Napjaink nagy felismerése, hogy az ipari forradalom kezdete óta növekszik a légkör hőmérséklete, amit az ipar, az agrárium, a közlekedés, de még az immár nyolcmilliárdra szaporodott emberiség fogyasztása is félelmetes módon növel(het). Mindezt elsősorban az általunk használt eszközökből kibocsátott szén-dioxid (és részben, metán) számlájára lehet írni. A közlekedés mintegy egyharmad részben okozója ennek a folyamatnak. Kézenfekvőnek tűnik tehát, hogy le kell váltani a széndioxidot (is) kibocsátó belsőégésű motorokat. Már közöttünk van a megváltó, a villamos hajtású gépkocsi (e-autó). Nagy ígéret a környezetvédelem számára - és egyúttal igencsak hatalmas üzlet. A fellendülését jól mutatja, hogy ezeknek az autóknak az ára az elmúlt években szinte drámai módon csökkent, amellett sebesen szaporodnak a töltőállomások is.
Remek. Ugyanakkor bármilyen, tömeges új eszköznek a bevezetésekor és használatakor nemcsak a használati előnyeit kell számba venni, hanem rendszerben, a teljes életciklusban kell vizsgálni az egész folyamat előnyeit és esetleges hátrányait is.
Nézzük az alkalmazás teljes folyamatát. Az e-autó lelke, a mozgását végző motor táplálója az akkumulátor, ezzel cseréljük le a fosszilis anyaggal működő hajtást. Vizsgáljuk meg tehát egységben ennek az alapvető, a működést biztosító eszköznek a teljes életciklusát, a felhasználandó anyagok kitermelésétől az elöregedett akkuk – lehetőleg -- környezetkímélő kezeléséig, a belőlük újrahasznosítható anyagok-alkatrészek feldolgozásáig.
Erősen környezetterhelő
A lítium-ion akku nem túlságosan új találmány, több évtizede találta föl és szabadalmaztatta Akira Yosino (1948) japán tudós, aki ezért 2019-ben megosztott Nobel-díjat is kapott. Napjainkra pedig immár tömegtermelésben gyártják, egyre nagyobb alkalmazási felfutással (ezt most igencsak megtapasztalhatjuk mi is hazánkban).
De vegyük sorra az életciklus fázisait. Egy eszköz gyártása nyilvánvalóan a szükséges anyagok bányászatával kezdődik. Sajnos, ezekből világunk sokkal gyengébben áll, mint a fosszilis anyagokból, ugyanis többségük meglehetősen gyéren, néhány szerencsés helyen dúsulva lelhető fel. És ezek a „szerencsés” helyek gyakran, sőt, majdnem többségükben főleg elmaradott, diktatórikus országokban találhatók, például a kobalt esetében a Kongói Demokratikus Köztársaságban. Itt sok helyen még kézi erővel is „bányásznak”, iszonyú, egészségtelen és veszélyes körülmények között. Másfelől komoly gond, hogy mára a legértékesebb lelőhelyek elsősorban kínai és elég gyakorta orosz kézben vannak.
Nos, megvannak az anyagok, következhet az akkuk gyártása. Arról se feledkezzünk meg, hogy a szállításuk is erősen környezetterhelő, a lelőhelytől a felhasználóig többnyire nagy szállítóhajókkal történik, amelyek még ma is és valószínűleg sokáig dízelhajtásúak maradnak, ráadásul igen gyakori, hogy erősen szennyező pakurával táplálják őket. De a szárazföldön is nagy szállító járművek, többnyire kamionok juttatják el az anyagokat a felhasználás helyéig és ezek is dízelmotorokkal járnak. Mondhatjuk bizakodóan, hogy egyelőre, mert évek óta tartó nagy ígéret ezeknél a hidrogén (üzemanyagcellás) hajtás alkalmazása.
Elérkeztünk a gyárakba. Amelyeknek, vagyis az alkalmazott technológiáknak igencsak fontos jellemzője, hogy nagy, sőt, nagyon nagy a vízfogyasztásuk és az energia-igényük. Erről manapság már a magyar átlagpolgár is igen sokat tud, vagyis, inkább sokat hallott a magyar kormány által idehívott, szinte kizárólag távol-keleti tulajdonú gyárak telepítésével. Az elektromos- és vízigények, fogyasztások értékének, időbeli lefolyásának, változásainak konkrét numerikus adatai azonban – reméljük, hogy talán nem véglegesen – nem csak a „nép”, hanem az értő szakemberek előtt sem ismeretesek. Márpedig igen jelentős értékekről, mennyiségekről van szó.
7-12 tonna szén-dioxid autónként
Tapadjunk le egy pillanatra a villamosenergia-fogyasztásnál. Az EU-ban is, de másutt is a világban nagy erőfeszítések történnek a környezetbarát, lehetőleg megújuló forrásokból táplálkozó energiatermelésre való átállásra. Ez esetenként akár a szakmai és gazdasági érveket nélkülöző, tisztán politikai indíttatású és káros túlkapásokig is vezethetett. Elég a korábbi német kormány által 2011-ben elhamarkodottan hozott és a jelenlegi kormányuk által is fenntartott, csakis politikai ügyeskedésekkel magyarázható intézkedésekre gondolnunk, amelyekkel leállították országukban a káros légköri kibocsátások szempontjából teljesen tisztának számító atomerőműveket. (Egy személyes vélemény: nagyon valószínű, hogy, nem is túl sokára, gyökeres változások következnek be e tekintetben a németeknél. Esetleg megragadják a mostanság egyre népszerűbbé váló kis moduláris reaktorok (SMR) telepítésének lehetőségét. A szükség mindenképpen rá fogja kényszeríteni őket.)
Vissza tehát a villamosenergia-igényekhez. Ma már ugye megtudtuk hazánkban is, hogy az akkumulátor-gyártás – nemkülönben a lebontás és az újrafelhasználás is – igen erősen energiafaló eljárás. A fogyasztást nyilvánvalóan jelentősen meglendíti, ha az e-autók használata már tömegessé válik, hiszen benzin vagy olaj helyett ezek villamos árammal tudnak közlekedni. Tehát növelni kell a villamosenergia-termelést. Amennyire lehet és érdemes, megújulókkal, ám tömeges, folytonos ellátást a fosszilis és a nukleáris erőművek tudnak csak biztosítani. Az előbbiektől, főleg a széntől szabadulni akar az emberiség a klímaveszélyek miatt. Igaz, például az USA-ban és Kínában még mindig 60 százalék körül jár a fosszilis, főleg szénerőművek részesedése. A lecserélések, pótlások pedig az erőművek esetében többéves, sőt, akár évtizedes folyamatot jelentenek. Mi több, az újfajta energiatermelők miatt a villamos hálózatokat és az irányítórendszereket is át kell alakítani, sőt, újakat kell helyettük építeni. Nem kis, sőt, igen jelentős pénzekből és ezek a munkálatok is hosszú időt igényelnek. Tehát, még jó néhány évig az igencsak energiaigényes akkugyárak a meglévő, többnyire „hagyományos” forrásokkal működő fognak táplálkozni.
Egy amerikai szaklapban, a Nature Climate Change-ben 2020-ban megjelent publikáció szerint egy, az USA-ban eladott tipikus e-autó gyártása mintegy 7-12 tonna szén-dioxid kibocsátásával járt, szemben egy hasonló teljesítményű benzinmotoros 5—6 tonnás értékével. De akadnak kiváló példák is, mint a norvégeké. Náluk egy főre számítva a legmagasabb az e-autók száma, és ez 2021-ben már az összes eladás 86 százalékát jelentette. Mondhatnók, könnyű a norvégoknak, mert ők szinte a teljes villamos energiát vízből, kisebb részben még napból nyerik, míg az olyan fejlett országban is, mint az USA, még mindig az elektromos energia 60 százaléka fosszilisból származik. Ez a helyzet természetesen változni fog, elsősorban a nukleáris energiatermelés és persze a megújulók javára is. No és küszöbön a fúziós energiatermelés is, ámbár az még mindig a kérdések kérdése, hogy mikor lesz ebből származó tömeges, kommerciálisan megvalósuló villamos energia. Mindenesetre jelenleg az e-autók a szén-dioxid kibocsátásban – jó értelemben -- megelőzik a benzinmotorosokat, minthogy az előbbieknél ez az érték megtett kilométerenként 80—120 gramm (típusoktól függően), míg a benzinmotorosoknál 240-320 gramm.
Nincs megnyugtató válasz
Semmiképpen sem elhanyagolható az ár kérdése, mind a beszerzési áré, mint az élettartamra vetítetté. Az élettartam tekintetében továbbra is a benzinmotoros van előnyben, mert a vásárlástól számítva a hajtásegység – megfelelő bánásmóddal -- akár 200-250 ezer kilométert is megél, míg az akkumulátorokat cserélni kell már akkor is, ha a villamos teljesítményük akár 20—30 százalékot is csökken. Igaz, ekkor még más célokra (például háztartási villamosenergia-tárolásra) jól hasznosíthatók. Nagyon érdekes a tekintélyes Nemzetközi Energia Ügynökség (International Energy Agency, IEA) előrejelzése. Kétségtelen, hogy egyelőre az e-autók ára a növekvő mennyiségű vásárlások nyomán csökkenő tendenciát mutat, de azt jósolják, hogy ez a folyamat a nagymértékű felhasználás nyomán meg is fordulhat az erősen növekvő anyag-felhasználás áraitól. Már említettem, hogy az akkuk fontos alkotó anyagai, például lítium, kobalt, grafit nem egyenletesen találhatók földünkön, ráadásul sok esetben igen kedvezőtlen politikai térségekben. Természetesen, nagy erőkkel folynak a kutatások és feltárások, ám ez igen pénz- és időigényes.
Nem feledkezhetünk el az elhasználódás problémáiról. Egyrészt, a gyártás közben keletkező selejtről és hulladékról, amely számos káros, sőt, mérgező anyagot tartalmaz (már erről is van hazai tapasztalatunk). Másrészt az akkuk életciklusa utáni feldolgozásról és a hasznosítható anyagok minél nagyobb mértékű felhasználásának lehetőségeiről. Ezek tárolása, szállítása, védelme teljesen új logisztikai feladatok elé állítja a gyártókat, a közreműködőket, sőt, a hatóságokat is. Nincs egyelőre megnyugtató válasz a közeljövő tevékenységeire. Most vannak kidolgozás alatt, kielégítő és állandó megoldásuk egyelőre még mindenütt folyamatban van. Nálunk most különösen élesen vetődnek fel ezek a problémák, sajnos, teljesen hiányos tájékoztatás közepette.
Mindeközben a karaván halad. Az Európai Unió először nagy buzgón 2030-at, vagyis alig hétéves távot jelölt meg határidőnek, ami után már nem lehet eladni új autóként belső égésű motorost. Azóta kicsit gondolkodtak és öt évvel meghosszabbították a határidőt. De így is nagyon rövid ez az idő. Mi lesz a technológiákkal, nemkülönben a szabályozásokkal, főleg folyamatos, rendszerszintű és egyedi betartatásukkal? Lesznek-e megnyugtató és tartós válaszok a fentiekben vázolt problémákra? Sikerül-e a villamosenergia-rendszerek megfelelő átalakítása, egyebek között a klímaveszély szempontjából a mostaninál jóval „tisztábbra” alakítása, mi több, továbbfejlesztése, hogy kielégítően ellássák az akkugyártástól és az e-autó-közlekedéstől drámaian megnövekvő szükségleteket. Jelentős feladat a megfelelően sűrű töltőállomás rendszerek-hálózatok létrehozása. Ez azonban elsődlegesen vállalkozási, üzletfejlesztési, nem technikai kérdés-feladat. Ám ezeknek a hálózatoknak viszonylag gyors létrejötte nélkül nyilvánvalóan nem várható az e-autózás tömegessé válása.
Haladás ellen nincs orvosság. Ezek nem kisebb hozzáértőnek a szavai, mint a zseni Neumann Jánosnak. Igencsak valószínű, hogy bekövetkeznek drámai változások, átalakulások a közúti közlekedésben. Természetesen a gyártásban, az alkalmazásokban, az eltakarításokban és az újrahasznosításokban is. Világunk nagyvállalati innovációs műhelyeiben, nemkülönben kutató-fejlesztő munkahelyein, jeles egyetemeken nyilván kemény munka folyik a jobbításokra, sőt, részben, vagy akár merőben új elveken alapuló megoldásokra. Ezért nagyon nagy hiányossága a mostani magyarországi akkumulátoros iparfejlesztésnek, hogy nincs semmilyen információ arról, vajon a szinte tömeges távol-keleti beruházók hoznak-e magukkal innovációs részlegeket is. A rendkívül gyér kormányzati kommunikációban ez eddig még kérdésként sem jelent meg.
Márpedig a technika fejlődik, állandó mozgásban van. Ezért is remélhetjük, hogy a most jelentkező gondok, mondhatnánk gyermekbetegségek, sorra rendeződnek. Csaknem evidenciának mondható, hogy nemcsak erősen megjavított tulajdonságú eszközök várhatók az e-autózásban, hanem merőben új, eltérő megoldások is.
