Elektrikli ve hidrojenli güç aktarma organları, modern tarımda kendine yer bulan alternatif tahrik sistemlerinden sadece birkaçı olarak öne çıkıyor. Alternatif tahrik teknolojilerine ve yakıtlara olan ilginin artmasının önemli bir nedeni, sera gazlarını önemli ölçüde azaltılma çabası oluyor. Paris iklim anlaşmasının hedeflerine ulaşmak için CO2 emisyonlarının hızlı ve büyük ölçüde azaltılması gerekiyor. Bu süreçte traktör üreticileri de yeni yöntemler ve teknolojiler üzerinde çalışmalarına devam ediyor.
Dizel yakıt geçmişten bugüne zararlı çevresel etkileriyle birlikte geleneksel olarak tarım makineleri için tercih edilen enerji kaynağı olmayı sürdürüyor. Ancak makinelerden kaynaklanan sera gazı emisyonları, yalnızca geleneksel tahrik teknolojisindeki iyileştirmelerle yeterince azaltılamıyor. 12-18 Kasım tarihleri arasında Almanya’nın Hannover kentinde düzenlenen Agritechnica 2023, bu gelişmeleri yansıtırken, tarım makineleri için en son teknolojiye sahip alternatif tahrik sistemleri de sunuyor. Fuarda özel Drive Experience açık alanında alternatif tahrik sistemlerini tanıtılması planlanıyor.
Hidrojen yakıtlı traktörlerin üretimin maliyet engeli etkili oluyor.
Hidrojen, tarım araçlarında dizele en yakın alternatif olarak görülüyor. Hidrojen karbon içermediğinden kullanımı iklime zarar veren herhangi bir CO2 emisyonuna neden oluyor. Ancak üretiminde yoğun enerji kullanıldığından ön şart olarak bu enerjinin yenilenebilir kaynaklardan gelmesi önem arz ediyor. Hidrojenin yakıt hücresinde kullanılması, akünün harici kaynaklardan şarj edildiği geleneksel elektrikli tahrikin aksine, aracı hareket ettirmek için gereken elektrik enerjisi yakıt hücresi tarafından üretiliyor. Yıllar boyunca birçok konsept traktör, ana güç kaynağı olarak yakıt pilleriyle sunuldu ancak hiçbiri henüz ticari kullanıma sunulmadı.
Yakıt hücresi üretimde zorlu faktörler
Tarımda yakıt hücrelerinin önünde birçok önemli faktör bulunuyor: Birincisi, standart bir traktöre yeterli enerjiyi sağlamanın zorluğu vardır. Sıkıştırılmış hidrojen basınçlı kaplar önemli miktarda alana ihtiyaç duyuyor. Mevcut çözümler kullanıldığında bir traktör birkaç saat boyunca tam yükte çalışamıyor. Ayrıca yakıt hücresi sürücüsü, soğutma sistemi, invertör ve tampon batarya gibi yer kaplayan bileşenlere ihtiyaç duyuyor. İkincisi, nispeten yavaş ve tepkisiz yakıt hücresini desteklemek için gerekiyor. Ayrıca tarıma yönelik bir hidrojen yakıt ikmal istasyonları ağı oluşturulması gerekiyor.
Metan gazlı traktörler, tarım sektöründe dezavantajlı konumda
Metan, bitki büyümesi sırasında kullanılan sera gazının yanma sırasında salınmaması nedeniyle ilgi odağı olan başka bir gazlı yakıt olarak öne çıkıyor. Biyogaz tesislerinde üretilen ham biyogaz doğrudan yakıt olarak kullanılamıyor. Bu süreçte önce kükürtten arındırılması ve CO2’nin metandan temizlenmesi gerekiyor. Günümüzde genellikle “sıvılaştırılmış doğal gaz” (LNG) olarak adlandırılan sıvılaştırılmış metan, özellikle tarım makinelerinde kullanıma uygun olmuyor. Nispeten yüksek enerji yoğunluğuna rağmen, teknik açıdan zorlu ve enerji yoğun sıvılaştırma süreci ve daha uzun boşta kalma süreleri ve daha yüksek sıcaklıklarda olası metan emisyonları dahil olmak üzere çeşitli dezavantajları bulunuyor. Tamamen metanla çalışan bir üretim traktörü mevcut bulunuyor. CNG formundaki metan, 180 hp gücündeki 6 silindirli pistonlu motorun emme manifolduna enjekte ediliyor. Egzoz gazının yalnızca üç yollu bir katalitik konvertör kullanılarak arıtılması gerekiyor. Egzoz gazı devridaimi, partikül filtreleri veya Adblue gibi indirgeyicili SCR katalitik konvertörleri gibi teknolojilere gerek duymuyor. Üretici ayrıca LNG ile çalışan 270 hp motora sahip bir ön üretim modeli de sundu.
Biyoyakıtlı tahrik sistemleri gelecek vaat ediyor
Kolza tohumu yağı veya kolza tohumu metil esteri gibi biyoyakıtları kullanan motor çözümleri onlarca yıldır piyasa yer alıyor. Bu sistem köprü teknolojisi olarak hizmet edebiliyor. Dizele göre yüzde 93’lük enerji yoğunluğuyla kolza tohumu yağı, fosil içermeyen ilginç bir alternatif oluyor. Kolza tohumu üreten herhangi bir çiftlik, ekstrakte edilen yağı yakıt olarak kullanabilirken, yan ürün olarak üretilen kolza küspesi, protein açısından zengin bir yem sağlıyor. Kolza yağı ve diğer biyoyakıtların kullanılabilmesi için traktör tahrik sistemlerinin motor gücü, yağlama ve diğer özellikler açısından güncellenmesi gerekiyor. Biyodizel, bitkisel yağlar ve bu biyoyakıtların karışımlarını da kullanabilen çok yakıtlı traktör henüz pazara sunulmadı.
Geçmişten bugüne pil teknolojisi
İlk bakışta yenilikçi bir teknoloji gibi görünen elektrikle çalışan tarım makineleri, aslında tarihsel olarak uzun bir geçmişe sahip. İlk kablolu veya pille çalışan çözümler 19. yüzyılda mevcuttu. Ancak tüm bu teknolojiler içten yanmalı motor karşısında kaybetti. Binek araç sektörü artık bir kez daha dikkatlerini içten yanmalı motorun bir veya daha fazla elektrik motorunun aldığı elektrikli tahrikli tarım makinelerine odaklıyor. Elektrikli tahrik, içten yanmalı motora göre daha düşük ağırlığa ve daha küçük montaj alanına sahiptir. Ayrıca emisyonsuzdur, çok daha az atık ısı üretiyor ve neredeyse sessiz çalışıyor. Bununla birlikte, tamamen elektrikli bir sistemin en büyük zayıflığı, pillerin düşük enerji yoğunluğudur; bu da güç gereksinimleri arttıkça yüksek pil ağırlıkları ve hacimleriyle sonuçlanıyor. Çiftlikte, otlak bakımında veya belediye sektöründe kullanım için orta derecede güç gereksinimi olan daha küçük traktörler için bu henüz bir sorun değil. Bunlar kullanılmadığında çiftlikte veya inşaat alanında kolayca şarj edilebiliyor. Ancak yüksek çıkış gücüne ve uzun çalışma süresine sahip traktörlerde durum oldukça farklıdır. Daha büyük traktörler için mevcut teknolojinin kullanılması durumunda, gereken akülerin çok ağır olması (maklekli direksiyonlu büyük bir traktör için 25 ton) ve uzun şarj süreleri oluyor. Her iki faktör de pilleri günümüzde saha kullanımı için kullanışsız hale getiriyor.
Güneş enerjisi kullanımında geniş alana ihtiyaç duyuluyor
Güneş enerjisiyle çalışan ekim ve çapalama robotların üretimi hali hazırda mevcut. GPS kontrollü tarım robotları, kök mahsul ve sebze yetiştiriciliğinde düşük güç gerektiren çok hafif işler için otonom makineler olarak kullanılabilir. Aküleri şarj etmek için güneş enerjisi kullanılarak makinelerin gün boyunca sürekli çalışmasına olanak sağlanıyor. Ancak güneş enerjisi sürücüleri, gereken geniş modül alanları nedeniyle daha büyük saha makineleri için uygun olmuyor.
