Az elektromos járművek szerepe és hatása

Ahogy azt a fejezet bevezetőjében is említettük, az okos városok energetikai rendsze-reinek az elemzésénél és tervezésénél figyelembe kell venni azt az új kihívást, amelyet az elektromos járművek tömeges megjelenése, illetve az ehhez kapcsolódó töltőhálózat

KORREKTÚRAPÉLDÁNY PB

kiépítése és üzemeltetése jelent majd. Ami a közlekedési rendszerekbe való beillesztésüket vagy a járművekben megjelenő intelligenciát, önvezető funkciókat, illetve kommunikációs technológiákat illeti, az elektromos hajtású járművek nem térnek el igazán a hagyományos hajtású járművektől, ezért úgy gondoltuk, hogy az elektromos járművek témakörét cél-szerűbb az okosenergetikáról szóló fejezetben tárgyalni.

Az elektromos járművek fejlesztése ma az egyik legfontosabb prioritás a járműgyár-tásban. A hagyományos üzemanyagokkal működő, benzin- vagy dízelmotorokkal ellátott járművek köztudottan környezetszennyezők. A 2015 őszén kirobbant emissziós botrány rá-adásul jelentősen megingatta a vásárlók bizalmát a dízelmotorokban, ami az eladások drasz-tikus visszaeséséhez vezetett. A botrány oka az volt, hogy a Volkswagen-gyár különböző autótípusaiban is egy olyan szoftvert használt, amelynek segítségével az autók ellenőrzése során meg lehetett kerülni, hogy az amerikai szabályozásban rögzített károsanyag-kibo-csátási értékeket túllépjék. Az ellenőrző teszteken kívül azonban, valós munkapontjukban ezek a motorok jóval meghaladták az engedélyezett kibocsátási értékeket. A vizsgálatok később hasonló trükközéseket mutattak ki az Audi, a Porsche, a Skoda és a Seat különböző, nagyrészt dízelmotorokkal felszerelt autóinál is. Amellett, hogy ez a botrány és az azt kö-vető büntetések nagyon komoly anyagi áldozatokkal jártak az érintett autógyárak számára, sokan ennek a botránynak is tulajdonítják az utóbbi 1-2 évben tapasztalt drasztikus for-dulatot az elektromos járművek irányába. Bár elektromos meghajtású autókat korábban is gyártottak, azok korántsem voltak olyan népszerűek, mint manapság.

A részben vagy teljesen elektromos hajtással rendelkező gépkocsikat a következő-képpen osztályozhatjuk:

• Hibrid gépkocsik: itt egy hagyományos (alapértelmezésben benzines) és egy elekt-romos motor is van az autóban, valamint egy nagy tárolási kapacitású akkumulátor.

Az akkumulátor töltése és az elektromos motor meghajtása kizárólag az autón belül megtermelt energiával, például a fékezési energia visszanyerésével történik.

• Plug-in hibrid gépkocsik: ezek az autók is tartalmaznak úgy egy benzines, mint egy elektromos motort, de egy olyan akkumulátort is, amely rácsatlakoztatható és feltölthető az elektromos hálózatról.

• Elektromos autók: ezekben a járművekben kizárólag elektromos motor van, ennek a meghajtásáról egy akkumulátor gondoskodik, amely az elektromos hálózatról tölthető.

Napjainkban a hibrid autók rendkívüli mértékben kezdenek elterjedni. Népszerűségük abban rejlik, hogy használati elvekben viszonylag közel állnak a hagyományos hajtású autókhoz, hiszen nem kell folyamatosan az akkumulátor töltöttségi szintjével foglalkozni.

Ezeket ugyanúgy lehet megtankolni benzinnel, néhány perc alatt, mint a hagyományos au-tókat, de azoknál jóval kevesebbet fogyasztanak, a hibrid hajtásnak köszönhetően. Ennek lényege, hogy az elektromotor energiát nyer vissza a fékezésből, egyenletes menetsebesség mellett pedig az akkumulátorhoz továbbítja a felesleges energiát, hogy az később felhasz-nálható legyen. Lassú haladás mellett pedig, amikor az autó araszolgat például egy forgalmi dugóban, kizárólag az akkumulátorban tárolt energia segítségével hajtják meg az elektro-motort. Az akkumulátort tehát nem kell külön feltölteni, az üzemanyag-fogyasztás szintje pedig alacsony marad.

PB KORREKTÚRAPÉLDÁNY

Mindemellett azonban a cél az, hogy az elektromos hajtás minél nagyobb szerepet kapjon akár a plug-in hibrid járművek, de leginkább a tisztán elektromos hajtású gépkocsik szélesebb körű elterjedésével. Ennek érdekében nagyon sok országban a kormányok, illetve az önkormányzatok különböző ösztönző mechanizmusokat vezettek/vezetnek be. Egyfelől a kormányok sok esetben jelentős anyagi támogatást nyújtanak az elektromos autók vá-sárlásához. Magyar országon is jelentős anyagi keretet biztosított a kormány erre a célra, és a gépjármű árától függően akár 1,5 millió forintos támogatást is kaphat a vásárló. Ennek ellenére az elektromos járművek ára továbbra is viszonylag magas, a hasonló paraméterekkel és felszereltséggel rendelkező hagyományos hajtású autókhoz képest akár 60-70%-kal is magasabb lehet. További ösztönzést jelenthetnek a csökkentett regisztrációs és gépjármű-adók, az ingyenes behajtás biztosítása olyan területekre (például London belvárosába), ahol a hagyományos járművek számára dugódíjat vezettek be, ingyenes parkolás, és a kezdeti periódusban akár az akkumulátorok ingyenes töltése is a városi, publikus töltőállomásokon.

Ezeknek az ösztönző mechanizmusoknak, illetve sok esetben az emberek környezet-tudatos viselkedésének köszönhetően is, az elektromos autók számos országban gyors ütemben terjednek. Norvégia ilyen szempontból az elektromos autók paradicsoma, ahol törvényi rendelkezés született már arról, hogy 2025 után egyáltalán nem fognak több dízel-, illetve benzinmotoros gépkocsit forgalomba helyezni.

Az elektromos autóknak azonban több hátránya is van, amelyekről – bár az utóbbi években több megoldás is született rájuk – egyelőre teljesen nem lehet megfeledkezni.

Az egyik ilyen hátrány a (viszonylag) korlátozott hatótávolság. Néhány évvel ezelőtt az elektromos autók hatótávolsága általában csupán 30-40 kilométer volt, mára azonban ez akár 200 km is lehet. Ez pedig már egy olyan távolság, amely elegendő ahhoz, hogy egy éjszakai töltés után egy nagyváros agglomerációjából valaki reggel bemehessen dolgozni, napközben elintézhesse a bevásárlásait is, este pedig hazaérjen az akkumulátor újratöltése nélkül. Másfelől a töltőállomások hálózata is sokkal fejlettebb már, ezért, ha mégis lemerü-lőben van az akkumulátor, viszonylag könnyen lehet találni egy töltőállomást a közelben.

Ennek ellenére egy nemrég készült felmérésben az autótulajdonosok 22%-a még mindig panaszkodott arra, hogy gyakran eléri az úgynevezett range anxiety, azaz az akkumulátor hatótávolságából fakadó aggódás.

A megfelelő töltőállomás-hálózat kiépítése szintén komoly probléma az elektromos autók szélesebb körű elterjedése előtt. A töltőállomásokhoz nyilvánvalóan ki kell építeni a megfelelő kapacitású elektromos hálózatot, de az igazán nagy gondot a töltés ideje je-lenti, hiszen egy pár perces hagyományos tankolással ellentétben egy elektromos autó nagy kapacitású akkumulátorának a feltöltése akár 30-40 percet, vagy esetleg ennél hosszabb időt is jelenthet. A jármű tulajdonosának tehát lehetőleg el kell kerülnie a hosszadalmas napközbeni töltést.

Egy okos útvonaltervező alkalmazás elektromos autók esetén bonyolultabb, össze-tettebb kérdésre kell hogy választ adjon: figyelembe kell vennie, milyen töltöttségi szinten van az akkumulátor, hova szeretne eljutni a járművezető, az aktuális forgalmi viszonyokat tekintve elegendő lesz-e az akkumulátor kapacitása ehhez, és ha nem, akkor melyik, az út-vonalhoz közel levő töltőállomást tudja igénybe venni, ahol az autó odaérkezése pillana-tában lesz rendelkezésre álló szabad töltő. Ez az utolsó kritérium kiemelten fontos, mert a hagyományos tankolással ellentétben az akkumulátor újratöltése nagyon hosszú időt vehet igénybe, tehát ha az adott töltőállomáson nem találok egy szabad töltőt se, nagyon sok időbe

KORREKTÚRAPÉLDÁNY PB

telhet, ameddig egy felszabadul. El lehet gondolkodni egy olyan megoldáson, hogy emiatt előre le lehessen foglalni egy adott töltőállomást, de ez csak tovább nehezíti a feladatot, mert így a töltőállomások használaton kívül lesznek akkor, ha az adott autó mégsem érkezik meg a foglalásnak megfelelően a várt időben, például, mert időközben lelassult a forgalom.

De az is megtörténhet, hogy két egymás utáni foglalás között az állomás néhány percig kihasználatlan lesz, mert abba a rövid időrésbe egyetlen más autó töltése sem iktatható be.

Az útvonaltervezésnél tehát figyelembe kell venni nemcsak a forgalmi helyzet dinamikus változását, hanem azt is, hogy dinamikusan változhat a város különböző pontjain a töltő-állomások rendelkezésre állása is.

Egy másik lehetséges megoldás az elektromos autók akkumulátorának töltésére az ak-kumulátorok gyors cseréje. Több gyártó, többek között a Tesla is megpróbálkozott ezzel, hi-szen az akkumulátor cseréje egy teljesen feltöltött másik akkumulátorra sokkal gyorsabban, néhány perc alatt megoldható. Ekkor azonban azzal szembesülünk, hogy az akkumulátorok élettartama véges, ezért nem mindegy, hogy egy viszonylag új vagy egy nagyon régi ak-kumulátor kerül az autónkba. Az egyik megoldás az lehet, hogy a saját akak-kumulátorunkat nem végérvényesen cseréljük el egy másikra, csak ideiglenesen kapunk helyette egy teljesen feltöltött másikat, és amikor visszafele megyünk ugyanazon az útvonalon, visszakapjuk az időközben újratöltött saját akkumulátorunkat. Ebben az esetben azonban nagy mennyi-ségű akkumulátort kell személyre szabottan tárolni a töltőállomásokon, és azok újratöltését a várható visszacserélés időpontjának függvényében adaptívan kellene ütemezni.

Az akkumulátorok otthoni újratöltése is problematikus lehet, főleg egy többlakásos társasház esetében, ahol sok elektromos autó éjszakai újratöltését kell beütemezni úgy, hogy ne kelljen emiatt senkit felébreszteni az éjszaka közepén a töltésre való csatlakoztatás végett.

Az elektromos járművek töltési infrastruktúrájának kiépítése és üzemeltetése komplex feladat, amelyet sok országban állami felügyelet mellett kezelnek. Magyar országon erre a célra hozták létre a Nemzeti E-Mobilitási Platformot (rövidített nevén e-mobi). A platform feladatai között szerepel a partnerek közötti elszámolás kezelése; a villamosenergia- roaming támogatása; a nemzetközi elszámolórendszerekhez történő csatlakozás biztosítása; a köz-ponti infrastruktúra kiépítésének támogatása a töltéshez kapcsolódó adatok gyűjtésére és megosztására; valamint szabványos interfészek biztosítása a partnerek számára.

A rendszer komplexitását jól mutatja, hogy hány különböző szereplő jelenik meg benne, különböző feladatkörökkel. Eredetileg csak az egyébként is villamos energiával kereskedő cégeknek volt jogosultságuk arra, hogy elektromos töltőállomásokat működ-tessenek. Az elektromos járművek népszerűségének növekedésével azonban több bevá-sárlóközpont, szálloda vagy étterem is kérvényezte, hogy töltőoszlopokat telepíthessen saját területére, akkor is, ha a töltésből bevétele nem származhatott, de az ingyenes töltést imidzsépítés szempontjából fontosnak találta. 2017 végén megjelent végül az a kormány-rendelet is [Korm. r. 170/2017], mely az elektromos töltőállomások infrastruktúrájának üzemeltetését szabályozza, és lehetővé teszi a töltési szolgáltatás értékesítését. A rendelet külön szereplőként határozza meg az elektromobilitás-szolgáltatót, amely a szolgáltatást értékesíti az autósok számára, és az elektromos töltőállomás üzemeltetőjét, amely a töltő-berendezés szabályszerű működtetését biztosítja. A töltőállomások és a töltőszolgáltatók egy nyílt kommunikációs protokoll segítségével (OCPP, Open Charge Point Protocol) kerülnek kapcsolatba egymással. Ez lehetővé teszi, hogy az autósok szabadon hasz-nálhassák bármelyik töltőállomást, függetlenül attól, hogy melyik töltőszolgáltatóval

PB KORREKTÚRAPÉLDÁNY

szerződtek. Az OCPP-protokollt az Open Charge Alliance (OCA) nevű nemzetközi szer-vezet dolgozta ki.

Az infrastruktúra további részét képezik az áramelosztó rendszereket működtető cégek (DSO, Distribution System Operator), illetve a különböző mobilfizetést biztosító szolgáltatók (PSP, Payment Service Provider), ezeket pedig egy központi elszámoló plat-form fogja össze.

Összegezve elmondható, hogy a jövő okos városaiban kiemelt szerepet élveznek majd az elektromos járművek, mind a személyautók, mind a tömegközlekedési eszközök tekin-tetében, hiszen ezáltal jelentősen csökkenthető lesz a környezetszennyezés. A mai ösztönző mechanizmusok, mint például az ingyenes töltés vagy az ingyenes parkolás, nyilvánvalóan nem lesznek fenntarthatók hosszú távon, hiszen egyfelől a töltésre használt elektromos áram megtermelése nyilvánvalóan pénzbe kerül, másfelől pedig a parkolóhelyek értékesí-téséből is komoly éves bevétele származik az önkormányzatoknak, amelyről egyre növekvő mértékben nem egyszerű lemondania. Ezeknek a rendelkezéseknek viszont egyértelműen az a célja, hogy minél több autóst és járműflottát működtető céget (taxitársaságokat, fuvaro-zócégeket, car sharing szolgáltatókat) meggyőzzenek arról, hogy álljanak át az elektromos autók használatára. Kapcsolódó hazai helyzetképet mutat a 12.4. alfejezet.

KORREKTÚRAPÉLDÁNY PB