Vizet ereget a jövő elektromos BMW-je

Látva a projekt állását, az üzemanyagcellás BMW legkevésbé fontos része a megjelenése. Ennek egyszerű oka van: ez az autó tényleg nem szól többről, mint a technológia demonstrációjáról, az első, bárki által megvehető hidrogénhajtású BMW bárhogy kinézhet majd.

Ennek ellenére azért kapott pár egyedi jegyet az autó, de ez kimerül a matricázásban, néhány kékre pingált elemben a sarkokon, illetve az egyedi felnikben, valamint belül egy feliratban, az övek kék varrásában és a menetválasztó kék betétjében, melyet 3D-nyomtatással készítettek.

Néhány apróság utal csak arra, hogy ez egy üzemanyagcellás autó

A BMW iX5 Hydrogen egy hidrogén üzemanyagcellás elektromos jármű (angol mozaikszóval FCEV). Előre, a hagyományos motor helyére kerül az üzemanyagcella, a hátsó tengelyre pedig egy villanymotor, fölé az akkumulátor. A kettő között találhatóak a karbonszálas műanyagból készült hidrogéntartályok, melyekbe összesen 6 kg gáz tölthető 700 bar nyomáson.

Az üzemanyagcella a Toyota terméke, minden mást a BMW tett az autóhoz. Ennek teljesítménye 125 kW (170 LE). Ez az, ami mindig rendelkezésre áll, azonban az autó csúcsteljesítménye 295 kW (401 LE): ehhez a lökést a hátsó tengely feletti, 5 kWh-nál is kisebb kapacitású aksi adja. Nem hangzik soknak ez első hallásra, de kigyorsításokhoz éppen elég az energiatartalék. Fékezéskor, valamint nem maximális teljesítményt kérve az autótól az üzemanyagcellák is visszatermelik az elhasznált áramot a pufferaksiba. A 401 LE-s villanymotor egy az egyben ugyanaz, mint amivel a jelenlegi elektromos BMW-kben is találkozhatunk, még a motorvezérlő szoftveren sem változtattak a szakemberek.

A lényeg: a kép jobb oldalán (az autó elejében) az üzemanyagcella, balra (az autó végében) a villanymotor és felette egy akkumulátor. Köztük a két tartály, a kisebbik a hátsó üléssor alatt

Maga az üzemanyagcella a tartályból érkező hidrogénből és a külvilág oxigénjéből állít elő elektromosságot. Ezekben a cellákban polimerlapok vannak, melyek a hidrogénatomot szétválasztják egy protonra és egy elektronra. Az elektronok sokasága az áram – ezt a narancssárga kábeleken elküldik hátra, a villanymotor működtetésére, majd visszatérve kapcsolódnak az oxigénmolekulákhoz.

A pozitív töltésű, magányos protonoknak vonzóvá válnak a negatív töltésű oxigénionok, így egymáshoz kapcsolódnak. Aki figyelt kémiaórán, ismeri a képletet és tudja, mi történik: 2 H₂ + O₂ = 2 H₂O, vagyis víz keletkezik, mely pára formájában távozik a rendszerből. A kémiai folyamatok csak akkor játszódnak le, amikor azt a sofőr kéri, azaz amikor nem nyomja a menetpedált, az üzemanyagcellákban sem történik semmi.

Aprócska kipufogó, melyből vízpára távozik. Körülötte tekeregnek a narancssárga kábelek, bennük a megtermelt árammal

Az egész rendszer mentes a mozgó alkatrészektől, jóval kisebb az autó karbantartási igénye, mint egy belső égésű motorral felszerelt kocsié. Két dolog merült fel, melyeket időnként cserélni, ellenőrizni kell: az üzemanyagcellák hűtőanyagát, illetve a légszűrőt.

Nem egészen 6 másodperc alatt gyorsul álló helyzetből 100 km/órára a hidrogénhajtású iX5, végsebessége 185 km/óra. Tömege jelenlegi, optimalizálás előtti állapotában kb. megegyezik a hibrid X5-ösével (2435 kg), azaz a sorhatos benzines és az akkupakk nagyjából annyit nyom, mint a hidrogén üzemanyagcella, a tartályok és a hátsó tengelyt hajtó villanymotor. A BMW számításai szerint a rendszer 100-150 kilóval könnyebb egy hasonló méretű, mondhatni „hagyományos”, azaz akkumulátoros villanyautónál (ennek BEV az angol mozaikszava).

Nem tölthettünk kifejezetten sok időt a BMW iX5 Hydrogen volánja mögött, mindössze pár percet, amíg a BMW bécsi központjából egy közeli töltőállomásra autóztunk, ahol hidrogént is kapni. A rövidke út alatt is le lehetett vonni néhány fontos tanulságot az autóval kapcsolatban.

A szerző a BMW iX5 Hydrogen volánja mögött

Az első, és talán legfontosabb: ez egy villanyautó. Vezetési élményben nem kap újat az ember, nem kell új dolgot megszoknunk vagy megtanulnunk a kocsi viselkedését illetően, akár villany-, akár belső égésű motoros modellhez hasonlítjuk. Megvan benne ugyanaz a dinamizmus, mint minden villanyautóban, pedálérintésre meglódul a jármű, mindenféle késlekedés, kihagyás nélkül, a rekuperáció mértéke pedig ugyanúgy állítható a kormány mögötti fülekkel, mint más elektromos autóknál.

A villanyautós tulajdonságból következik a másik tanulság: nincs hangja az autónak. Ha pontosak akarunk lenni, lehetne némi hangja, ugyanis hallhatnánk, hogy a kompresszor hidrogént fúj az üzemanyagcellába, de ebből mi nem hallottunk semmit menet közben. A kémiai reakcióknak nincs hangja, az üzemanyagcella síri csendben végzi a dolgát.

Töltés

Végtelenül egyszerű a hidrogénautók töltése, napjaink nehézségét tényleg csak az okozhatja, hogy találjunk egy helyet, ahol vehetünk gázt. A töltőfejet csatlakoztatni kell egy, az autóból kilógó szelepre, ahol nemcsak egy levegőnyílás található, hanem egy infravörös port is. Ugyanez megtalálható a töltőfejen is: a kútoszlop kapcsolatba lép az autóval, miután kezdésként betölt egy minimális mennyiségű hidrogént a rendszerbe, melyből megállapítja, mekkora is a hidrogéntartály, illetve az épp mennyire üres. Ebből kiszámolja az optimális töltési sebességet.

Egyszerű folyamat a töltés felhasználói oldalról, a bonyolultabb számítógépes ellenőrzések mind automatikusak

Egy teljesen kiürült tartály esetén sem tart tovább 4 percnél a művelet, esetünkben bő fél kiló hidrogén kb. 25-30 másodperc alatt jutott az autóba. A fizetési procedúra már az oszlop üzemeltetőjén múlik, az általunk meglátogatott OMV-kúton a klasszikus shopba sétálós megoldást alkalmazták.

Hivatalosan 504 km-t lehet megtenni egy tank hidrogénnel, a WLTP-értékre azonban itt sem szabad szentírásként tekinteni. A műszerfalon több autóban is felbukkanó 1,6 kg-os fogyasztási érték 100 km-en inkább 350-400 km-es hatótávot vetít előre. Nem lehetetlen egyébként 6 kg hidrogénnel 600 km megtétele sem, a tesztek során erre is volt példa Japánban, de ezzel kapcsolatban elismerték, igencsak spórolósan vezették ekkor az iX5-öt.

Országonként nagyon eltérő, mennyire lehet jó áron hidrogénnel autózni. A BMW iX5-be 100 km-re elég üzemanyag Belgiumban csak 16 euróba kerülne, de Ausztriában ugyanez a mennyiség már 38,2 euró. Jelenlegi hazai üzemanyagárakra (650 Ft/l) visszaszámolva ez 9,6-22,9 literes fogyasztást jelent.

Mutatja az aktuális és az átlagos hidrogénfogyasztást is a műszerfal

Nem csak üzemanyag lehet a hidrogén

Bécsben töltött napunk nem pusztán az autóról szólt, hanem megismertettek bennünket kicsit közelebbről is a hidrogénnel. Jóval több ez, mint egy alternatív üzemanyagforrás: energiaipari szakértők meséltek arról, hogy a gáz fontos szerepet tölthet be a jövőben az Európai Unió komplett áramellátásában.

Magával a hidrogén előállításával ugyanis áramot is raktározunk. Furcsa kijelentésnek tűnhet ez, hiszen felmerül az átalakítás (majd a későbbi árammá visszaalakítás) vesztesége, azonban a gázt sokkal hatékonyabban lehet szállítani gázvezetékeken, illetve tárolni tartályokban. Az elektromos áramot ezzel szemben szállítani és tárolni sem lehet veszteségmentesen, lásd a vezetékek ellenállását vagy az akkumulátorokat, melyek használat nélkül is veszítenek töltésükből idővel.

Nem szivárog el az autó tartályaiból a hidrogén, miközben az akkumulátoros villanyautók állásában is veszítenek töltöttségi szintjükből

A szakértők szerint a hidrogén alkalmazása már napjainkban is szinte elengedhetetlen, főleg egy olyan környezetben, amikor mindenhonnan a zöldítés, a karbonsemlegesség, a környezetvédelem és hasonló fogalmak zúdulnak ránk. Már most is sokkal több környezetbarát energiát használhatnánk például, ha az elektromos hálózatok mindig fel tudnák venni a napelemparkok, szélerőművek által megtermelt áramot, de a legnaposabb, legszelesebb napokon erre képtelenek.

Csak Németországban tavaly 6 terawatt megújuló energia nem jutott el a hálózatba, de Cipruson is több mint húsz olyan nap volt, amikor a napelemek túltermeltek. Az így pocsékba ment energiát át lehetne alakítani hidrogénné, ami ugyan némi veszteség, de a 0 százaléknál bármi jobb. Persze ehhez nagyberuházásokra lenne szükség, melyek csak idővel térülnek meg – ez az idő azonban több, mint pl. egy politikai ciklus hossza…

Elsősorban négy célcsoportban gondolkozik jelenleg a BMW, ha szóba kerülnek a jövőbeli hidrogénautók vásárlói:

• akik nem tudnak kényelmesen villanyautót tölteni az infrastruktúra hiányában
• akiknek szükségük van a flexibilitásra, gyakran utaznak és nem tudnak/szeretnének órákat várni a kábelen lógó kocsira
• a hideg, északi országokban élők: az akkumulátoros villanyautók sokat veszítenek hatótávjukból, ám a hidrogén üzemanyagcellás nem, ráadásul a kémiai folyamat során termelődő hővel lehet fűteni
• akik vontatni kívánnak, pl. lakókocsit: a vontatás nagyobb energiafogyasztással jár, ezért többször is kell megállni. Ilyenkor sem mindegy, hogy hányszor és mennyi ideig kell feltöltekezni energiával.

Nincs sok látnivaló a gépháztető alatt

Az elmondottakból az is leszűrhető, hogy a belső égésű technológiát hosszú távon nem gondolja alternatívának a BMW. Elmondásuk szerint két technológia létezhet majd párhuzamosan: az aksis villanyautók inkább a városi és elővárosi közlekedésben vehetnek majd részt, míg a hidrogénautókat hosszabb távokra vethetik be.

Persze ennek komoly feltétele, hogy mit lát a BMW Európában, illetve a világban. Az öreg kontinensen talán csak Németországról mondható el, hogy határain belül hidrogénnel is eljuthat mindenhova az ember, de még így is tervezgetni kell, hogy a 105 kút közül hol kell megállni egy újratöltésre. A folyamatok azonban biztatóak, legalábbis ezt mondják a bajor márkánál.

Jelenlegi gondolataik szerint egy-két éven belül döntenének az üzemanyagcellás projekt általános sorsáról, de minden abba az irányba mutat, hogy a munkának be fog érni a gyümölcse. A várakozások szerint még ennek az évtizednek a végén eljöhet az az időpont, amikor megtörténhet a hidrogénhajtású BMW piaci bevezetése.

Hogy ez milyen modell lesz, azt még ők maguk sem tudják. Az egész folyamatot egy az egyben össze is vetették azzal, amikor a BMW az elektromos útra rálépett. Annak idején szintén tesztflottás kísérletekkel indultak, először a MINI E-vel, majd az 1-es szériára alapuló ActiveE következett, mielőtt 2013-ban piacra kerültek az első i3-asok. Hasonlóan közelítik meg az üzemanyagcellás projektet is: az iX5 Hydrogen gyakorlatilag egy ős-BMW, melyet először követ majd egy első generációs, egyedüli hidrogénautó, majd jöhet a bővülés, a második generációval már több hidrogénmodellel.

Nincs kipufogó az ős-BMW-n, a vízpárát szinte azonnal kivezetik a szabadba

Bármi is legyen a hidrogén-BMW jövője, két dolgot biztosan módosítanának, illetve változtatnának a mostani autón. Egyrészt az SUV-alakhoz nem ártana, ha elérhető lenne az összkerékhajtás: ezt az üzemanyagcella környéki rendezkedéssel könnyebben megoldhatónak vázolták fel válaszadáskor. A másik tényező már kicsit fejvakarósabb, ugyanis szeretnék a hidrogéntartályt akkupakkméretűre formálni: így a gyártás könnyebbé és olcsóbbá válhat, hiszen az üzemanyagcellás és az akkumulátoros villanyjárművek számos eleme megegyezhet.

A Hindenburg katasztrófája és a hidrogéntartályban lévő óriási nyomás miatt sokakban (újságírókban és hétköznapi autósokban egyaránt) ott van egy picit a görcs az autó biztonságossága miatt. Nem mondom, hogy indokolatlanul, mert mindig jobb félni, mint megijedni, de ha belegondolunk abba, hogy ez az autó átesett mindenféle biztonsági teszten, a közvetlenül a tartályokon ülő utasokat védi minden, ráadásul nincs is nyílt lángforrás működés közben, akkor azt gondolom, ugyanolyan nyugodtsággal ülhetünk egy ilyen autóba, mint bármelyik másikba. „Nem ülnék az autóba, ha nem lenne biztonságos” – fogalmazott Jürgen Guldner projektmenedzser.

A közel százdarabos flotta nem készülhetett volna el alapos tesztelés nélkül

Maguk a tartályok 1600 bar nyomást is képesek kibírni, emellett kaptak egy tűzálló bevonatot, mely hosszabb ideig is védi a gázt a nyílt lángtól. Ha mégis rosszra fordulnak a dolgok, a robbanást megelőzően egy szeleprendszer kiengedi a hidrogént a tartályokból: ez tűz esetén nagy lánggal jár ugyan, de nem robbanással.

A technológia demonstrálására kiállított hidrogéntartályok egyébként egy törésteszt „melléktermékei”, melyet teljesen sértetlen állapotban éltek túl. Rá is lőttek néhány tartályra a tesztek során: a szénszálas műanyag tulajdonságánál fogva az anyag bármiféle szikra nélkül törik, lyukad, a Föld legkönnyebb anyaga pedig pillanatok alatt száll el a legkisebb résen is.

Az iX5 Hydrogen a tesztek során kapott hideget-meleget: a svédországi -25 Celsius-foktól a dubaji poros 40-ig, síkon, hegyen gyötörték. Mivel vizet pufog ki, különösen fontos volt a téli teszt, de ezt is abszolválta gond nélkül az autó.

Egyelőre csak hátul hajt a hidrogén-BMW, azonban ha marad a SUV-forma, akkor érkezik az összkerékhajtás is

Két világ legjobb tulajdonságai találkoznak a BMW iX5 Hydrogenben, egy olyan autóban, mely ebben a formában nem fog elterjedni, de akár már ma is el tudnám képzelni az útjainkon. Természetesen ehhez a megfelelő infrastruktúrára is szükség lenne: ugyan még kérdéses, hogy mikor jutunk ezen a téren elfogadható szintre, az azonban egyre biztosabb jelenlegi tudásunk szerint, hogy a hidrogénre nem csupán az autóiparnak, hanem a világnak is egyre égetőbb szüksége van.