Az ember hajlamos némi kétkedéssel fogadni a hidrogénkorszak eljöveteléről szóló jóslatokat, ha autóipari szakújságíróként benne van már egy ideje a jövőautója-téma sűrűjében. Jómagam például már 2009-ben részesültem abban a nagyszerű élményben, hogy vezethettem egy szériagyártású, teljesen kész hidrogénautót, a Honda FCX Clarity első generációját. A kocsit a teszt során már akkor meg is tankolhattuk egy nyilvános hidrogén-töltőállomáson Frankfurt mellett, ahová kijártak a városból a menetrendszerűen közlekedő hidrogénes buszok is. Most pedig, nyolc év elteltével mi történik? Kapunk egy meghívót a Toyotától, hogy menjünk, próbáljunk ki egy szériagyártású hidrogénautót, a Mirai-t, tankoljuk meg nyilvános hidrogén-töltőállomáson és nézzünk még meg ezt-azt.
Amikor a hondás sajtóút zajlott, még csak mutatóban voltak az utakon elektromos autók, konnektoros hibrid pedig tán nem is volt egy szál se. Utcai töltő? Hahaha. Azóta történt egy’s más ezen a téren. Még itt, az EU peremén is látványosan megszaporodtak a zöld rendszámos autók az utakon, ezeket már nálunk is száznál több nyilvános töltőn tankolhatjuk, Nyugat-Európa java részén pedig olyan sűrű a gyorstöltőhálózat, hogy nem okoz gondot nagyobb távolságok megtétele sem füstmentesen – némi időveszteség árán, de olcsóbban, a belsőégésű motoros autókhoz képest. És a fejlődés az elektromos járművek háttériparában töretlen, immár a legnagyobb gyártók versengenek hatótáv, töltési idő, ár terén a vevők pénzéért kegyeiért. Elektromos buszok járnak mindenfelé a világban, villanybusz-gyár épül Magyarországon is, elektromos trolikamionokat fejlesztenek a nagy cégek és még a kapacitás-vesztett akkuk másodlagos felhasználási piaca is kialakulóban van. Hát marad itt még tere egyáltalán a füstmentes közlekedés másik nagy fejlődési ágának, a hidrogénes autózásnak? Erről lesz most szó, a hosszú bevezetés után.
Ez a cikk képregény is!
Kedves Olvasó – ebben a cikkben a képgaléria és a szöveg egy kicsit elválik egymástól – a hidrogénes tanulmányúton szerzett infókat remek hatásfokkal gyűjtheted be, ha rákattintasz egy képre és átnézed a galériát a képaláírásokkal! Kezdd itt:
A Vattenfall energetikai gigacég – elvben – a saját szélerőművében termelt árammal bontja a vizet, majd sűríti 700 barra a hidrogénautókba tölthető tiszta energiahordozót
Honnan jön a hidrogén? És hova megy?
A közlekedésben használható, az úgynevezett tüzelőanyag-cellában vagy üzemanyagcellában (FC, FuelCell) a légköri oxigénnel elegyítve elektromos energiává és némi vízpárává alakuló hidrogén számos forrásból előállítható. A legpraktikusabb, ha a vegyiparban például a klórgyártás melléktermékeként keletkező hidrogént sűrítjük be és tankoljuk a hidrogénautókba, -buszokba. Előbbiek 700, utóbbiak (mivel a nagy testben kevésbé fontos a kompakt üzemanyag-tartály) 350 barra sűrített hidrogénnel mennek. Apró érdekesség, hogy a buszoknak való, kisebb nyomású cucc az autókba is betankolható, csak értelemszerűen kevesebb fér belőle a tankba.
Egy másik forrás a víz bontásából származó hidrogén. Az elektrolízist mindannyian tanultuk, láttuk, csináltuk kémiaórán: elektromos árammal a víz hidrogénre és oxigénre bontható.
És előállítható hidrogén biomasszából vagy földgázból is. Ennek ugyan kevés értelme van, két okból. Az egyik, hogy a földgáz ugye közvetlenül is felhasználható hagyományos erőgépekben (gázturbina, gázmotor), a másik, hogy olyan tüzelőanyag-cella is létezik, amely közvetlenül a földgázt (a metánt) hasznosítja, sokkal hatékonyabban, mint a klasszikus hőerőgépek. De a lényeg, hogy ha akarjuk, a szarból (szó szerint) is lehet hidrogént gyártani:
Hol a H2 helye a közlekedésben?
Az autóiparban régóta hangoztatott álláspont szerint a jövőben a városokban az akkumulátoros autók dominálnak majd, a nagyon hosszú távú közlekedésben (hajózás, vasút, interkontinentális repülés) még sokáig megmarad a szénhidrogének kiemelt szerepe – de a középtávú közlekedésben, pár száz kilométeres fuvarozásban egyre dominánsabb lesz a gyorsan utántölthető, könnyen szállítható új üzemanyag, a hidrogén.
Az akkumulátoros járművek és a hidrogénautók, -buszok fejlődésében erős versenyfutás tapasztalható. Pillanatnyilag az akkus járművek vezetnek, de van pár olyan körülmény (korlátozottan elérhető ritka földfém-, lítium-készletek, relatíve lassú utántöltés, sokkal olcsóbb hosszú távú energia-raktározás hidrogénben), amelyek miatt akár vezető szerepre is törhet a hidrogénes lobbi, ha úgy jön ki a lépés.
A hidrogén helye a jövő járműveiben: kis távokra, városi autózásra jó lesz az akkumulátor, a hidrogén hosszabb utakhoz, teherjárművekhez, vonatokhoz kellhet
A Toyota és európai stratégia partnerei célkitűzése szerint 2025-re 500-nál több szabványos hidrogéntöltő állomásnak kell lenni Európában. Ha ez megvalósul (és szinte biztosan meg is fog), egy olyan infrastrukturális szintet érhet el a hidrogénes mobilitás, amivel már nem illuzórikus versenybe szállni a sima elektromos mobilitással.
Hidrogénipari létesítmények Németországban
A hidrogéntúrát Hamburgban kezdtük, ahol a város szívében felépített, évek óta üzemelő hidrogén-előállító és töltő állomást néztünk meg. A svéd Vattenfall temérdek szélturbinát üzemeltet, a hamburgi komplexumban elvben az ezekből származó zöld árammal bontja a városi csapvizet hidrogénre és oxigénre. (Természetesen nem húztak drótot a városközpontba a szélkerekektől, az áram a hálózatról jön az üzembe, de az elszámolás a szélturbinás termelés figylembevételével zajlik.) Az oxigént simán kiengedik a levegőbe, a hidrogént pedig a Linde folyadékköpenyes dugattyús csudasűrítőjével préselik a szabványos 700 barra.
A hamburgi kúton a hidrogén elég drága; részben az elektromos energetikára vonatkozó bonyolult német előírások miatt magas az adótartalom is az anyagban, így a hatósági maximálárat, 9,5 eurót kérik el érte kilónként az autósoktól és a hidrogénbuszt üzemeltető városi közlekedési vállalattól.
A hengeres izék a vizet bontó elektrolízis-masinák
A kilónként 9,5 euró Németországban hatósági ár, drágábban nem szabad 700 baros hidrogént adni
A következő tankolást egy világvégi, teljesen normális benzinkúton ejtettük meg a Mirai-flottával. A Westfalen töltőállomását csak egy magas, fehér tartály, egy szolidan csettegő, konténerbe rejtett sűrítő és a szokásosnál eggyel több árkiírás különböztette meg a világ többi kútjától.
Itt abban a megtiszteltetésben részesültem, hogy saját kezűleg tankolhattam meg a kocsit. Elég prózai dolog ez: a csővéget ráklattyantottam a töltőcsonkra, majd megnyomtam a Start gombot a töltőoszlopon. 4-5 perc alatt átfolyt a 2-3 kiló hidrogén, amit addig megevett a kocsi (az átlagfogyasztásunk sok autópályával, végsebesség-teszttel kb. 1,3 kg/100 km-re jött ki), majd az oszlop jelezte, hogy kész, részéről ennyi. A tankolás során a csővég viccesen lehűl, egészen deresre fehéredett a 35 fokos, globális felmelegedős északnémet nyárban.
Vidéki hidrogénkút valahol Hamburg és Stuttgart között
Tankoláskor a pisztolyt -35-40 fokon tartja az automatika. Sose nyalogassunk hidrogénpisztolyt!
A következő állomás elég paradox módon egy hidrogénbuszos utazás volt. A Köln környéki közlekedést szervező busztársaság a HyCologne nevű vállalkozással karöltve egy nagy vegyi üzem hulladék-hidrogénjét felhasználva szállítja az utasokat.
A VanHool tüzelőanyag-cellás busza 650 ezer euróba, jó 200 millió forintba kerül, ez egy hasonló méretű dízel busz árának két és félszerese. Megtérülésről még úgy is elég nehéz beszélni, hogy ez a cég nem 9,5, hanem csak 3,8 euróért veszi a hidrogént (amit a vegyi üzem amúgy simán a levegőbe eresztene, esetleg télen egy részét fűtésre használná). Az emissziómentes, ide értve korommentes tömegközlekedés népszerűsítésének értéke persze egészen más tészta.
Elektromos tucatautó és ritka hidrogénbusz egyazon parkolóban. Vajon a hidrogénes közlekedés befoghatja, kiegészítheti az elektromos mobilitást?
A hidrogénbuszon is büntetik a bliccelést: 60 euró, ha nincs jegyünk
A buszkirándulás után a következő állomás az Energiepark Mainz volt. Ez a semmi közepén, egy ipari parkban felépített komplexum már majdnem mindent tud, amit egy hidrogénre alapozott, decentralizált energetikai pont tudhat egyáltalán.
A telepen a közeli szántóföldön lévő négy szélturbina által termelt elektromos energiával bontják a vizet. A hidrogént sűrítik, majd a gáz útja kétfelé vezethet. Egy részét egyszerűen bekeverik a közeli település földgáz-vezetékébe. A jelenlegi német törvények szerint 10%-ig lehet hidrogént adni a lakossági földgázhoz, ezt a mennyiséget tuti nem érzi meg sem a gázkazán, sem a bableves alatt imbolygó láng; az elszámolás egy meglepően hétköznapi gázóra alapján történik az Energiepark és az önkormányzati energetikai szolgáltató között. A többi hidrogén félpótkocsikra rögzített tartályokba kerül, majd nyergesvontatók húzzák az olyan benzinkutakhoz, mint ahol mi is tankoltunk.
Volna még egy lehetőség az Energiepark bővítésére, de, mint megtudtuk, ez a magas beruházási költség miatt még odébb van. Ha ugyanis egy tüzelőanyagcellás erőmű is lenne a telepen, akkor szélcsend idején a beraktározott hidrogén újra elektromos árammá alakítható volna, így csaknem folyamatos energiaellátást is tudna vállalni a cég; hol az épp fújó, hol a hidrogénben eltárolt szélenergiából. Gazdaságilag persze egyelőre nem reális ez a modul: a szélenergia árammá, majd hidrogénné, majd újra árammá alakításának veszteségeit nem bírná el semmilyen villanyszámla.
Ilyen piramis-szerűen rakott félpótokkal szállítják a hidrogént a közúton
Ez az óra méri, hogy mennyivel jön a mainzi önkormányzat a hidrogéngyárnak a földgázhoz kevert hidrogénért
Egy újabb, mezei kúton való tankolást követően (itt már elő se vettem a fényképezőgépet) egy Friatec nevű cég udvarába hajtottunk be a Mirai-kkal. Megtudtuk, hogy ez a vállalat az idők kezdete óta gyárt műanyag csöveket meg effélét, és egyre kevésbé értettük, hogy jó, de mi közünk ehhez. Aztán kisétáltunk a hátsó udvarba, és megláttunk egy hatalmas kockát.
Ez a kocka csak érintőlegesen kapcsolódott a mi témánkhoz: tüzelőanyag-cellás erőmű volt ugyan, de nem hidrogénnel, hanem földgázzal működött. A másfél megawattos kis modul rettentő drága, de ha már ott van, akkor a klasszikus gázmotoros vagy gázturbinás minierőmű hatásfokának kábé kétszeresével termel elektromos energiát földgázból, minimális károsanyag-kibocsátás, zaj és vibráció mellett. Így néz ki:
Metánnal működő tüzelőanyagcellás törpeerőmű a mannheimi Friatec nevű műanyag-miegymás-gyárban
És végül jött a túra lezárásaként a csúcspont: a hidrogénes repülő! Sajnos nem mehettünk vele egy kört (a gép első berepülése amúgy tavaly ősszel zajlott, hibátlanul), de a négyüléses, kéttestű, egy korábbi elektromos repülős projekt maradványából kialakított hidrogéncellás masina így is elég látványos attrakciónak bizonyult.
Mint a Stuttgart mellett működő DLR nevű K+F-cég menedzserének előadásából kiderült, nem csak látványos, de üzletileg is sokat ígérő dolog a hidrogénrepülő. A cég projektjei között szerepel a képeken látható géphez hasonló kisgép mellett 40 fős regionális repülő és 100+ fős hosszú távú gép megalkotása is.
A hidrogénipar koronagyémántja: tüzelőanyag-cellás repülőgép
Zajkibocsátásban és károsanyag-emisszióban természetesen hatalmas volna a tüzelőanyag-cellás gépe előnye, üzemanyag-árban pedig optimális esetben 3 eurós 100 km-enkénti, fejenkénti költséggel számolnak, ami nagyjából fele-kétharmada egy mai jet kerozinszámlájának. Csak hát ugye a kerozin véges energiaforrásból származik, hidrogén pedig annyi van, amennyit csak akarunk.
