A HVO alternatív hajtóanyag felhasználása mezőgazdasági dízelmotorokhoz

A dízelmotorok fejlesztése során a környezetszennyező hatásuk mérséklése elsődleges feladatnak számít. A dízelmotor üzemeltetésére felhasznált dízelhajtóanyag tulajdonsága jelentős befolyással bír a légkörbe kerülő káros anyagok összetételére és mennyiségére. Az alternatív hajtóanyagok széles körű választékában a környezetbarát HVO biohajtóanyag felhasználása egyre nagyobb mértékű lesz.

A dízelmotorok alternatív hajtóanyagai

Hagyományosan a mezőgazdasági dízelmotorok is folyékony dízelgázolajjal üzemelnek, amelyet természetes alapanyagból, kőolajból állítanak elő. A kőolaj egy idő után elfogy majd, a mezőgazdasági erőgépek hajtásrendszere a távlati jövőben villamos lesz. A dízelmotor alkalmazásának visszaszorulását azonban több tényező, így az alternatív hajtóanyagok alkalmazása késlelteti.

A dízelmotorok alternatív hajtóanyagainak nevezik a dízelgázolajon kívüli egyéb anyagokat. Az alternatív dízelmotor-hajtóanyagok azon körét, amelyek biológiai anyagokból készülnek, biohajtóanyagoknak nevezik. A hazai legismertebb dízel biohajtóanyag a repceolajból észterezéssel készült RME (azaz repcemetil-észter). Az uniós előírásoknak megfelelő 7 térfogatszázalék RME hozzákeverésével forgalmazott dízelgázolajat B7 jelzéssel árulják. FAME (Fatty Acid Methyl Ester, azaz zsírsav-metilészter) elnevezéssel illetik a növényi olajokból észterezéssel készült összes bio-dízelhajtóanyagokat.

Az utóbbi évtizedben új, HVO elnevezésű bio-dízelhajtóanyag előállítása és forgalmazása kezdődött el. Ebben a cikkben röviden a HVO hajtóanyaggal kapcsolatos alapvető ismereteket kívánjuk összefoglalni.

Mi a HVO dízelhajtóanyag?

A HVO (a Hydrotreated Vegetable Oil angol rövidítés) jelentése hidrogénezett növényi olaj, amely a paraffinos dízelhajtóanyagok csoportjába tartozik. A HVO, más néven megújuló dízel vagy zöld dízel alternatív biohajtóanyag, amely hulladék lipidekből, például növényi olajból, faggyúból, használt étolajból vagy növényi maradványokból, pl. fűrészporból stb. készül. Ezek a lipidek paraffinos szénhidrogénekből állnak, és alacsony széntartalmú dízelmotorhajtóanyagot eredményeznek.

Mi a különbség a HVO és a FRAME (RME) között?

Az EN 15940 szabvány tartalmazza Európában a HVO követelményeit és vizsgálati módszereit, míg az EN 14214 szabvány a FAME jellemző adatait és ezek vizsgálatait írja elő.

A HVO és FRAME között a fő különbség, hogy a HVO nem tartalmaz oxigéntartalmú vegyületcsoportot, míg a FRAME igen, és ez rontja a biohajtóanyag oxidációs stabilitását. Ez azt jelenti, hogy a HVO nem hajlamosít a baktériumok elszaporodására a biodízelhez képest, így a HVO kiváló lehetőség a készenléti alkalmazásokban használt generátorkészletek számára.

Mi a különbség a HVO és a dízelgázolaj között?

A hagyományos kőolajból nyert fosszilis dízelhajtóanyagra vonatkozó előírásokat az EN 590 tartalmazza. A HVO és a dízelgázolaj hasonló kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkezik. A HVO fenntartható hajtóanyag lehetőségét kínálja, és használata alacsony szén-dioxid- (CO ₂-) tartalmat jelent, amely kedvező az üvegházhatású gázok vonatkozásában. A HVO körülbelül 7%-kal kisebb sűrűséggel, korlátozott aromás és kéntartalommal, valamint magasabb cetánszámmal rendelkezik, mint a dízelgázolaj. A különbségek ellenére a HVO bármilyen arányban keverhető a dízelgázolajjal.

A HVO alkalmazásának előnyei

A HVO a hagyományos biohajtóanyagok között a legmagasabb energiatartalommal rendelkezik, a fűtőértéke 34,4 MJ/dm³ (44,1 MJ/kg).

A HVO hideg tulajdonságai nagyon jók. A hideg szűrhetőségi határhőmérséklet (CFPP) a szokásos -20 ^oC helyett akár -50 ^oC is lehet, nem kell évszakhoz igazítva (nyárit/télit) cserélni. A HVO magas cetánszámmal (nagyobb mint 70), kis sűrűséggel (15 ^oC-on 0,77–0,79 kg/dm³), nagyon alacsony aromás és kénmentes tulajdonsággal rendelkezik, gyakorlatilag hamuképző elemektől mentes. A motorikus tulajdonsága jó, kenőképessége megegyezik a kénmentes téli dízelgázolaj értékével (mindkettőhöz kenőanyag-adalékra van szükség). Igen alacsony levegőszennyeződés tartható a HVO-val. Az üvegházhatású gázok kibocsátása 90%-kal alacsonyabb, mint az ásványi dízelgázolajé. A HVO-t B7-es dízelgázolajhoz keverve jelentősen csökkentett szén-monoxid- (52%) és szénhidrogén- (47%) kibocsájtást eredményez, a részecskeképződés mérséklése mellett.

A dízelmotorban gázolajhoz tetszőleges arányban keverve és tisztán, 100%-os HVO is alkalmazható, a motor módosítása nélkül. A HVO jó oxidációs stabilitással rendelkezik, nem hajlamos a bakteriális (büdös) szennyeződések képzésére. Az eltarthatósága, tárolása akár 10 év is lehet.

A logisztikában a HVO úgy viselkedik, mint a fosszilis dízelgázolaj, nem kell más szállítási módszereket alkalmazni. A HVO előállításához szükséges bioanyagok megújuló forrásokból beszerezhetők, és nem vesz el földterületeket az élelmiszer-termesztéstől.

A HVO dízelhajtóanyag elérhetősége A HVO alkalmazásának enyhe hátránya, hogy a beszerzése nehézkes, és kevéssel drágább, mint a FRAME hajtóanyag. A hazai töltőállomásokon még nem szerezhető be a HVO dízelhajtóanyag, de 2021-től 12 európai országban már több mint 600 benzinkútnál (elsősorban az északi országokban) elérhető.

A HVO hajtóanyag felhasználása mezőgazdasági dízelmotorokhoz A szénsemleges motorok felé haladva az ipari és mezőgazdasági dízelmotorgyártók az utóbbi évtizedben gyártott termékeikre módosítás nélkül engedélyezik a HVO használatát. A felhasználó azonban a HVO hajtóanyagra való áttérés estén az adott típusjelzésű és gyári számú dízelmotorra kérje ki a gyártó véleményét!

A Cummins jóváhagyta a HVO-t az „Off Highway Performance Series” dízelmotorok teljes választékához. A Cummins mezőgazdasági, építőipari stb. alkalmazásokban a Stage V besorolású dízelmotorokat 2019 óta „Performance Series” motoroknak nevezi.

Ide tartoznak a 3,8–15 literes lökettérfogatú és 100–675 LE (75–503 kW) teljesítményű új dízelmotorok, a 4 hengeres F3.8 és B4.5, a 6 hengeres B6.7, L9, X12 és a csúcsteljesítményű X15 gyártmányok (1. kép).

A Deutz a teljes Stage V előírásnak megfelelő TCD motorválasztékához jóváhagyta a HVO hajtóanyag használatát. A jóváhagyás az új TCD 5,2 jelzésű dízelmotorra is vonatkozik, amely 5,2 literes, 4 hengeres, turbótöltős, kipufogógáz-visszavezetés nélküli, 99–167 kW (134–228 LE) teljesítményt és 950 Nm nyomatékot szolgáltat (2. kép).

Az FPT Industrial a mezőgazdasági NEF és Cursor dízelmotor-szériához jóváhagyta a HVO hajtóanyag felhasználását. Az új New Holland T7 LWB traktorcsaládban a közkedvelt NEF 67 típusjelzésű, 6,7 literes, 6 hengeres, turbótöltött, EGR nélküli, 198 kW (270 LE) teljesítményű dízelmotor is kompatibilis a paraffinos üzemanyaggal (3. kép).

Az AGCO Power mezőgazdasági dízelmotorgyártó a Fendt, a Valtra, a Massey Ferguson gépekhez egy teljesen új dízelmotorcsaládot fejleszt ki, CORE típusjelzéssel. Az első gyártásba kerülő CORE 75 jelzésű Stage V besorolású motor 7,5 literes, 6 hengeres, turbós, EGR nélküli, 223 kW (303 LE) teljesítményű, és természetesen HVO hajtóanyaggal is üzemeltethető (4. kép).

A CORE 75 motor először az új Fendt 700 Vario Gen7 traktorokba került beépítésre (5. kép). A CORE motorcsaládot úgy tervezték, hogy kis módosítással a jövő alternatív üzemanyagaival – mint a hidrogén, az etanol, a metanol, a biogáz stb. – is használható legyen.

Dr. Varga Vilmos
ny. okl. gépész- és villamosmérnök