Hidrogénautózás: van ennek értelme?
2019 / 11 / 11 / Rácz Tamás
Hidrogénautózás: van ennek értelme?
Még épp csak elkezdtük elfogadni az akkumulátoros elektromos autók létezését, de már ott tornyosul a következő reformhullám mögöttük: a hidrogén-alapú mobilitás.

„Az elektromos autózás zsákutca”, hallottunk lépten-nyomon még alig pár éve sok önjelölt szakértőtől. Aztán ez a zsákutca szép lassan országúttá majd autópályává szélesedett. A pionírszerepet vállaló gyártók már a második generációs elektromos modelleknél tartanak (Nissan Leaf, Kia e-Soul) és a korábban kevésbé lelkes márkák is szinte kivétel nélkül bemutatták vagy bejelentették első tisztán elektromos vagy konnektorról is tölthető hibrid modelljeiket. Egyes piacokon, ahol már most nagyon komolyan veszik a közlekedés CO2-lábnyomának csökkentését, a belsőégésű motoros autók szintjére nőtt a villanyautók eladása (Norvégia a tankönyvi példa), Magyarországon is gombamód kezdtek szaporodni a köztéri töltőoszlopok, a budapesti forgalomban pedig időnként több az utcaképben a zöld rendszámos autó, mint a hagyományos.

„A hidrogénautó zsákutca”, mostanában már ez az, amit az esetenként ma már elektromos autóval járó örök szkeptikusoktól hallunk, és hogy még meggyőzőbb legyen az üzenet, gyakran egy kép is kíséri ezt az új szlogent. Ez az a kép:


Elektromos autó vs hidrogén autó

Ugye, milyen logikus: minek is bajlódnánk a megújuló energiaforrásból származó elektromos áram vízbontásra használatával majd a hidrogén tartályokba sűrítésével és autókba töltésével, valamint egy úgynevezett üzemanyagcella beépítésével a kocsit hajtó villanymotor elé, ha az árammal közvetlenül is tölthetnénk a villanyautó akkumulátorát, hát nem? Nos: több oka van annak, hogy bizony mégiscsak ezzel fogunk bajlódni.

A hidrogénautók előnyei az akkumulátoros elektromos autókkal szemben

Az egyik, hogy szemben a kocsiba beépített, használat közben konnektorra értelemszerűen nem dugható akkumulátorral, a hidrogén, ha rendelkezésre áll a megújuló energia (fúj a szél, süt a nap), folyamatosan termelhető és raktározható, sőt: tartályba sűrítve szállítható is a felhasználási igények szerint. Bár az akkumulátoros autókra épülő mobilitási rendszerben is fel-felbukkan a hálózatra köthető, két irányban használható villanyautók ötlete, mellyel az időszakosan rendelkezésre álló megújuló energia mondjuk az éjszakai órán konnektorba dugott járműről újra „visszaszívható” a hálózatba, a sok-sok hol bedugott, hol kihúzott akkuval a teljes rendszer sokkal komplikáltabb, rugalmatlanabb és hatékonytalanabb, mint a H2-alapú rendszer lenne. A folyamatosan termelődő, jó kapacitás-kihasználással vízből bontott hidrogén ugyanúgy nem csak autó hajtására jó, mint az elektromos energia: ezzel is lehet főzni a konyhában, kazánt fűteni vagy erőműben elektromos áramot termelni vele. Németországban már létezik is olyan mintaprojekt, melyben szélturbinával fejlesztett elektromos árammal állítanak elő vízből hidrogént, majd a gázt részint tartályba töltik és töltőállomásra szállítják, részint egyszerűen a lakossági földgázhoz keverik, így váltva ki fosszilis energiát a háztartásokban!

A második előny: a kiürült hidrogéntank gyorsabban tölthető újra, mint a lemerült akkumulátor. Bár léteznek már 150, sőt: 350 kW-os teljesítményű gyorstöltők, az ekkora töltőáramot fogadni képes járművek száma igen korlátozott (az átlagos mai elektromos autók 40-110 kW-os gyorstöltésre képesek), ráadásul a töltési folyamat nem is lineáris. Az elektromos autók gyártói mindig azt adják meg, hogy gyorstöltéssel hány perc alatt lehet 80%-os töltöttségre hozni az akkumulátort, mert az utolsó 20%-hoz lényegesen több idő kell. A gyakorlatban így azzal lehet számolni, hogy egy átlagos mai e-autóba úgy tíz perc-negyedóra alatt lehet betölteni 100 km megtételéhez szükséges energiát. Ezzel szemben a hidrogénautók 700 bar nyomású töltőrendszerei körülbelül öt perc alatt képesek öt kilogramm tömegű, egy átlagos H2-autónál 4-500 kilométerre elegendő energiahordozó betankolására!

És a harmadik, talán a legfontosabb: a hidrogénalapú mobilitási technika sokkal könnyebb, mint akár a legkönnyebb mai lítium-akkumulátoros rendszerek. Egy elektromos Jaguar i-Pace-ben 600 kilogramm tömegű akkumulátor biztosít WLTP mérési módszer szerint 470 km-re elegendő hatótávolságot, így ez a kompakt szabadidőautó 2,17 tonnát nyom. A közel ugyanakkora méretű Hyundai Nexo ellenben csupán 1,81 tonna, viszont hatótávolsága egy tank, 6,3 kg hidrogénnel 666 kilométer!


Hyundai Nexo: 163 lóerő hidrogénből

Jaguar I-Pace: 400 lóerő, két villanymotor és hat mázsa akkumulátor

A hidrogénautók hátrányai

Felrobban, drága, lehetetlen – ez az a három ellenérv, amely fel szokott bukkanni a hidrogénautókkal kapcsolatban. Nos; a 700 bar nyomáson tárolt, a levegővel elkeveredve híresen robbanásveszélyes gáz az utasok feneke alatt tényleg elég ijesztő dolog. Nagyjából pont annyira, mint amilyen ijesztő dolog hat mázsa rettentően gyúlékony lítium-akkun vagy ötven liter benzinen üldögélni. És hogy az autóipar mennyire képes ennek az újfajta energiahordozónak a veszélyességét kontrollálni egy balesetben, erről mutatnánk is két videót:

Külön előnye egyébként a hidrogénnek, hogy ha meg is sérül a tartály, a gáz nagyjából 10 m/s² gyorsulással tűnik el, száll fel az égbe, nem marad ott a balesetet szenvedett autó alatt tócsát képezve vagy tűzveszélyes tömböt képezve.

Drága? Igen, az, mivel még nem alakult ki az a tömeggyártási szint, amely elfogadható, legalább a (benzines autókéhoz képest egyébként szintén drága) villanyautókéhoz hasonló szintre engedné süllyedni az egyes modellek árát. A már említett Hyundai Nexo a német piacon 69 ezer euróba, 22,8 millió forintba kerül alapáron, csaknem kétszer annyiba, mint amit egy hasonló tudású elektromos autóért kell fizetni (Kia e-Niro: 34 ezer euró). És mivel az infrastruktúra sincs kész, a tankolás sem olcsó. Egy kilogramm hidrogén ára a német kutakon (jelenleg ott 76 ilyen töltőállomás van, Magyarországon egy sincs) jellemzően 9,5 euró. Vagyis száz kilométer üzemanyagköltsége durván 3300 forint, ami megfelel kb. nyolc liter benzin vagy egy átlagos villanyautóban 3-400 kilométerre elegendő elektromos energia lakossági árának.

Így működik a hidrogénautó

A hidrogénautó, általánosan elterjedt nemzetközi nevén FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle, Üzemanyag-cellás Elektromos Jármű) tulajdonképpen elektromos autó, melynek kerekei hajtó villanymotorját vagy egy átmeneti energiatárolóból (puffer-akkumulátor) vagy közvetlenül a cellából érkező elektromos áram működteti. A cellában pedig a nagynyomású (350-700 bar) tartályokból érkező hidrogéngáz reagál a levegő oxigénjével, így az elektrolízis fordítottja játszódik le benne; a reakció végterméke elektromos áram és vízpára.

A hidrogénautó egyik valós problémája, hogy el kell benne helyezni a nagy H2-tartályokat, így városi kisautónak nem lenne praktikus ez a technika.

De a hidrogénautók legnagyobb problémája, hogy nem lehet őket megcsinálni. A hidrogén magától elszökik a tankból, illetve a hidrogénnel érintkező fém rideggé válik és eltörik. Ezt nem én mondom, hanem rendkívül magabiztos önjelölt szakértők internet-szerte. Na most egyelőre úgy néz ki, ezeket a műszaki problémákat valahogy mégiscsak megoldották a gyártók. A valóban nagyon ritka gáz szökése, kidiffundálása minimális, az üzemeltetők tapasztalatai szerint ha egy FCV-t fél tankkal leparkolunk egy évre, akkor is simán el lehet indulni vele. A tartályokat a hidrogénautókban ugyanolyan szigorú szabályozás szerint kell cserélni, mint az évtizedek óta használt CNG-üzemű gázautókét, egy mai autóipari üzemanyag-cella élettartama pedig 5-10 ezer üzemóra, ami 250-600 ezer kilométer körüli futásteljesítményt jelent európai használatban.

Hallottunk még olyan komolytalan félelmeket is, hogy a hidrogénautóból távozó vízpára télen majd lecsapódik az úttestre, megfagy és tömegbalesetet okoz, illetve hogy a sok hidrogénautóból kipöfögő pára felhőkké összeállva leárnyékolja a Földet és mindmeghalunk. Na de inkább haladjunk tovább.


A jövőre érkező új Mirai, a Toyota második generációs hidrogénautója már nem csak tiszta üzemű, hanem dögös is, ráadásul a jó végén hajt: hátsókerekes!

A jövő: kis városi villanyautók, nagy hidrogénjárművek hosszútávra

Az üzemanyagcella a fejlett világ nagy részén már kiépült elektromos autó-töltő hálózatok fejlettsége és a villanyautó-technika komoly időelőnye miatt valószínűleg nem fogja kiszorítani, leváltani az akkumulátoros autókat. A városi-elővárosi autózásban szinte biztosan megmaradnak a rövid utakra, gyakori töltögetésre alkalmas BEV-ek (Battery Electric Vehicle: klasszikus akkus elektromos járművek). Komoly tömeg-előnye és gyors tankolhatósága miatt viszont várhatóan a hosszú távú közlekedésben, fuvarozásban gyorsabban terjed majd az új technika. Ha szerencsénk lesz, átugorhatjuk majd a többtonnás akkumulátorokat feleslegesen cipelő villanykamionok, buszok fejlődési lépcsőjét, elektromos nehézjárművek helyett remélhetőleg egyből beköszönt majd a hidrogénkorszak ebben a szektorban. Erre egyébként már vannak nagyon biztató jelek: a 2020-as Tokiói Olimpián a Toyota üzemanyagcellás buszai szállítják majd a sportolókat, nézőket, sőt: Németországban már ma is járnak (évek óta) próbaüzemben hidrogénbuszok, sőt: hidrogénvonatok.

A hidrogénalapú mobilitás terjedése szoros összefüggést követ majd az infrastruktúra lassú épülésével. Németországban a jövő évben indul be igazán az expanzió, ahogy pedig egyre több lesz a H2-kút és sorra jelennek meg az új hidrogénautók az elkötelezett gyártóktól (Honda, Toyota, Hyundai, Mercedes-Benz), várhatóan egyre több autóvásárló számára jelent majd reális és racionális alternatívát a hosszú távú utazásokra a jelenlegi feleslegesen nehéz és még mindig túl lassan tölthető akkumulátoros monstrumokkal szemben.

 

 


Ezek is érdekelhetnek

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.