Ritkaföldfémek nélkül is megvalósítható elektromos autók gyártása? Milyen alternatívák állnak rendelkezésre, hogy csökkentsük a környezeti terhelést és a nyersanyagok iránti függőséget? Az innováció és a fenntarthatóság jegyében érdemes megvizsgálni a leh

A Kognitív Mobilitás 2025 konferencián számos izgalmas téma került terítékre a közlekedés aktuális helyzetéről és jövőbeli kilátásairól. Külön figyelmet kaptak a ritkaföldfémek nélküli gyártási technológiák, amelyek innovációs lehetőségeit és fenntarthatósági aspektusait is bemutatták a résztvevők.

Idén negyedik alkalommal rendezték meg a Bosch Budapest Innovációs Kampuszon a Kognitív Mobilitás Konferenciát, ahol nemzetközi és hazai szakértők muttatták be előadásaikban a közlekedéssel, autóiparral kapcsolatos legújabb fejlesztéseket és kutatásokat, kiemelten foglalkozva az ember-gép kapcsolat, a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás, a fenntarthatóság, a kognitív logisztika és az energiahordozók témakörével.

"A Budapesten immáron negyedik alkalommal megrendezett Kognitív Mobilitás konferencia célja, hogy multidiszciplináris nemzetközi platformot teremtsen a közlekedési és járműmérnöki tudományok, a mesterséges intelligencia, a társadalomtudományok és a kognitív infokommunikáció vezető kutatóinak, fejlesztőinek, valamint az érintett iparágak globális szereplőinek.

„Célunk, hogy a különböző szakterületek harmonikusan, egymással összhangban és a lehető leghatékonyabban működjenek együtt a jövő intelligens kognitív mobilitásának fejlesztésében” – hangsúlyozta Prof. Dr. Zöldy Máté, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Környezetgazdaságtan és Fenntartható Fejlődés Tanszékének vezetője, a Kognitív Mobilitás 2025 konferencia elnöke a rendezvény megnyitóján.

A kognitív mobilitás (CogMob) egy viszonylag új tudományág, mely a különböző kutatási területek, mint például a szállítmányozás, mobilitás, járműgyártás és a kapcsolódó társadalomtudományok, valamint a mesterséges intelligencia összekapcsolására fókuszál. Az MI kiemelkedő szerepet játszik a CogMob projektjeiben, mivel az intelligens rendszerek jelentős mértékben hozzájárulnak az optimális mobilitási megoldások kidolgozásához. Ezek a rendszerek nemcsak az adatok gyűjtésében és rendszerezésében segítenek, hanem a járműgyártás optimalizálásában, új anyagok felfedezésében és az infrastruktúrák hatékony működtetésében is. A kognitív mobilitási megoldások révén lehetőség nyílik élhetőbb városok megteremtésére: a forgalom szervezése olyan módon történik, hogy minimalizálja a felesleges járműmozgásokat, mint például a parkolóhelyek keresgélését. Emellett a járművek mozgását úgy optimalizálják, hogy elkerüljék a gyakori megállásokat, indulásokat, lassítást és gyorsítást, ezáltal gördülékenyebb közlekedési élményt biztosítva.

Ez az energia pazarlásához, a légszennyezés fokozódásához, valamint a forgalmi dugók és balesetveszélyek növekedéséhez vezet. Fejlett kognitív mobilitási rendszerek alkalmazásával a városokat a jövőben alacsonyabb energiafelhasználással, csökkentett környezeti terheléssel és fokozott biztonsággal lehet irányítani.

- fejtette ki Hanula Barna, a Széchenyi István Egyetem oktatója a tavalyi konferencián.

Az idei évben a fő témák között szintén helyett kapott a fenntartható városok kérdése, illetve a zöldebb közlekedés megvalósításának lehetőségei is: a fókuszban a vasúti szállítás előnyeinek és problémáinak bemutatása állt, szóba került például a pályák állapotának és rendelkezésre állásának a hálózat kapacitásának és a menetrend optimalizálásának megoldásához szükséges technológiák körvonalazása, amivel a vasút versenyképességét fenn lehetet tartani.

A környezettudatosság jegyében számos izgalmas előadás zajlott az elektromos autók világáról, hiszen az elektromos járművek (EV-k) népszerűsége világszerte folyamatosan növekszik. Az Our World in Data statisztikái alapján különösen Norvégiában és Kínában tapasztalható kiugró növekedés az újonnan forgalomba helyezett elektromos autók és plug-in hibridek arányában. Norvégiában 2024-ben a frissen eladott elektromos autók aránya már elérte a lenyűgöző 92%-ot, míg Svédországban 58%, Kínában pedig 48% volt. Az Európai Unió összesített adatai alapján a szám 21%-ra rúgott, jelezve, hogy a zöld közlekedés iránti elköteleződés egyre szélesebb körben terjed.

Valóban zöldebb az elektromos autózás, mint a belső égésű motoros járművek használata? E kérdés körül sok a vita és a félreértés. Az elektromos autók előnyei között említhetjük az alacsonyabb károsanyag-kibocsátást, ha a megfelelő energiaforrásból töltjük őket. Ugyanakkor fontos figyelembe venni a gyártási folyamatokat, az akkumulátorok előállításához szükséges nyersanyagok bányászatát, valamint az elektromos áram forrását is. A válasz tehát nem egyszerű: a zöldebb jövő érdekében komplex megközelítésre van szükség, amely figyelembe veszi a teljes életciklust és a fenntartható energiaforrásokat.

Az elektromos járművek (EV-k) hosszú távon kétségtelenül fenntartható alternatívát kínálnak, azonban fontos megjegyezni, hogy "a használt autók vásárlása szinte mindig környezetkímélőbb választás, mint új járművet beszerezni" – mondták el a témával foglalkozó konferencián Lerchner István és Zöldy Máté. Azt is hangsúlyozták, hogy nemcsak az autó típusa számít, hanem az is, hogy hol és hogyan használjuk az járművet. Az elektromos autók környezetbarát működéséhez elengedhetetlen, hogy a töltéshez szükséges energia előállítása alacsony szén-dioxid-kibocsátással járjon, ideális esetben megújuló energiaforrások felhasználásával.

Az elektromos autózás környezeti terhelésének csökkentését segítené elő az is, ha az EV (és sok más modern technológiák) gyártásához szükséges ritkaföldfémeket valamilyen más alternatívával tudnák kiváltani a gyártók, mivel a ritkaföldfémek alkalmazása több problémát is felvet.

"A kibocsátás-csökkentési célok elérését célzó, alacsony szén-dioxid-kibocsátású energia globális fejlesztésében az ásványi anyagokat az energiaátmenet "vitaminjainak" tekintik.

A nyersanyagok jelentősége napjainkban egyre inkább központi szerepet játszik a fosszilis energiahordozókról az alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiaforrásokra való átállás folyamatában. Az utóbbi évtized során számos ország készített összeállítást a kritikus nyersanyagokról, beleértve azokat az ásványokat, amelyek kulcsszerepet játszanak az alacsony szén-dioxid-kibocsátású energia előállításában. Különösen hangsúlyos szerepet kaptak a ritkaföldfémek, amelyek egy 17 kémiai elemből álló csoportot alkotnak. Ez a csoport 15 lantanoidból áll, mint például lantán, cérium, prazeodímium és neodímium, valamint két másik elemből, a szkandiumból és az ittriumból. Ezek az ásványok nélkülözhetetlenek a modern technológiákhoz, így az energetikai átállás sikeréhez is.

A ritkaföldfémek iránti kereslet folyamatosan emelkedik, mivel nélkülözhetetlen szerepet játszanak számos fejlett technológiai megoldásban. Különösen a környezetbarát, alacsony szén-dioxid-kibocsátású innovációkban, mint például a szélturbina-generátorok és az elektromos autók motorjainak fejlesztésében, egyre nagyobb jelentőséggel bírnak.

A ritkaföldfémek azonban hiába az "energiaátmenet vitaminjai", a hozzáférésük korlátozott, és a legfőbb előállítást főként Kína végzi, bár kezdenek más országok is felzárkózni. A ritkaföldfémek valójában egyáltalán nem ritkák, viszont a felhasználásukat nehezíti, hogy nem "tiszta fém" formájában fordulnak elő, hanem csak nyomokban, alacsony koncentrációban, ezért a kitermelésük, tisztításuk és a végső, használható anyag előállítása nem éppen környezetkímélő módon zajlik. Az elektromos autók motorjaiban a neodímiumot, a diszpróziumot és a terbiumot előszeretettel használják, mert ezek az elemek szupererős mágnesként működnek, de a kitermelés nehézségei, és Kína dominanciája a területen sokak számára kihívást jelent, és a gyártók más megoldások után is aktívan érdeklődnek - annak ellenére, hogy egyelőre még jelentős mértékben az állandó mágneses szinkronmotorok és az axiális fluxusmotorok (a két motortípus, amihez alapvető a ritkaföldfém) vezetik a piacot: a Visual Capitalist adatai alapján 2024-ben ez a két típus adta az EV-motorok piacának 86%-át.

A Bosch is aktívan részt vesz azok között a vállalatok között, amelyek az autógyártók számára alkatrészeket és technológiát kínálnak, és külön figyelmet fordít a ritkaföldfémek nélküli megoldások kutatására. Már 2022-ben elindították együttműködésüket az IBM-mel, amelynek keretében az IBM kvantumszámítógépét alkalmazzák az alternatív anyagok feltérképezésére. A kvantumszimulációk révén lényegesen gyorsabban tudják elemezni a különféle anyagváltozatokat, és a Bosch optimista, mivel egy évtizeden belül konkrét eredményeket vár a kutatásaikból.

"A technológia a megvalósulás küszöbén áll."

Stefan Hartung 2022-ben azt nyilatkozta: „Tedd a szövegedet egyedivé!”

A Kognitív Mobilitás Konferencián a Bosch magyarországi szakértői, köztük Vajsz Tibor és Dr. Szászi István, izgalmas kutatási eredményeket és szimulációs vizsgálatokat osztottak meg, amelyek a jövő elektromos hajtásrendszereinek fejlődését célozzák. Céljuk, hogy a ritkaföldfémek teljes mértékben helyettesíthetővé váljanak más, környezetbarát anyagokkal. Bár jelenleg még nem áll rendelkezésre a megoldás kulcsa, a kutatások iránya biztató, és hozzájárulhat ahhoz, hogy a jövőben olyan új típusú meghajtásokat fejlesszenek ki, amelyek nemcsak magas hatásfokúak, hanem költséghatékonyan is előállíthatók. A Bosch véleménye szerint ezek az innovációk ígéretes alternatívát kínálhatnak a jövő elektromos járművei számára.

A megoldás terén nem csupán a Bosch kiemelkedő szereplő, hanem több más vállalat is aktívan tevékenykedik. Különösen figyelemre méltó a brit Advanced Electric Machines (AEM), amely az SSRD (Scaled-up Innovative Motor Production for Lower Environmental Effect) projekt keretében kutatja a jövő motorjainak lehetőségeit. Ez a projekt az állandó mágneses motorok alternatívájaként jött létre, és azzal a különlegességgel bír, hogy nem igényel ritkaföldfémek vagy réztekercsek használatát a működéséhez.