illetve energiaforrások. Az ÜHG kibocsátás csökkentése gyakran jelentős mértékben függ az üzemanyag vagy energiahordozó forrásától, valamint az energia előállítási módjától. A technológiákat abból a szempontból is vizsgálták, hogy mennyiben képesek hozzájárulni az EU 2020-as és 2050es célkitűzések teljesítéséhez az ÜHG csökkentés és megújuló energiahordozók alkalmazása szempontjából.

55



7. Hivatkozások [AEA, 2012] Hill et al. 2012, EU transport GHG, Routes to 2050 II, Developing a better understanding of the secondary impacts and key sensitivities for the decarbonisation of the EU's transport sector by 2050, 29 July 2012

[EC, 2014] Com(2014) 617, Javaslat A TANÁCS IRÁNYELVE számítási módszerek és jelentéstételi követelmények meghatározásáról a „COM(2014), 617, MELLÉKLETEK A tüzelőanyagok és energiaforrások teljes életciklusra vonatkoztatott ÜHG-intenzitása tüzelőanyag-forgalmazók általi kiszámításának és jelentésének módszertana a következőhöz: Javaslat: A Tanács irányelve a benzin és a dízelüzemanyagok minőségéről szóló 98/70/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv szerinti számítási módszerek és jelentéstételi követelmények meghatározásáról” értelmében

[AEA 2014] Update of the Handbook on External Costs of Transport [BEST, 2006] http://www.besteurope.org/upload/BEST_documents/environment/Exhaust%20emission061129.pdf

[EC, 2015] AZ EURÓPAI PARLAMENT ÉS A TANÁCS (EU) 2015/1513 IRÁNYELVE (2015. szeptember 9.) a benzin és a dízelüzemanyagok minőségéről szóló 98/70/EK irányelv és a megújuló energiaforrásból előállított energia támogatásáról szóló 2009/28/EK irányelv módosításáról

[CE-Delft, 2013] Verbeek R (2013), Ligterink N., Meulenbrugge J., Koornneed G., Kroon P., de Wilde H., Kampman B., Croezen H., Aarnink S. (2013) Natural gas in transport. Assessment of different routes, Joined report CE Delft, ECN, TNO, Publication code: 13.4818.38. 2013. május.

[JEC, 2014] JEC - Joint Research Centre- EUCAR-Concawe collaboration, Well-to-tank reportand appendices, version 4a.

[CE, 2013] w Bettina Kampman (2013), Ruud Verbeek, Anouk van Grinsven, Pim van Mensch, Harry Croezen, Artur Patuleia. ‘Options to increase EU biofuels volumes beyond the current blending limits’. 2013. július. Kiadvány száma: 13.4567.46 CE Delft. Európai Bizottság, Energiaügyi Főigazgatóság

[McKinsey, 2012] Urban buses: alternative powertrains for Europe. A fact-based analysis of the role of diesel-hybrid, hydrogen, fuel cell, trolley and battery electricpowertrains

[CIVITAS, 2009] CIVITAS Guard. Biofuels cities. Handbook for “The local implementation of clean(er) fuel policies in Europe”, 2009 [EC, 1998] A benzin és dízelüzemanyagok minőségéről szóló 98/70/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv

[Nuhadi, 2014] Nuhadi et al. 2014, Lisiana Nurhadia, Sven Boréna, Henrik Nya, Blekinge Institute of Technology, A sensitivity analysis of total cost of ownership for electric public bus transport systems in Swedish medium sized cities, EWGT2014, 2-4 July 2014, Sevilla, Spain

[EC, 2011] (COM (2011) 112): Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású, versenyképes gazdaság 2050-ig történő megvalósításának ütemterve (2011. március 8.)

[Ricardo, 2012] Penny Atkins, Richard Cornwell, Nick Tebbutt, Niki Schonau, (2012), Preparing a low CO2 technology roadmap for buses, ed. Ricardo.

56



[Ricardo, 2016] The role of natural gas and biomethane in the transport sector [Ross, 2007] Ross et al., A comparison of green and conventional diesel bus noise levels NOISE-CON 2007, 2007. október 22–24. [SAE, 2008] 2008-01-2500 Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) as a Renewable Diesel Fuel: Trade-off between NOx, Particulate Emission, and Fuel Consumption of a Heavy Duty Engine, Hannu Aatola, Martti Larmi, Teemu Sarjovaara Helsinki University of Technology Seppo Mikkonen Neste Oil [TNO, 2013] Verbeek et al., Natural gas in transport, An assessment of different routes [TNO, 2014] Verbeek. R. et al., Factsheet, brandstoffen voor het wegverkeer, kenmerken en perspectief, TNO-CE Delft rapport, tweede versie, juni 2014 [TNO, 2015] Inzetbaarheid van zero emissie bussen in Nederland, Vermeulen et al., TNO rapport, TNO 2015 R10315, 30 maart 2015 [TU-Berlin, 2015] D. Göhlich, A. Kunith & T. Ly, Department Methods for Product Development and Mechatronics, Technische Universität Berlin, Germany, Technology assessment of an electric urban bus system for Berlin [UITP, 2015] Position paper, BUS SYSTEMS IN EUROPE : TOWARDS A HIGHER QUALITY OF URBAN LIFE AND A REDUCTION OF POLLUTANTS AND CO2 EMISSIONS, 2015. június

57



Szójegyzék CAPEX Tőkeráfordítás CNG Sűrített földgáz CO Szén-monoxid CO2 Szén-dioxid EB Európai Bizottság EU Európai Unió FAME Zsírsav-metil-észter ÜHG Üvegházhatást okozó gáz CH Szénhidrogének HVO Hidrogénezett növényi olaj LNG Folyékony/Cseppfolyósított földgáz LPG Autógáz: folyékony/Cseppfolyósított propán-bután gáz NO2 Nitrogén-dioxid NOx Nitrogén-oxid OEM Eredetiberendezés-gyártó OPEX Működési költségek PM Szálló por TCO Teljes bekerülési költség TTW A tanktól a kerékig WTT A forrástól a tankig WTW A forrástól a kerékig

58



59



Az alternatív üzemanyaggal hajtott buszokról

Recommend Documents