Metángáz a közösségi közlekedésben

Metángáz a közösségi közlekedésben

Metán közlekedési célú felhasználása Mára minden közlekedési szektorban lehet példát találni a metán használatára. Az ultra alacsony károsanyag kibocsátásra és a CO2 emisszió visszaszorítására irányuló törekvés minden szegmensben megtette hatását, így a robogótól a négy és több kerekű közúti járműveken, a vasúti mozdonyokon át, a legkülönfélébb vízi szállítójárművekig és repülőkig bezárólag találni több-kevesebb példát. Az elmúlt évek a közutakon jelentős CNG járműszaporodást mutattak. Míg az ezredfordulón a földön egymillió nyilvántartott autó üzemelt CNG-vel, 2011-re ez a szám már 14 millióra duzzadt. Ez évi 27 %-os átlagbővülést jelent, ami lényegesen túlszárnyalja a teljes gépjárműállomány gyarapodását. Európa 27 tagállamában 2007-től nőtt intenzíven a forgalomban lévő CNG járműszám, négy év alatt több mint másfélszeresére emelkedett a nyilvántartás. A dolog jellegéből eredően a CNG-vel közlekedő személyautók valós mennyisége lényegesen meghaladhatja a nyilvántartásokban szereplő adatokat, mivel a statisztika többnyire csak a gyári kialakítású autókról kap pontos információt, az utólagos konverziókról a kép nem teljes. Ismeretes, hogy minden gyári CNG autóra három konverzió jutott az elmúlt években. Ennek az aránynak a hátterében a most még viszonylag szűk OEM típuskínálat áll, míg a retrofit konverzió szinte minden típus számára elérhető. A gyári CNG kínálat azonban terjed. Közöttük megtalálható már néhány kivételesen környezetbarát típus is, amilyen például a VW Up! Érdemes a 3,5 méter hosszú, négyszemélyes városi kisautó számait felsorolni, hiszen pillanatnyilag messze egyedülálló a belsőégésű motorral szerelt autók között a mindössze 79 g/km CO2 kibocsátása, ami a 2,9 kg/100 km CNG átlagfogyasztást takarja. Ezzel a kisautóval az új Főgáz töltőponton tankolva a budapestiek 9,8 Ft-ért, a győriek pedig 7,2 Ft-ért kocsikázhatnak egy kilométert. A CNG-s társadalom már régóta várt hasonló példamutató típusok megjelenésére. Még mindig késlekednek azonban az olyan típusok tömegei, amelyek motorja, égéstere, hajtáslánca kifejezetten a metángázra lenne konstruálva és nem pedig egy módosításból származna. Kiváltképp hiányzik a CNGre tervezett motor és hibrid hajtáslánc keresztezése, ahol egyesülhetne az alacsony emissziós-szintű motor és a magas energiahatékonyságú hajtáslánc. Néhány CNG-hibrid proto-, busztípus jelenti csak a kivételt. A haszonjárművek terén csak a nagyszériájú dízelblokk módosításával kialakított erőforrás létezik, amelynek egyelőre az oka az alacsony darabszám, valamint az így is messze kielégítő tulajdonságokra vezethető vissza. A közúti nagy gázmotorok felhasználói területét elsősorban a városi autóbuszok jelentik. Európában az összes CNG járművek 11,1 százaléka autóbusz (157 ezer példány), mutatva az üzemeltetők fokozott érdeklődését ebben a szektorban. Ezen közepes teljesítmény tartományban álló motoroknál a dízellel azonos teljesítmény és nyomaték görbék biztosítják az üzemeltetők

elégedettségét, további elvárás ritkán fogalmazódik meg. Így a mérsékelt hatásfokot az Európa-szerte kedvező CNG ár bőven kompenzálja. Ritka kivételként jelentek meg az elmúlt időszak fejlesztéseiként a dual-fuel technológiával szerelt haszonjárművek. Ez a technológia lehetővé teszi a kompressziós-gyújtás révén a dízellel azonos hatásfok elérését, méghozzá a teljes üzemi tartományban. Hátrányaként megjelenik a dízelmotorokhoz szükséges felettébb összetett katalizátor rendszer megtartásának kényszere, amely a pozitív gyújtású gázmotorok esetén két-, vagy háromutas katalizátorral helyettesíthető.

Emissziós előnyök Szemben Magyarországgal, a modern és karbantartott járműparkkal rendelkező Európában a CNG üzem globális felmelegedés csökkentő hatását, a Kyotoi-egyezmény betartásának eszközét találják a legfontosabbnak a CNG üzemben. Különös tekintettel így van ez, amikor a sokféle forrásból táplálkozó biogáz felhasználását, azaz biometánnak köszönhető teljesen karbon-semleges közlekedési módot választjuk. A biometán ezenfelül a kőolaj felhasználás csökkentésében is jelentős szerepet tölthet be, különösen a busz üzem esetén jelentkezik az egész Európára érvényes gázolaj hiány és benzin többlet mérlegében a jótékony hatása. A károsanyag kibocsátás terén a gázmotorok által elért és az elvileg elérhető emissziós szint perspektívája – mind a károsanyag-emisszió, mind pedig az üvegházhatású gázkibocsátás – különös tekintettel a sűrűn lakott városi környezetben nyújt jelentős előnyt a haszonjárművek, autóbuszok üzeménél. A nehéz tehergépjárműveknél és autóbuszoknál nagyon ritkán valósul meg a teljes járműre felvett emisszió és fogyasztás összehasonlítás, mivel ezen kategóriára csak a főtengelyen mért károsanyag-emisszió/munka elvárása létezik. A nehézgépjárművek komplexitása miatt, a főtengelyen mérhető és a jármű egészére vonatkozó kibocsátás között nem lehet azonos lineáris párhuzamot vonni eltérő járművek esetére. Mindezért jelentősen gazdagítják az európai jármű- és felhasználóipar tudástárát az olyan típusú összehasonlító mérések, amelyeket a finn VTT intézet visszatérő jelleggel készít és publikál. Több mint 120 autóbusz és 100 tehergépjármű adatával rendelkeznek. Különösen a városi autóbuszok PM emissziójának összehasonlítása bizonyítja fényesen a metángáz üzem létjogosultságát. Az EURO3, 4 és EURO5 EEV (az EEV az EURO5 emissziós kibocsátáshoz képest fele akkora NOX határérték biztosító szabadon vállalt besorolás) dízel autóbuszok emissziója között részecskeszámban jelentős különbséget csak az SCR-rel kombinált DPF részecskeszűrő technológia (Volvo EEV) nyújt: 100 nm-es részecskenagyság felett tizedannyi részecskeszám kibocsátást ér el. Alá kell húzni, hogy ez az eredmény bizonyítja a részecskeszűrő hatásosságát, de nem azonos a

dízelmotorok részecske kibocsátásának megszűnésével és a probléma megoldásával!

A dízelmotorokkal összevetett két eltérő keverékképzésű (szegénykeverékes és sztochiometrikus) CNG MAN busz részecske kibocsátása a DPF-el szerelt dízel buszhoz képest konzekvensen 1,5-3 nagyságrenddel alacsonyabb (függőleges logaritmikus lépték 10x lépéseket mutat!), az emberi egészségre egészen kritikus 70-500 nm-es mérettartományban mutatva a legnagyobb nyereséget! Másként megfogalmazva, a mai technológiai szint csúcsán lévő dízelmotor és kipufogógáz-

tisztító rendszer szilárdrészecskéből több százszoros mennyiséget küld a levegőbe mint egy nem különösebben modern gázmotor! (Szegénykeverékes MAN busz 2006-os, a Sztoichometrikus MAN busz pedig 2007-es modellévből származik, tehát mindkettő még a korábbi motorgenerációból származik). A VTT által Braunschweig-cikluson végigfuttatott 92 dízel és 25 CNG busz PM-NOX értékei mutatják, hogy: 1. Az EEV dízel buszok mintegy fele teljesíti az EURO5 normához tartozó PM szintet, míg PM tekintetében az EURO3 CNG busz is belül esik az EURO6 által majdan megkövetelt tartományon. 2. A NOX terén az EURO5-ös buszok jobbnak bizonyulnak az EEV buszoknál, holott az EEV szint épp a nitrogénoxidok terén kíván tisztább kipufogógázt eredményezni. A vizsgált EEV CNG buszok nagy csoportja azonban ezen a téren is nagyon megközelítette az EURO6-os szintet.

Amint a TTW CO2 kibocsátásokat hasonlítjuk, láthatóvá válik, hogy a kéttengelyes buszok közül a példaértékű eredmény 1100 g/km kibocsátásnál van. Ennél 3-4 százalékkal jobb eredményt csak két CNG busz volt képes elérni. Ugyanehhez párosítva a legjobb NO X emisszió 2 g/km-es értékét a kéttengelyes CNG buszok nagytöbbsége elérte, a dízelbuszok közül azonban mindössze két EURO4-es kivételként erősíthette a szabályt az elért 3 g/km körüli eredménnyel.

Néhány további emissziós paramétert is mért a VTT, ezek tekintetében is tisztán megmutatkozott a CNG buszok emissziós előnye. Pl. az NO2 (rendkívül agresszív üvegházhatású gáz) részaránya az NOX teljes emisszióból.

Aldehidek:

Karcinogén, mutagén, sőt teratogén hatásai miatt problematikus policiklusos aromás szénhidrogének:

További emissziós hatások A kipufogógáz kibocsátás azonban még nem minden a közlekedés által okozott környezeti ártalmak közül. Budapest és sok más városunk számára a zajszint mérséklésének kényszere épp oly erős, mint a PM csökkentésé, hiszen jelentős élettér áll az elfogadhatónál sokkal magasabb zajterhelés alatt, ezek egészségügyi kockázata a lakosság számára magas. (Ti. a jelenleg futó BKV flotta nagy része képes gyorsításkor 94-100 dB közötti zajkibocsátásra és rendkívül erőteljes zajterhelés éri az utasokat is.) Két azonos márkájú és típusú hulladékgyűjtő haszonjármű összehasonlítása során arra a megállapításra juthatunk, hogy a járművek körül 7 méteres távolságban elhelyezett mikrofonok által mért zajszint átlaga a dízelmotoros kivitelnél 71 dB, a gázmotoros változatnál pedig 66 dB, ez a különbség zajterhelés tekintetében erős háromszoros mértéket jelent. Vagyis három gázüzemű szemetes kocsi kell ahhoz, hogy ugyanakkora zajt csapjon, mint amekkorára egyetlen dízel képes.

Externáliák Az elmúlt évtized során jelentős erőfeszítéseket végeztek kutatóintézetek annak érdekében, hogy a közlekedés emissziós jellegű károkozásainak mértékét pénzben, ezáltal közérthetően kifejezze. Az alapvetően statisztikai számítások eredményeként a fő szabályozott emissziós elemek viszonylag konszenzusos értékét sikerült megállapítani 4,4 €/kg-ban az NOX, 1 €/kg a CH, 260 €/kg a PM tételekre. Ezen felül 15 €/kg értékben sikerült megszabni a CO2 értékét. Az Európai Unió ezen értékeket alapul véve határozta meg a 2009/33/EK Irányelvben szereplő, externális költségek számítási alapját, azzal, hogy a PM esetében csak a harmad, CO2 esetében pedig az ötöd akkora egységárat kell figyelembe venni. Az irányelv nem jelölt meg olyan tételeket, amelyek monitorozása, korlátozása nem kötelező, így kiemelkedik a PM2,5, az emberi szervezetre kiemelten káros 2,5 mikronnál kisebb szilárdrészecske (beárazott értéke 1-2 nagyságrenddel magasabb, mint a PM10-é), az úgyszintén karcinogén policiklikus aromás szénhidrogének, vagy például a zajterhelés mértékét. Ezek ettől függetlenül erős összetevői a közlekedés externáliáinak és egyik-másik a későbbiekben meg is fog jelenni a korlátozandó, a számításokban figyelembe veendő tételek között. Amennyiben a járműbeszerzések esetén figyelembe vesszük a monitorozott (beárazott) tételeket, úgy a károsanyagokból az Irányelv alapján a CNG üzemű buszok az EEV dízelekkel szemben mintegy 20 ezer € megtakarítást eredményeznek. Egy EURO 2-es dízelbusszal szemben ez az érték a 12 éves életciklus alatt több, mint 90 ezer € megtakarításhoz vezet. Bár a megtakarítás szó sem az üzemeltető, sem pedig a megrendelő eredményét nem fedi, azonban a társadalom egészségügyi és más a környezettel összefüggő kiadásai állíthatóan csökkennek ebben a mértékben. Sőt, ha a tudományos elemzésekben szereplő számokat vesszük alapul, akkor a károsanyag kibocsátás egy EURO 2-es járműnél legalább 150 ezer €-val magasabb, mint a CNG busznál.

Gazdasági érvek A CNG üzem terjedéséhez azonban nem csupán az externáliák csökkentésének szándéka, hanem az utóbbi néhány évben kialakult fokozottabb megtakarítási lehetőség is vezet. Az Európai Közösség tagállamaiban jelenleg a kutakon található CNG ár energia alapon a gázolajárának körülbelül a fele (gázolajárhoz viszonyítva 29-99 % között változóan). Személyautók esetében általában ez áll a mérleg serpenyőjében. Autóbuszok esetében azonban nem csak a kedvezőbb energiaköltségről van szó, erre például a svédek szolgálnak, ahol a CNG ára (kúton) a gázolaj árának 99 százaléka. Ennek ellenére a gázbuszok egyre inkább egyeduralkodóvá válnak a svéd városok közlekedésében, a környezetvédelmi megfontolások miatt. Svédországban évek óta a CNG felhasználás 62-68 százaléka között mozog a biometán részaránya.

CNG üzemű buszok az EU városokban Az Európai Unió jelentős számú nagyvárosában futnak a CNG üzemű buszok. Ezeket nem lehet mind felsorolni, de a nevezetesebbeket az NGVA Europe, az európai gázautó szövetség kiterjedt statisztikájának köszönhetően felsorolhatjuk. Svédországban összesen 1725 autóbusz működik gázzal. Malmö (a 3. legnagyobb város) mind a 270 darab autóbusza gázhajtású. A Skane tartomány, melyben Malmö fekszik szintén lépésről lépésre terjeszti a gázhajtást az inter-city buszok körében, de a tartomány egyéb városai, mint Burlöv (45 busz), Eslöv (6 busz) Helsingborg (100 busz), Hässleholm (8), Kristianstad (30, de kizárólag biometánnal hajtva), Landskrona (16) és Lund (25) szintén földgázzal, vagy biogázzal közlekednek. Ezek a számok 2009 végéről származnak, jelenleg már ennél is nagyobb arányú a gázzal hajtott buszok száma. További azon Svéd városok, ahol nagyarányban biometánnal közlekednek a buszok: Boden (3), Boras (29), Eskilstuna (20), Falkenberg (2), Jönköping (9), Kalmar (15), Katrineholm (2), Linköping (84), Norrköping (20), Stockholm (129), Trollhättan (17), Uppsala (48), Västeras (46), Örebro (61), Östersund (1), Göteborg (75). Elmondható összegzésképen, hogy minden Svéd nagyváros keresi annak lehetőségét, hogy 100 %-ig biogáz hajtással közlekedhessen, korlátozó tényező, hogy nincs mindenhol elegendő biogáz. A busz flották hatására növekszik a biometán helyi előállítása. Más EFTA/EU országok:      

Norvégiában Stavanger és Bergen városa, összesen 198 busz Finnországban Helsinki, 85 busz Lengyelország 23 településén 288 autóbusz Németország Augsburgban és Saarbrückenben vannak nagyflották, de számos más városban is található jelentősebb állomány, összesen 1590 db Hollandiában Hague emelkedik ki, de összességében 590 autóbusz Svájcban Bern nevezetes, összesen 181 db



      

Franciaországban Rouen egymagában mintegy 300 buszt üzemeltet biometán/földgáz keveréken, de szinte minden nagyváros sok gázbuszt üzemeltet, így összesen 2200 darabot lehet összeszámolni Olaszországban nagyon sok nagyvárosban vannak nagy flották, összesen 2300 autóbusz Spanyolországban Madrid a flotta 31,6 százalékát, 663 buszt üzemeltet, de ezen felül még számos nagyváros jár elöl a terjesztésben, így összesen 1405 autóbuszt számlálhatni Görögország 412 autóbusz Athénban Portugália összesen 354 autóbusz, Szlovákia 344 autóbusz Csehország 336 autóbusz Bulgária 236 autóbusz.

Európa városaiban a CNG terjedését számos olyan indokkal támasztják alá a döntéshozók, amely fennállt akkor is, amikor még a CNG üzem nem jelentett egyértelmű költségmegtakarítást, sőt akár többletköltséggel is járt. Ez a helyzet egyébiránt továbbra is fennáll Svédországban. Más döntést meghatározó érvek a CNG üzem választása mellett: -

a városi levegő (PM, PM10, PM2,5) szilárdrészecske koncentrációjának csökkentése NOX és NO2 csökkentésének lehetősége CO2 csökkentés a Kyotoi egyezménynek megfelelően megújuló energiaforrás felhasználásának lehetősége a többnyire városi erőforrásra alapozva nagyon jelentős zaj- és vibrációszint csökkentés lehetősége a környezet és az utasok számára egyaránt kőolajfüggőség csökkentése árstabilizáció és hosszú távú árbiztonság.

Európai Uniós irányok Az Európai Unió az elmúlt években sorozatban alkotta a tiszta és hatékony energetikával és közlekedéssel foglalkozó iránymutatásait, határozatait, rendeleteit. Csak néhány fontosabbat kiemelve ezek sorából:  Fehér Könyv „Az egységes Európai Közlekedési Rendszer útiterve, tovább a versenyképes és erőforrás-hatékony közlekedési rendszer felé”, 2011  Fehér Könyv „Európai közlekedés politika 2010-ig: itt az idő dönteni”, 2003 febr. 12.  „Tartsuk Európát mozgásban – Fenntartható mobilitás a kontinensünk számára”, 2007 júl. 12.  „Fenntartható jövő a közlekedés számára”, 2010 júli. 6.  „Integrált Tengerészeti Politika (IMP)”, 2010 ok. 21.  „A Bizottság 5. Kohéziós Riportja és a stratégia a 2013 utáni kohéziós politikára”, 2011 júli. 5.  „Akciós Terv a Városi Mobilizmusra”, 2009 szept. 30.  „Irányelv a megújuló energiaforrásból előállított energia támogatásáról”, 2009 ápr. 23.

 „Irányelv az üvegházhatású gázok nyomon követését és mérséklését célzó mechanizmus bevezetésére” 2009 ápr. 23.  „Irányelv a Tiszta és Energia-hatékony közúti szállítójárművek támogatásáról”, 2009 ápr. 23.  „A könnyű haszongépjárművek szén-dioxid kibocsátásának csökkentésére irányuló közösségi integrált megközelítés keretében az új személygépkocsira vonatkozó kibocsátási követelmények meghatározásáról szóló rendelet”, 2009 ápr. 23.  „Rendelet a könnyű személy- és haszongépjárművek kibocsátás tekintetében történő típusjóváhagyásáról”, 2009 júl. 18.  „Rendelet a nehéz gépjárművek kibocsátásai tekintetében a gépjárművek és motorok típusjóváhagyásáról”, 2009 jún. 18.  „A környezeti levegő minőségéről, és a Tisztább levegőt Európának programról szóló Irányelv”, 2008 máj. 21.  „Európai Stratégia a Tiszta és Energia-hatékony Járművek bevezetéséről”, 2010 dec. 14.  „HORIZON 2020”, „Az Európai Infrastruktúrák Összekapcsolása”, javaslatok előkészítés alatt

Ezek követése és betartása tanácsos, szükséges, illetve kötelező. Magyarország azonban rendre késlekedve, elmaradva tesz, vagy egyáltalán nem tesz eleget az Európai Közösség állampolgárainak érdekében hozott brüsszeli intézkedéseknek. Számos példa hozható fel ennek alátámasztására, talán a leginkább a megelőző hetek szennyezett levegője a legalkalmasabb mind közül. Habár a kedvezőtlen időjárás mellett nem a közlekedés az egyedüli, de mégis jelentős tényezője a szmog kialakulásának és tartós fennmaradásának. Ez nem kisebb jelentőségű szennyezés, mint több ezer időelőtti elhalálozás okozója. Az emberi egészség védelmének, az alapvető életkörülmények biztosításának kötelezettségéről van szó, amely politikai teher. Ezen kötelezettség megszegése miatt az Európai Unió eljárás alá vonja Magyarországot, mint sorozatos kötelezettségszegőt, következésképp óriási büntetés van kilátásban. Orbán Viktor Miniszterelnök úr október 12.-én ellenjegyzet kormány határozatával, a 1330/2011-es „a kisméretű szálló por (PM10) csökkentés ágazatközi intézkedési programjáról” szóló határozattal egy jelentősen elkésett munkacsomagot hagyott jóvá, melyben megszólítja  a környezetvédelemért felelős minisztert  a gazdaságpolitikáért felelős minisztert  a fejlesztéspolitikáért felelős minisztert  a közlekedésért felelős minisztert. Az ágazatközi együttműködésben a kisméretű szálló por koncentrációjának csökkentésére számos intézkedési irány kidolgozási terve szerepel. Ezek között előrelépés a másfél-két évvel korábbi minisztériumi állásfoglaláshoz, hogy megfogalmazásra került a CNG üzem elterjesztésének igénye. Az előzetes szakmai munka alapján ugyan a CNG-re való átállással elérhető eredmény a tervben jelentősen alulmúlja a valós lehetőségeket (3,9 t/100 régi dízel busz, ez a tizede a valós értéknek). A Kormány határozat pozitív eleme, hogy az infrastruktúra terjedésének biztosításához deklarálja, hogy

a jövedéki adó mentességet fenn kell tartani, mivel a CNG üzem kívánatos eleme a jövő közlekedésének. Ilyen értelemben fogalmaz az Európai Unió idei Fehér Könyve is. 2050-re előretekintő közlekedésenergetikai felosztásában a hagyományos üzemanyagok eltűnését és a városi személyközlekedésben szinte kizárólagos elektromos hajtást céloz. Emellett a lokális szállítás és a távolsági közlekedésben a földgázüzem jelentős szerepét tűzi ki megvalósítási célként. Sokan a gáz arany korának említik ezt a megkezdődött évtizedet. Bízunk benne, hogy ez az arany Magyarországon is megcsillan!

Domanovszky Henrik az MGKKE elnöke, okl. közlekedésmérnök, MMK szakértő [email protected] 70-3967502