Napędy alternatywne – szanse i trudności.

Gospodarowanie w bardziej przyjazny dla środowiska sposób wymaga również zmiany sposobu myślenia o rolnictwie. Jeżeli poziom emisji CO2 ma zostać skutecznie obniżony, musimy rozważyć wszystkie możliwości zastosowania napędów alternatywnych – a przede wszystkim odpowiedzieć na pytanie, jakie technologie uważamy za przyszłościowe.

Do celów CLAAS jako producenta maszyn rolniczych należy tworzenie efektywnych i przyjaznych dla środowiska rozwiązań – gdyż rolnictwo funkcjonuje poprawnie tylko w zgodzie z naturą. Jednocześnie przywiązujemy wagę do zachowania równowagi i poważnie tratujemy presję kosztową wywieraną na rolników. Z tego powodu nieustannie rozważamy, jakie innowacje są praktyczne, przyjazne dla klimatu i możliwe do realizacji pod względem finansowym.

Zdaniem Federalnej Agencji Środowiska, „spalanie mobilne i stacjonarne”, które obejmuje również emisje generowane przez maszyny rolnicze, odpowiadało w 2021 r. za jedną dziesiątą emisji gazów cieplarnianych w rolnictwie. Stanowi to ok. 0,9% emisji ogółem w Niemczech. Nawet jeśli udział ten zdaje się niewielki, to w CLAAS jesteśmy otwarci na nowe technologie i rozważamy wszelkie możliwości dalszego obniżenia tej wartości. Przedmiotem dyskusji są przy tym przede wszystkim trzy napędy alternatywne: rozwiązania z baterią elektryczną, napędy wodorowe oraz ekologiczne paliwa ciekłe. Pokażemy, jakie wady i zalety mają te trzy alternatywy i do jakich zastosowań się nadają.

Pobierz raport „Effiziente Landwirtschaft” (Wydajne rolnictwo)

1. Napędy elektryczne

Napędy elektryczne na baterie przyjęły się w transporcie pasażerskim i sprawdziły jako użyteczna alternatywa dla silników spalinowych w codziennej eksploatacji. Również w rolnictwie istnieją obszary, w których napęd elektryczny na baterie ma sens – przykładowo jeśli chodzi o małe ciągniki. To rozwiązanie spełnia wymogi praktyczne w przypadku zastosowań w niedalekim zasięgu, lekkich prac w polu czy zadań komunalnych. Jednak dla większych i wydajnych maszyn zastosowanie silników elektrycznych jest obecnie nadal niemożliwe. Potrzebują one wyższej siły uciągu, a czasem silnik musi – poza pojazdem – napędzać również inne komponenty, jak np. młocarnię kombajnu. Do realizacji tych zadań potrzebna byłaby bardzo duża, a tym samym ciężka bateria. Przykładowo w przypadku ciągnika o mocy 135 kW bateria w elektrycznej wersji napędu ważyłaby dziesięć razy więcej niż typowy silnik ze zbiornikiem paliwa. Rezultat: maszyna byłaby zbyt ciężka i powodowałaby trwałe uszkodzenie gleby, powstałe wskutek jej ugniatania podczas jazdy w czasie prac polowych. Bateria o mniejszej pojemności i akceptowalnej masie dodatkowej nie zapewniłaby zasięgu odpowiedniego do tego celu.

Tempa rozwoju technologicznego nie należy jednak lekceważyć. W ostatnich latach w szczególności pojemność baterii oraz szybkość ładowania ulegały ciągłej poprawie. W rzeczywistości wysokie nakłady inwestycyjne na baterie i infrastrukturę ładowania będą początkowo hamować popularyzację tej technologii, lecz dzięki zachętom finansowym i zastosowaniu niedrogiej, samodzielnie wytwarzanej energii elektrycznej, na przestrzeni kilku lat inwestycja ta może stać się opłacalna. Na chwilę obecną rolnik musiałby zainwestować 40 000 euro we własną infrastrukturę ładowania.

2. Napędy wodorowe

Na chwilę obecną zastosowanie wodoru z ogniwami paliwowymi jako napędu alternatywnego w rolnictwie jest nierealne. Maszyny rolnicze wymagają dużo mocy w krótkim czasie, do czego ogniwa paliwowe nie są przystosowane. W przyszłości mogłaby jednak zaistnieć możliwość zastosowania wodorowych silników spalinowych. W odróżnieniu od napędów elektrycznych miałyby one tę zaletę, że dotychczasowe przeniesienie napędu maszyn rolniczych zostałoby zasadniczo zachowane, nawet jeśli konieczna byłaby instalacja innego silnika. Jednakże przewożenie wodoru wymaga zbiorników o dziesięciokrotnie większej pojemności w porównaniu z obecnie stosowanymi, bądź też częstszego tankowania. Dodatkowa przestrzeń montażowa spowodowałaby całkowitą zmianę obecnej konstrukcji maszyn. Kolejne wyzwanie stanowią infrastruktura i logistyka: budowa własnej stacji wodorowej jest niezwykle droga w porównaniu ze stacją benzynową. Obecnie taka inwestycja oznaczałaby dla gospodarstwa rolnego koszt ok. 800 000 euro. Ponadto wodór – w przeciwieństwie do prądu z sieci elektrycznej – musiałby być bardzo często dostarczany do gospodarstwa.

3. Paliwa ciekłe

Najbardziej obiecująca technologia to tzw. paliwa typu „drop-in”. Ten angielski termin wywodzi się stąd, że ich zastosowanie nie wymaga przebudowy pojazdu. Do produkcji tych paliw stosuje się np. odpady biologiczne i oleje, jak ma to miejsce w przypadku paliw HVO. Innym paliwem typu „drop-in” jest e-paliwo, wytwarzane z wykorzystaniem prądu z wody i CO2. Wprawdzie podczas stosowania paliw „drop-in” – podobnie jak w przypadku tradycyjnych paliw – emitowany jest CO2, lecz taka sama ilość tego gazu jest pobierana ze środowiska w trakcie produkcji, co czyni je neutralnym pod względem emisji. Wreszcie, przejście na paliwa HVO byłoby w bezpośrednim porównaniu zdecydowanie najkorzystniejsze, a jednocześnie najbardziej efektywne, gdyż skorzystałaby na tym również dotychczasowa flota. Przeciętne gospodarstwo rolne musiałoby zainwestować tylko ok. 8000 euro w magazyn paliwa.

Teoretycznie paliwa HVO są już dostępne i do końca 2023 r. CLAAS dopuści je do użytku w większości swoich maszyn – jednak obecnie ta ekologiczna alternatywa dla paliw nie może być sprzedawana na stacjach benzynowych. E-paliwa będą dostępne w wystarczającej ilości dopiero od ok. 2030 r. Kolejnym, przyjaznym dla środowiska paliwem ciekłym jest już dostępny i stosowany biodiesel, który jednak wymagałby przebudowy maszyn, a ponadto jest skomplikowany w obsłudze i przechowywaniu.

Otwartość technologiczna na napędy alternatywne

Dobra wiadomość: istnieje wiele rozwiązań, dzięki którym rolnictwo może osiągnąć neutralność pod względem emisji CO2 już w najbliższej przyszłości. Niektóre niezbędne do tego technologie są dostępne już teraz, a inne są na dobrej drodze, znaleźć zastosowanie również w rolnictwie. Najważniejszym warunkiem koniecznym przyjaznej dla środowiska przyszłości jest otwartość technologiczna. Ponieważ tak złożony sektor gospodarki, jakim jest rolnictwo ze swymi różnorodnymi wymaganiami, potrzebuje indywidualnego podejścia w odniesieniu do każdego obszaru zastosowania. Oznacza to również, że obecne napędy muszą stawać się coraz bardziej efektywne, nad czym przez cały czas pracujemy.

W CLAAS chcemy, aby eksploatacja maszyn rolniczych w całym łańcuchu procesu stała się bardziej efektywna, a tym samym bardziej przyjazna dla środowiska. Poza refleksją nad napędami alternatywnymi obejmuje to również zwiększenie wydajności procesów dzięki maszynom połączonym w sieć, optymalizację obsługi poprzez inteligentną automatyzację oraz wzrost efektywności maszyn.