A benzin- és gázolajalapú autózás már szép lassan elkezdte átadni helyét az elektromos mobilitásnak. Ezt mindannyian látjuk, tapasztaljuk, ahogy nap mint nap több zöld rendszámú autó vesz körül bennünket még Magyarországon is – pedig hazánk nem vállalt éppen úttörő szerepet ebben az átalakulásban. Viszont ami eddig történt, az még csak a kezdete a változásnak. A konnektorról is tölthető hibridautók és az akkumulátoros elektromos autók nem jelentik az átalakulás végét. Sok nagy autógyártó és háttéripari cég látja úgy, hogy hamarosan (ami azért még mindig évtizedes távlatot jelent) a hidrogénnel hajtott járművek, a tüzelőanyag-cella technológiája is gyorsan bővülő szerepet kap a mobilitásban.
Ez szükségszerűnek látszik, két okból. Az egyik az akkumulátoros elektromos autók hatótávolság-problémája. Ha egy töltéssel messzebbre eljutni képes autót (vagy kamiont, buszt) akarunk, akkor nagyobb kapacitású, nagyobb tömegű (és drágább) akkumulátorra van szükségünk. Az új Mercedes EQC kb. 300 kilométernyi reális hatótávolságához hat és fél mázsás akkura van szükség. Márpedig még ennek a duplája, hatszáz kilométeres hatótáv se sok a benzinhez-gázolajhoz szokott autósoknak, viszont a kocsi már így, ennek a felével is 2,5 tonna és 22 millió forint. Ott van persze a gyorstöltés, ami elfogadható kompromisszumnak látszik. Ha 300 km-enként meg kell állni 20-40 percre, hogy újabb 300 km kerüljön az akkuba, az kibírható. Viszont ha tényleg úgy istenigazából beindulna az átállás, pontosabban átülés belső égésű motoros autóból elektromosba, hatalmas mértékű és valószínűleg rossz kihasználtságú infrastruktúra-beruházásokra volna szükség.
A nagy nyomáson tárolt hidrogén viszont gyorsan újratölthető üzemanyag, a jelenleg legelterjedtebb 700 baros rendszerekben kb. percenként 100 km-nyi üzemanyag tölthető a kocsikba. A hidrogéntartályok tömege pedig elhanyagolható az akkumulátorokéhoz képest. Térfogatra persze több helyet foglal egy háromkilós, kb. háromszáz kilométerre elegendő hidrogéntartály, mint a Mercedes EQC akkumulátortömbje, de a térfogat pont azokon a járműveken számít a legkevésbé, amelyekkel gyakran mennének messze a gazdáik (teherautók, buszok, akár kisbuszok, nagy családi autók).
Hyundai Nexo, 120 kW-os üzemanyagcellás elektromos hajtáslánccal
A hidrogénalapú energetika várható terjedésének másik oka az energiaszektor változása. A legkönnyebben kiaknázható megújuló energiákkal ugyanis van egy gond: nehéz velük tervezni. Ha fúj a szél, ha süt a nap, van energia, ha nem, nincs. A megoldás nyilvánvalóan a tárolás, márpedig az erős napsütésben, nagy szélben termelődő energiafelesleggel kiválóan lehet például vizet bontani és hidrogént sűríteni későbbi felhasználás – mondjuk elautókázás céljára. A folyamatban persze sok átalakítás történik és sok veszteség is keletkezik, de mivel a nap ingyen süt, a szél meg ingyen fúj, ráadásul mindkettő emissziómentesen történik, ez a veszteség megfelelő többlet-termelőkapacitás kiépítése árán kalkulálható és vállalható.
Mi kell a hidrogénautózáshoz?
Olcsó napelem, olcsó szélerőmű: pipa, ilyenek már vannak. Jól működő, letesztelt, használható hidrogénautó: pipa, a Toyota, a Honda és a Hyundai már megmutatta, hogy ez sem probléma. (Na jó, a Mirai, a Clarity és a Nexo marha drága, de főként azért, mert nem készül elég sok belőlük ahhoz, hogy olcsón lehessen tömeggyártani őket.) Mi kéne még? Hát töltőhálózat! Méghozzá nem volna baj, ha a jövő decentralizált energetikai rendszereihez passzoló decentralizált hidrogéngyártó, -sűrítő és -töltőállomások tömkelegéből álló, gyorsan kiépíthető hálózat lenne ez.
Belvárosba integrált hidrogénkút Hamburgban
Na és MOST érkeztünk el igazából ennek a cikknek a témájához: ahhoz a géphez, ami pont ezt tudja. Mert hogy már van ilyen. A SimpleFuel.
Mi az a SimpleFuel?
A SimpleFuel két amerikai cég, az IVYS Energy Solutions és a PDC Machines közös terméke: vízbontással működő, hidrogénfejlesztésre szolgáló berendezés, ami dugattyús kompresszorával sűríteni, majd tartályában tárolni és töltőberendezésével adagolni is tudja az elektromos energiával (nyilván akár napból, szélből származó megújuló energiával) előállított hidrogént. A gép bennfoglaló méretei: 2,8 x 1,22 x 2,43 m, tömege kb. 2,7 tonna. A SimpleFuel különböző teljesítményű és nyomású kivitelben készülhet, a csúcsmodell tudja a hidrogénes autózásban megszokott 700 baros sűrítést és naponta kb. 20 kg tömegű üzemanyagot állít elő – egész csendesen: a fő zajforrás egy szellőztetőventilátor, a zajterhelés pedig 70 decibel. A gép tervezett élettartama 15 év.
E-mailben rákérdeztem a gyártó cégnél, hogy mennyi elektromos energiát igényel egy kiló vízből bontott és sűrített hidrogén előállítása ezzel a géppel, na meg hogy mennyibe kerül maga a gép. Kaptam is választ, amiből ki is derült, miért nincs ma még néhány ilyen kütyü minden bevásárlóközpont parkolójában. (Már azt leszámítva persze, hogy nem is nagyon van hidrogénautó, ami fel tudná használni a megtermelt hidrogént.)
Hidrogén-üzemű Hyundai érzékelteti a méreteket a SimpleFuel H2-generátor előtt
A SimpleFuel részei
A 35-10-es modell (amely 350 barra sűrítve napi 10 kg H2-t képes előállítani, tehát úgy 10-20. ma átlagosnak számító éves futásteljesítményű hidrogénautó számára elegendő üzemanyagot gyárt éves szinten) 400 ezer dollárba, 116 millió forintba kerül. Ez még nem is olyan sokkoló. Ha mondjuk egy vállalat úgy döntene, hogy vesz 15 hidrogénautót, amivel a dolgozók évi 24-24 ezer kilométert mennek majd, egy kocsira az említett 15 éves élettartammal számolva durván évi kb. félmillió forint költséget tenne ki az üzemanyaggyártó gép beruházási költsége. Na de ott van még a működtetés is.
Egy kiló hidrogén (a jelenlegi hidrogénautók számára ez kb. száz kilométerre elég) előállítása 68 kWh energiába kerül. Ez nagyjából négyszer annyi energia, mint amennyit egy átlagos elektromos autó elhasznál száz kilométerre, lakossági energiaáron számolva pedig kb. 3000 forintra jönne ki nálunk – ami egy átlagos fogyasztású benzines autó üzemanyagköltsége 100 kilométerre. És ha napelemeket is vennék a hidrogéngyártó gép mellé? Mennyibe kerülne a beruházás az ingyen áramba?
Az egyszerűség kedvéért tegyük fel, hogy a napelemparkom termelését ugyanúgy ki tudom egyenlíteni a hálózatra csatlakozással, ahogy ez a háztartási méretű napelemeknél működik. (A valóságban nem így van, egy iparszerű naperőmű jóval szigorúbb feltételekkel termelhet rá a hálózatra, de ebbe most ne menjünk bele.) A gép az év 365 napján összesen 248 200 kWh energiát használna el. Magyarországon ökölszabály szerint egy kWp napelemes teljesítmény évente 1000 kWh energiát termel, vagyis egy 250 kW-os naperőművel teljesen emissziómentesen termelném a szintén emissziómentesen felhasználható üzemanyagot. Ez a gyönyörű zöld álom viszont egy nagyjából ezer napelemtáblás beruházást igényel, a megfelelő inverterekkel, ami becslésem szerint nagyjából 75 milliós beruházás lenne és tovább emelné a hidrogénes autózás száz kilométerre vetített költségét, valahol a 13-14 liter/100 km-es benzinfogyasztással analóg anyagi szintre.
A megoldás tehát már megvan a problémára, a hidrogénautók könnyen-gyorsan telepíthető eszközökkel való ellátására. A gond csak annyi, hogy a probléma még nem elég nagy (az olaj nem elég drága, illetve a CO2-kipufogás és egyéb káros gázok eregetése még nem elég kínos) ahhoz, hogy a jármű-üzemeltetők nagy tömegben kezdjenek érdeklődni a hidrogénautók és a kompakt H2-generátorok iránt. De lesz még ez másképp. Sőt, van, ahol már egy kicsit most is másképp van.
SimpleFuel a Toyotánál
Valójában nem is a gyártó cég, hanem egy ügyfelük, a Toyota volt az, ahonnan értesültünk róla, hogy ez a masina már létezik. A Toyota egyik japán gyárában, a motomacsi üzemben kezdte használni saját gyártású hidrogéncellás targoncáihoz az amerikai gépet. A cég zéró-CO2-emissziós stratégiai céljához igazodva az üzemben napelemek termelik meg a berendezés működéséhez szükséges energiát, a hidrogénnel feltankolt targoncák pedig működésük közben némi vízpárán kívül semmilyen más anyagot nem eregetnek ki magukból.
Toyota hidrogén-targonca és üzemanyag-ellátója, a SimpleFuel
A Toyota-üzemben lévő gép naponta 8,8 kg hidrogént képes előállítani és sűríteni, ezzel 7-8 targonca képes egész nap mozgatni a mozgatni valókat. A Toyota már korábban is használt gyártásában hidrogénes targoncákat, de az új, kompakt mérete miatt szűk helyekre is beszerelhető energiaközpontokkal sokkal könnyebb dolguk lesz a hidrogénellátás biztosítására újabb tüzelőanyag-cellás targoncákhoz bárhol a világon.
Persze az ilyen úttörő fejlesztések nincsenek ingyen, kell a támogató állami környezet is a jövő építéséhez. A Toyota beruházásához a japán Környezetvédelmi Minisztérium (igen, ott van ilyen!) széndioxid-kibocsátást mérséklő intézkedésekkel kapcsolatban felmerülő működési költségekre biztosított támogatása is jól jött. Ezzel vált lehetővé a cég számára a SimpleFuel berendezések megvásárlása és 50 új üzemanyagcellás targonca üzembe helyezése.
