Hol késnek a hibridautók?

A következő évszázad egyik legfontosabb problémája a fosszilis energiahordozók készleteinek kimerülése, ami a gazdaság és a közlekedés alapvetően más energiaforrásra történő átállását követeli meg. A gépjárműiparban ez az igény a hibridhajtású modellek megjelenésével kezd megvalósulni.

A hibridautó két motorral rendelkezik, amelyek közül az egyik egy robbanómotor, a másik pedig egy elektromotor. A konstrukció fejlesztése alapvetően azért merült fel, mert a robbanómotoroknál jelentősen romlik az üzemanyag-felhasználás hatásfoka és minősége, ha az optimális működéstől eltérő igénybevétel jellemző. Alacsonyabb vagy magasabb fordulatszámon többet fogyaszt az autó, és a kipufogógázban egyre növekvő koncentrációban jelennek meg a tökéletlen égésre jellemző komponensek. Minden autós tudja, hogy a motor beállítása jelentős üzemanyag-megtakarítással és káros kibocsátás csökkenésével jár.

A konstruktőrök ezért a hibridváltozatoknál egy elektromotorral egészítik ki a meghajtást. Ez a megoldás biztosítja, hogy a robbanómotor optimálishoz közeli viszonyok között minimális fogyasztással üzemeljen. A jármű gyorsításakor és nagyobb igénybevételnél belép a villanymotor, fékezéskor pedig elektromos energiává alakul vissza a mozgási energia egy része.

A hibridautó típusai

Mivel eltérő meghajtások kombinációjáról van szó, a legjobb konstrukciót a robbanómotoros és villanymotoros változatok előnyei vagy hátrányai szabják meg. Az üzemanyag-fejlesztésben a gyártók dízelolajjal, biodízellel, etanollal, földgázzal vagy hidrogénnel kísérleteznek. Speciális megoldás, ha a benzinmotort üzemanyagcella helyettesíti, ami ezeknek az anyagoknak minimális emisszióval történő elégetését jelenti.

A villanymotor egyes konstrukcióknál rásegítő meghajtást biztosít, átkapcsolható változatnál pedig elektromos autóként is működtethető a jármű (Toyota Prius). Üzemközben a generátor folyamatosan tölti a megnövelt kapacitású akkumulátorokat, amelyek tartós elektromos üzemmód után az elektromos hálózatból feltölthetők. A jármű hatásfokát növelő speciális megoldás a fékezési energia egy részének felhasználása az akku töltésére.

Az egyes konstrukciók előnyei és hátrányai

Az új üzemanyagok közül leginkább az etanolkeverék ígéretes. Az etanolt legolcsóbban szerves hulladékból, biomasszából állítják elő. A gépjárműgyártók 10%-os etanolkeverék felhasználását engedélyezik a hagyományos motorok esetében. A gyakorlatban legjobban bevált 85%-os keverék felhasználásához kismértékben módosítani kell a konstrukciót, ugyanakkor egyre több ún. E85-flexibilis gépjármű fut az utakon. Az Egyesült Államokban már napjainkban több millióra tehető a számuk, többnyire vállalati és kormányzati tulajdonban üzemelnek. Lassan az infrastruktúra is kezd kialakulni, több mint 200 töltőállomáson kapható E85 keverék. A hibrid konstrukcióknál is elsősorban az E85-ös keverék használatára törekszenek.

A másik bio-üzemanyag a biodízel. Felhasználási lehetősége megegyezik a hagyományos dízellel, azzal a különbséggel, hogy mindig vannak benne nem szénhidrogén komponensek, amelyek növelik a káros emissziót. Több nitrogén-oxidot termel, és nagyobb a motor besülésének veszélye. A bio-üzemanyag óriási előnye, hogy "előállítása" csökkenti a légkör szén-dioxid tartalmát, a mezőgazdaságból élőknek biztos megélhetést nyújt, és megújuló energiaforrás.

A dízel üzemanyagot leginkább a hibridüzemű teherautóknál érdemes használni, ahol a dízelmotorhoz képest hatékonyabb üzemanyag-felhasználást biztosít, de a dízelüzem nagyobb káros emissziója miatt nem perspektivikus megoldás. Néhány gyártó ugyanakkor kifejlesztett dízel-hibrid személygépkocsi típusokat is.

A jövő üzemanyagaként a hidrogént említik, de szakértők véleménye szerint még 10-20 évig nem jelent konkurenciát az olcsón bányászható fosszilis eredetű üzemanyagok számára. Óriási előnye, hogy károsanyag-kibocsátása minimális, a kipufogógáz elvileg vízgőz, a magas hőmérséklet miatt csak csekély mennyiségű nitrogén-oxid keletkezik. Egy hidrogén-elektromotor-hibrid megvalósítaná az ideális nullemissziós autó prototípusát. Hátránya, hogy a mai árakon rendkívül drága a hidrogén előállítása, habár az utóbbi években a kőolaj ára is rekordmagasságokat ért el. Energiatartalma a legnagyobb az üzemanyagok közül, de ebben rejlik a veszélyessége is - rendkívül könnyen robban és alig látható lánggal ég. Ezen kívül a hidrogén tárolása és szállítása egyelőre rendkívül körülményes.