Hideg időben gőzmozdony módjára gyönyörű felhőt húznak maguk után az üzemanyagcellás haszonjárművek, így a gyermekek biztosan imádni fogják ezeket. Ám rengeteg a kihívás a hidrogén gyakorlati alkalmazása előtt – pedig bevezetése elkerülhetetlen.
Írhatnám azt is, hogy egyszerű a szállítmányozás zöld átállása, csak nem lenne igaz. Egyetlen egy autópálya melletti e-teherautós töltőállomás egy 15 000 (!) fős település áramigényének felel meg. A tanulmányok Németország esetében nagyságrendileg két-háromszáz töltési régiót irányoznak elő, régiónként több ilyen kúttal. Ekkora többletkapacitást nemhogy a termelés, de az elektromos hálózat sem bír el, ehhez rendkívüli infrastruktúra-fejlesztés szükséges. Új, lokális energiatermelő állomások és puffertárolók enyhíthetik a hálózatra nehezedő nyomást, ám a nagyfeszültségű hálózat megfelelő bővítésének reális idősíkja egy évtized – vagyis a 2035-ös célokhoz ma kell elkezdeni a tervezést!
Kis trükkös
Ó, de hát ott az üzemanyagcella, az a megoldás! Igen is, meg is nem is. Nem új ötlet a hidrogén hasznosítása, például a fém- és vegyipar jelenleg is hatalmas mennyiségben használja. Vegyületekben van csak jelen a földön, az előállítása ezért is körülményes, erről korábban értekeztünk már. Szinte hetente látunk újabb áttöréseket e téren, ám ezek az ipari alkalmazástól még legalább 5-10 évre vannak. Jelenleg a hidrogént továbbra is csak minimális arányban állítjuk elő elektrolízissel, és annak is csak egy része megújuló forrásból származó áramot használó eljárás. Márpedig az általánosan elterjedt gőzreformálás során gyártott szürke hidrogén minden egyes kilójával együtt 10 kilogramm szén-dioxid kerül a levegőbe! Az elmúlt évben az elektrolizáló árhátránya csökkent, már csak kétszeres a gőzreformálással szemben, vagyis immár belátható távolságba került a zöldhidrogén. Itt amúgy a zöldenergia árának folyamatos csökkenése és a méretgazdaságosság hozzák majd meg a további löketet, illetve a szén-dioxid-adók is elősegíthetik az átállást.
Kicsi a hidrogén sűrűsége, a földgáz harmadakkora térfogaton elfér, ám cserébe nagy az energiasűrűsége. A megfelelő hőszigetelést biztosító fém tartályok tömege sokkal nagyobb, mint a bennük tárolt folyékony hidrogéné
Praktikus szempontból is különleges figyelmet igényel a hidrogén. Egyik mókás tulajdonsága, hogy minden más gázzal ellentétben nemcsak összenyomáskor, hanem kitáguláskor is melegszik, emiatt a tankolása komoly szabályozást igényel. A gáz összesűrítése eleve növeli a hőmérsékletét, a vezetéken való gyors áramlása is, majd a gáz a nagy üres tartályba érve tovább melegszik. Ezért a gyors és hatékony tankolás érdekében eleve mínusz negyven fokra hűtve adagolják, hogy ne lépjék túl a karbontartályok 85 Celsius-fokos biztonsági határértékét a trükkjei ellenére sem. A hidrogéngáz kicsi molekula, pillanatok alatt elillan a legkisebb tömítetlenséget észlelve, ráadásul a levegőnél egy nagyságrenddel könnyebb, így kiszabadulva gyorsan felszáll. Ezért a szervizekbe például speciális világítótestek szükségesek, amelyek nem okoznak tüzet. Főleg azért, mert a hidrogén színtelenül ég, vagyis csak az érzékelő veszi észre, ha begyulladt. De még nem szükséges pánikba esni, mindezek ellenére a benzinnél nem veszélyesebb tüzelőanyag.
Nem gáz a folyékony!
Igen hatékony szerkezet az akkumulátoros elektromos jármű! A megtermelt árammal akkumulátort töltünk, majd újra felhasználjuk, ennek során hiába alakítjuk ide-oda, még is csupán körülbelül 20-25 százalék a veszteség. Ha az árammal vizet bontunk, elszállítjuk a hidrogént, áttöltjük, majd az üzemanyagcellával áramot termelünk, az az eredeti energia jó 60-80 százalékát felemészti! Azonban a technika mai állása szerint szállításra, tartós tárolásra – azaz energiahordozónak – az akkumulátor nem alkalmas. Az újabbnál újabb akkumulátorkémiák jelentős energiasűrűséget ígérnek, ám egyelőre mindegyik már elérhető típus ritka és/vagy drága nyersanyagokból is épül. A nagyobb hatótávolság iránti igény jelenleg csak olyan méretű tömegnövekedéssel oldható meg, ami sok esetben egyáltalán nem reális.
A méretes és súlyos akkumulátorokkal szemben a hidrogént hasznosító járművek esetében „viszonylag egyszerűen” növelhető a hatótávolság: több vagy nagyobb nyomású hidrogéntartályt kell telepíteni. Egy hidrogéntartály szénszálas anyagból szőhető és olyan tartós, hogy elméletileg akár két teherautót is kiszolgálhat. A 700 baros tartályban a 350-eshez képest 80 százalékkal több hidrogén tárolható, a Magna prototípusa 15,5 kilogrammot bírt el. A Voith szerezte meg elsőként az ENSZ-EGB típusjóváhagyást a 350 literes egységére, abba körülbelül nyolc kilogramm helyett így 14 kilogramm sűríthető a nagyobb nyomás jóvoltából. Egyetlen ilyen, 190 kilogramm saját tömegű tartály nagyjából 160 kilométer hatótávot kínál egy csuklós busz számára. Tovább is van, mondjam még? A folyékony tárolás további 65 százalékot sűrít bele a tartályba még a hétszáz baroshoz képest is! Ezzel értelemszerűen még nagyobb hatótávolságok érhetők el. Ám a cseppfolyósítás, valamint a folyékony hidrogén áttöltése és tárolása is lényegesen körülményesebb, drágább. E téren ígéretes új utat mutat a Linde és a Mercedes-Benz által kidolgozott, nyílt szabványként elérhető aláhűtött folyékony hidrogénes tankolási módszere, amely az aláhűtéssel (subcooling) folyékony halmazállapotban tartja végig a hidrogént a folyamat során. Így az sLH2-kút esetében nincs szükség a gázzá felmelegedett hidrogén visszafejtésére egy másik vezetéken, sem személyes védőfelszerelésre, valamint a bonyolult és költséges érzékelők, szabályozók is kimaradnak. Ráadásul a folyamat rendkívül gyors, a két 40 kilós tartályát egyszerre töltve 10-15 perc alatt ezer kilométer hatótávolságot szívott magába a kísérleti Actros.
A szállítása is folyamatosan fejlődik, a korábbi félpótkocsik 200 bar nyomásnál 1000 köbméter hidrogént vittek, ami csupán 360 kilogramm – vagyis hét csuklós buszra elegendő. Az újabb 350 baros vontatmányokban már 6500 köbmétert cipelnek. Hazánkban az évtized végéig 240 megawattnyi elektrolizálót terveznek decentralizáltan telepíteni, valamint 20 töltőállomást. Franciaország 2030-ra nagyságrendileg 900 hidrogénkutat tervez, Németország háromszázat. Igen, jól sejthető, hogy az infrastruktúra itt is komoly fejlesztési kényszer előtt áll. Ám hidrogén kisebb elektrolizálókkal helyben is termelhető értelmezhető mennyiségben. Ráadásul az akkumulátoroknál olcsóbban tárolható és könnyebben szállítható benne az energia – igaz, nagyobbak a veszteségek, de kisebb a helyigény és hosszabb az élettartam. Érdemes ezért a hidrogénre alapvetően energiahordozóként tekinteni, nem pedig csupán járművek hajtóanyagaként. Kémia tulajdonságaival együtt a közlekedés mellett más iparágakat is kiszolgálhat a fosszilis tüzelőanyagoktól távolodó útjukon, így a következő évtizedben biztosan a mainál sokkal nagyobb szerephez jut majd.
MAN hTGX és önvezető teherautók: Hidrogénezett öntudatosság
Olajszőkítésről szó sincs! Csupán arról, hogy az MAN bemutatta hidrogénüzemű belső égésű erőforrással felvértezett hTGX teherautóját. Eközben önvezető prototípusaival is új mérföldkőhöz érkezett, amelyek végre felhajthattak az autópályára.
Paul Hydrogen Power Truck: Energetikai pálfordulás
Pálos rend uralkodik a speciális haszonjárműveiről nevezetes Paul Nutzfahrzeuge háza táján. Habár az egyetlen magyar alapítású férfi remete szerzetesrendhez hasonlóan a Paul Hydrogen Power Truck miatt sem kellett senkinek némasági fogadalmat tennie.
Solaris Urbino 18 hydrogen: Kiegyensúlyozott személyiség
Ifjonti bizonytalanságai már nincsenek, tudja, mit akar, mit kínál, tisztában van saját értékeivel. A Solaris Urbino 18 hydrogen ideális partnernek ígérkezik, de vajon mennyi poggyászt cipel magával eddigi életéből?
Mercedes-Benz eCitaro fuel cell: Kiszámítható ellenfél?!
Előnyei és lemaradásai tekintetében egyaránt olyannyira ismert kvantitás, hogy pontosan tudjuk, mire számíthatunk: maximálisan kiforrott villanybuszra a korábbinál bővebb hatótávval. Vajon ez biztos befutóvá vagy túlságosan kiszámíthatóvá teszi?
Hidrogén a gyakorlatban: Kis lépesek az emberiségnek
Felpörög a hidrogénipar. Hatalmas kapacitások kiépítését kezdték meg, az évtized végéig várhatóan legalább százszorosára nő az elektrolizálók globális termelése. A látványos gigaberuházások mellett a hétköznapi léptékű fejlesztésekre is érdemes figyelni.
Töltés a transzeurópai folyosók mentén: Több nap, mint kolbász?
Ha a több mint 6,4 millió európai teherautót elektronokkal vagy hidrogénnel kívánjuk hajtani, az az infrastruktúra tekintetében is óriási fejlesztéseket igényel. Ellenkező esetben a találunk-e parkolót kérdése a hogyan jutunk tovább problémájába fajulhat.
