Egyike azoknak a magyaroknak, akik beírták magukat a motorfejlesztés történetébe. Hanula Barna egyetemi docens, a győri Széchenyi István Egyetem Audi Hungaria Járműmérnöki Karának dékánja, 22 év után a német Schrick motorfejlesztő cég vezetői székét hagyta ott az egyetemi katedráért. Bár kézenfekvő lenne, mégsem egyik nagy szakmai sikeréről az 1001 lóerős Bugatti Veyron 16 hengeres motorján végzett fejlesztést munkáiról, hanem az elektromos autókról alkotott véleményéről kérdeztük.

Állítása az, hogy minden járulékos elemet figyelembe kell venni az elektromos autók gyártásával és használatával kapcsolatban. Hiszen az áram előállításának, illetve az autó használatának függvényében egy elektromos autó CO₂-emissziója lehet alacsonyabb vagy akár magasabb is, mint egy korszerű belsőégésű motorral működőé. Pedig Hanula Barna nem megszállott benzinhívő: A németországi AVL-Schrick cégnél ugyanis több mint tíz évig irányította a hibrid és elektromos hajtások fejlesztését is.

Erről a problémakörről kérdeztük egy a Vezető Informatikusok Szövetsége által szervezett győri workshopon tartott előadása nyomán.

Az elektromos autó ma nagyon népszerű téma: az autógyártók is egyre több elektromos modellt dobnak piacra – kezdi a beszélgetést Hanula Barna, aki szerint azonban ezeknek a fejlesztéseknek a megítélésénél keverednek a technikai lehetőségek, a pénzügyi szükségszerűségek, a pszichológiai hatások, a vágyak és a szubjektivitás. "Egyértelmű, hogy az elektromos autók fejlesztése is azok közé a törekvések közé tartozik, melyekkel a sorsunkon akarunk javítani. A törekvéssel maximálisan egyet lehet, sőt kell is érteni" – mondja.

Bitport: Miért kérdéses ez? Hiszen az elektromos autónak nincs károsanyag-kibocsátása.

Hanula Barna: A légszennyezést sokáig szinte csak az autózással kötöttük össze, és ez jó iránynak is tűnt a levegő tisztaságának javítása szempontjából. Főleg Kaliforniában – ahonnan a koncepció is ered –, ahol jellemzően nem kell fűteni, így a legnagyobb levegőszennyező tényező a közlekedés, a belső égésű motorok károsanyag-kibocsátása volt. De ha ugyanezt megnézzük Budapesten a téli időszakban, már egyáltalán nem biztos, hogy így van, különösen nem a mai autók esetében.

Az idén 11 éves Bugatti Veyron: Hanula Barnáék 1001 LE-t préseltek a motorba

Ha globálisan nézzük a széndioxid-kibocsátás kérdését, akkor fontos azt vizsgálni, hogy milyen műszaki megoldásokkal mennyit tudunk csökkenteni. Itt meg kell vizsgálni az elérhető csökkentés költségvonzatát is. Így a két tényezőt – az elérhető eredmény nagyságát és az ahhoz szükséges költségeket – együttesen kell vizsgálni. Ha ezt más iparágakkal összehasonlítva vizsgáljuk, nyilvánvalóvá válik, hogy számtalan olyan terület van még az autóipar mellett, ahol kisebb költséggel nagyobb eredményt lehet elérni.

Ott van például a meglévő házak szigetelésének tökéletesítése. Ez mind ökológiai, mind ökonómiai szempontból a legértelmesebb cselekedtek egyike lehet. Legalábbis egy határig, mert ha például egy ház fűtési igényét felére, harmadára csökkentjük a szigetelés tökéletesítésével, onnantól egyre szűkösebbek a lehetőségeink arra, hogy további beruházások amortizációját ki tudjuk termelni a megtakarításból, azaz egyre nagyobb ráfordítással egyre kevesebb energiát tudunk megtakarítani. Ilyenkor tovább kellene lépni a gazdaság más területeire, és újra megvizsgálni, hol lehet kevesebb pénzből több energiát, illetve szén-dioxidot megtakarítani.

Bitport: A járműipar hol áll ebben a küzdelemben?

H. B.: A járművek ilyen irányú fejlesztése igen költséges energia-megtakarítási módszer. Egyrészt az autókba 10-15 évente be kell ruházni, hiszen elhasználódnak, másrészt ez az iparág ebből a szempontból már rendkívül fejlett sok más területhez képest, amelyekkel gazdálkodhatunk.

Persze kétségtelen, az autók szerepe jelentős, a Föld teljes széndioxid-kibocsátásának, ha jól emlékszem, mintegy 10 százalékáért felel a közúti közlekedés.

Ugyanakkor számos további területen is lépni kellene! Hogy csak két példát említsek, az erdőgazdálkodásban és a mezőgazdaságban – bár ez nem feltétlenül igaz Magyarországra – nagyon alacsony költséggel lehetne óriási megtakarítást elérni technológiaváltással, a rablógazdálkodás leállításával. Vagy ott vannak az iparban használt elektromos motorok, melyeknél például a folyamatos fordulatszám-szabályzásban vannak komoly megtakarítási lehetőségek, mert ezáltal a motorok mindig csak az igénynek megfelelő fordulatszámmal működnek.

Ráadásul a mérlegelésénél nem szabad elfelejteni, hogy minden elköltött pénz széndioxid-kibocsátást generál: nagyjából 300-500 gramm közötti szén-dioxid termelődik minden egyes euró elköltésével. Ha például az energiatakarékos égőket nézzük, közel sem váltották be a reményeket: drágák, nem elég hosszú az élettartamuk, ráadásul bekapcsoláskor a ráírtnál többet fogyasztanak, mivel csak így tudták kiküszöbölni azt a problémájukat, hogy lassan érték el az üzemi fényerőt.

Bitport: Mit kell még fejleszteni az elektromobilitáshoz?

H. B.: Nagy erőkkel dolgozunk az elektromos autók tökéletesítésén, fejlesztésén. Fontos az akkumulátorok kapacitásának növelése, súlyuk, áruk csökkentése, de nagy szerepe van a jármű belső tere fűtésének és hűtésének is. A legfontosabb lépés azonban a járművön kívül esik. A világ legnagyobb széndioxid-kibocsátási forrása jelenleg az áramtermelés. 1 kWh áram előállítása ma 500 gramm szén-dioxidot is termel. Persze itt nagy a szórás régiónként, országonként. Az EU-s átlag 350 g, de Kelet-Európa 580 g kibocsátással jár; Kína ennél is rosszabbul áll, ott 700 g a CO₂ emisszió, míg Magyarországon az EU-s átlagnál jobb, mindössze 290 g. Mivel valós forgalmi helyzetekben átlagban 4 km-t tudunk megtenni egy kilowattórával, látszik, hogy sok országban 100 g feletti CO₂ emissziót okoz egy elektromos autó is.

Tehát ha az elektromobilitás felé megyünk, akkor a gépjármű-használat kibocsátásának csökkentéséhez mindenekelőtt az áramtermelést kellene átállítani globálisan gazdaságos és fenntartható módszerre.

Bitport: Ön szerint milyen technológia lesz a nyerő?

H. B.: Nehéz megjósolni. Jelenlegi tudásunk szerint végeleges megoldást a fúziós energia hozhat. Ez azonban még nagyon messze van.

Emellett más koncepciók is foglalkoztatják a fejlesztőket. Például a hidrogén. Azt tüzelőanyag-cellában és belső égésű motorokban is kiválóan lehet használni, és korlátlanul tudunk szintetikus tüzelőanyagokat gyártani belőle. Ezzel távlatilag mindenképpen érdemes foglalkozni.

Természetesen az elektromobilitás nagyon hatásos megoldás a lokális légszennyezettségi problémák megoldására, például a megavárosokban, mint Tokió vagy Mexikóváros. De komoly beruházás kell hozzá, ami miatt egyelőre a jobb anyagi helyzetű városok gondolkodhatnak ebben. Nem lepődnék meg, ha például London polgármestere maholnap bejelentené, hogy London belvárosába néhány év múlva csak elektromos autókkal lehetne behajtani.

Bitport: Ön azt állítja, hogy az autonóm járműnek több a környezetvédelmi hozadéka, mint az elektromos autóknak...

H. B.: Azt állítom, hogy az autonóm jármű költséghatékonyabb, de a végső megoldást a kettő kombinációja hozza. Az autót vezető computer nem fog csikorgó gumikkal, motort bőgetve elindulni a lámpától, de nem fogja totojázva feltartani a többieket sem. Azaz ha az autókat egymással, és egy forgalomirányító központtal is összekötött computer vezeti, akkor mind az egyedi jármű, mind a teljes forgalom energiahatékonysága jelentősen, akár 20-50 százalékkal javulhat. Mindez a gyártási költségek látványos növekedése nélkül. Ezenkívül a vezető számára időt szabadít fel munkára vagy akár pihenésre.

Továbbgondolva a lehetőséget felsejlik egy teljesen új mobilitási koncepció, amelyben az autót esetleg nem megvesszük, hanem igény esetén az okostelefonunkkal házhoz rendeljük, majd az úti célnál ismét útjára engedjük. Így már megtakarítottuk a garázsbérletet, a parkolást és a parkolóhely keresését is. Arról az előnyről nem is beszélve, hogy akkor is mobilak tudunk maradni, ha egyébként nem vezethetnénk autót. Ilyen helyzet például az öregkor, egy komolyabb sérülés vagy akár egy borvacsora. Összességében már most is rengeteg olyan többlet szolgáltatása látszik, amelyek az ökológiai előny mellett a felhasználónak jelentős egyéb előnyöket is biztosítanak.

Bitport: A VISZ wokshopján tartott előadásában beszélt az akkumulátorokkal kapcsolatos kihívásokról is.

Dr. Hanula Barna
1983-ban végzett a Budapesti Műszaki Egyetemen, és ott szerzett 2001-ben PhD fokozatot is. Az egyetem elvégzése után a Közlekedéstudományi Intézet mérnökeként, majd a BME tudományos munkatársaként dolgozott. Mivel azonban motortervezéssel szeretett volna foglalkozni, 1989-ben az egyik jelentős német motortervező vállalat, az AVL SCHRICK ajánlott állást számára. 22 évet töltött a cégnél, kezdetben fejlesztőmérnökként és projektvezetőként, 1991-től motorfejlesztési vezetőként, 1999-től ügyvezető igazgatóként. Irányításával készült el az első olyan  motor, amelynek teljesítménye meghaladta az 1000 LE-t. A 16 hengeres, 1001 LE Bugatti Veyron még mindig ott van a világ legerősebb személyautói között. 2002-től 2011-ig vezette a hibrid és elektromos hajtások fejlesztését.

A motorfejlesztés a hobbija is: fiatal pályakezdőként saját maga dolgozta át annak az autónak a motorját, amellyel 1984-ben megnyerte a Magyar Autócross bajnokságot, egy évvel később pedig 2. helyezett lett a kelet-európai Béke-Barátság bajnokságban.

2011-ben tért vissza Magyarországra, azóta a győri Széchenyi István Egyetemen tanít.

H. B.: Egyrészt ott van az, hogy az elektromos autók esetében nem csak az előállításra, hanem az elhasználódott akkumulátorok feldolgozására is gondolni kell, azaz ki kell építeni a recycling kapacitásokat.

Másrészt az elektromos autó elterjedésénél szerintem nem a hatótávolság a fő kérdés! Azaz ha egy elektromos autó egy töltéssel el tud menni, mondjuk 500 kilométert, és utána 30 perc alatt fel tudjuk tölteni, az még nem oldja meg a problémát.

Emellett fontos, hogy az áram tárolását is fenntartható módon tudjuk megoldani. 1 kWh villamos áram előállítása ipari módszerekkel jelenleg 3 és 10 cent közé esik. Tárolása a jelenlegi lítium-ion akkumulátorokban ennek sokszorosa. Vagy másképpen: egy 100 kWh-s akkumulátor legoptimistább gyártási költsége 10 ezer euró körül mozog. Ez önmagában mintegy 3,5 t szén-dioxiddal egyenértékű, ami 100 ezer km futásteljesítménynél kilométerenként további 35 g szén-dioxidot eredményez.

Bitport: Mi a helyzet ebből a szempontból a hagyományos autóval?

H. B.: Annál is lesz értékcsökkenés még akkor is, ha csak áll az utcán. De a tankból nem párolog el a benzin, és a motor sem kopik, azaz álló autóval nem termelünk plusz szén-dioxidot. Az akku viszont az álló autóban is öregszik, miközben többe került, mint bármi egy mai autóban. Mivel az akkumulátort csak azért építettük az autóba, hogy az energiát tároljuk, ezért a költségekhez mindenképpen a tárolási költségeket is figyelembe kell venni, akár összgazdasági szinten is.

Egyébként az elektromos járművek esetében nagy jelentőségű az az elképzelés is, hogy milyen jó lenne az áramtermelő erőműveket intelligensebben használni. Amikor süt a nap vagy fúj a szél, vagy éjjel, amikor az erőművek nem tudják eladni az áramot – olyankor sok országban az energiatőzsdéken nulla körüli az áram ára –, a fölösleget betároljuk akkumulátorokba, például az elektromos autókéba, és amikor szükség van rá, akkor visszatápláljuk az eltárolt áramot. De csak akkor, ha a tárolás költségei összevethetőek az előállítás költségeivel.

Bitport: Térjünk vissza az önvezető autóhoz! Elképzelhető egy autonóm autós forgatókönyv, amely akár az elektromos autókat is gazdaságossá teheti?

H. B.: Leginkább ezt tartom valószínűnek. Az áram tárolási költségeinél könnyű belátni, hogy ha egy nagy hatótávolságú elektromos autóval naponta például csak 15 km-t autózunk munkába, akkor az áram tárolási költsége kWh-ánként túllépheti az 1 eurót is, ami km-enként újabb 80-100 g szén-dioxidot jelent. Vagyis az elektromos autó ökológiai és ökonómiai haszna az akkumulátor előállítási árán kívül elsősorban annak kihasználtságán múlik. Így a fent említett autonóm közlekedési modellnek döntő előnyévé válik, hogy a felsorolt pozitív hatások mellett az akkumulátorok kihasználtsága nem a véletlenen, vagy emberi szeszélyen múlik, hanem egy computer garantálja. Így már elképzelhető, hogy az áram tárolási költségei ökonómiailag és ökológiailag elfogadható szintre csökkennek.

Azaz az elektromos autókra épülő smart koncepcióknak lokálisan mindenképpen nagy jelentősége van, ezzel javítanánk a zsúfolt belvárosok levegőtisztaságát, és megoldanánk a rugalmas mobilitást is. Eddig több elektromos és hibrid erőforrás tervezésében is részt vettem. Egész munkásságommal azt szolgáltam, hogy valamit jobbá tegyünk ezen a Földön, legyen az emisszió, az energiafelhasználás vagy bármi más. Ezt az utat követik az elektromos autók fejlesztői is.