fbpx

Milyen az a hidrogénhajtású autó?

2022-06-02T09:54:51+02:002022. június 8.|Címkék: |

0

A hidrogénüzemű autók ma még nem igazán hódították meg a világot, de szép csendben azért növekszik a számuk. A hidrogén a benzin egyértelműen környezetbarátabb helyettesítője és a hidrogénes meghajtás vitathatatlan alternatívája lehet az akkumulátoros elektromos autóknak.

A hidrogént már évtizedek óta használják járművek üzemanyagaként; még 1807-ben Francois Isaac de Rivaz tervezte meg az első hidrogénnel működő belsőégésű motort, másfél évszázaddal később pedig Roger Billings tudós egy Ford A-modell motorját alakította át hidrogénüzeművé.

Annak ellenére, hogy 2022-ben már több hidrogénnel működő járművet is találunk – kezdve a londoni buszoktól és teherjárművektől, illetve meg kell említeni a Toyota Mirai, a Hyundai Nexo és a Honda Clarity modelleket – a hidrogénüzemű autók ezen a néhány példányon túl még nem robbantak be a mindennapokba.

Hogy kell elképzelni?

Egy hidrogénautó vezetőjeként, akárcsak egy benzines vagy dízelautó esetében, nem kell annál sokkal többet tudni, mint hogy egy töltőállomáson lévő üzemanyag-szivattyú segítségével hidrogént töltünk a járműbe, amelyet villamos energia előállítására használnak fel, és ez az áram hajtja a kerekeket.

Picit hosszabban így lehet elképzelni a hidrogénhajtást: vagy a hidrogén elégetésével hajtják az autót, akárcsak a hagyományos belső égésű motoroknál (egy hidrogénes autónál a vízgőz az égéstermék) vagy egy üzemanyagcellában, oxigén segítségével késztetik reakcióra a hidrogént. Ez utóbbi esetben áramot lehet termelni, hasonlóan a lítium-ion akkumulátoros EV-khez, csak itt más forrásból származik az energia.

Számtalan előnye van….

  • például az, hogy a kipufogócsőbe nem kerül károsanyag-kibocsátás – csak víz. Ahogy a hidrogénionok érintkeznek a katóddal, az oxigénnel egyesülve vizet termelnek, amely aztán az autó kipufogógázán keresztül távozik; olyan tiszta, hogy akár meg is ihatnánk. (Ez az előny megegyezik a normál elektromos autókéval, és mindkettőt a kibocsátás-csökkentő technológiák élvonalába helyezi az autóiparban.)
  • A hidrogénautók további előnye, hogy a tankolás pont olyan egyszerű, mint egy benzinüzemű autó tankolása. A hidrogéngázt egyszerűen bele lehet pumpálni a tartályba egy szivattyúval, hogy aztán az üzemanyagcellákba szívhassák; nincs hosszadalmas akkumulátor-töltés.
  • Mivel az üzemanyagcellák nem bomlanak le (mint a lítium-ion akkumulátorok) általában hosszabb is lehet egy autó élettartama, akár 200 000 km is.
  • Az FCEV-k hatótávolsága még a legjobb EV-ket is felülmúlja: a kis Toyota Mirai 300 mérföldet képes megtenni egyetlen tankkal, a nagyobb hidrogénautók, például a Hyundai Nexo pedig 400 mérföldet.

…és számtalan hátránya:

  • A hidrogén járművek előtt álló műszaki kihívások többek között a hidrogén rendelkezésre állása és tiszta előállítása. A hidrogén előállításához jelentős mennyiségű energiára van szükség, ezért az előállítás módja döntő fontosságú a környezetre gyakorolt hatás szempontjából. Annak ellenére, hogy a hidrogén színtelen gáz, különböző színekkel jelölik, amelyek például az előállításának környezeti hatását jelzik
    • A szürke hidrogént eleve fosszilis tüzelőanyagokból állítják elő olyan folyamat során, amely CO2-t bocsát a légkörbe. Jelenleg ez a hidrogén legolcsóbb és legelterjedtebb formája.
    • A kék hidrogént szintén fosszilis tüzelőanyagok felhasználásával állítják elő, de a keletkező CO2-t az üvegházhatású gázok kibocsátásának korlátozása érdekében megkötik. A szén-dioxid-leválasztási eljárás azt jelenti, hogy a kék hidrogén drágább, mint szürke társa.
    • A zöld hidrogént megújuló energiaforrásokból, például szél- és napenergiából származó villamos energiával állítják elő, így ez a hidrogén legtisztább formája. A zöld hidrogén egyik legígéretesebb lehetősége a víz elektrolíziséhez megújuló forrásokból származó villamos energiát használ. A kémia kritikus szerepet játszik ebben a folyamatban, amely a vizet hidrogénre és oxigénre bontja. Az elektrolíziseket az elektrolit anyaga és az üzemi hőmérséklet alapján különböztetik meg. Néhány példa: lúgos elektrolízisek, protoncserélő membrán elektrolízisek és ioncserélő membrán elektrolízisek. A zöld hidrogén ára végül is sokkal magasabb, mint a kék vagy a szürke hidrogéné, az elektrolízisek és a működtetésükhöz szükséges villamos energia költségei miatt.
  • Momentán még kevés helyen lehet megtankolni az FCEV-ket. Még az Egyesült Királyságban is csak 20 töltőállomás található, gyakorlatilag nincs kiépített hidrogéntöltő infrastruktúra egyelőre.
  • Lehet, hogy az EV-ket hosszabb ideig tart feltölteni, és még mindig aggódhatunk a hatótávolságtól, de legalább egy egyszerű konnektorból tölthetők, ami ellensúlyozza a széles körben elterjedt gyorstöltő pontok hiányát. Ahogy az EV töltőhálózat növekszik, úgy növekszik a töltés sebessége is. Hidrogéntöltők dinamikus fejlődéséről egyelőre nem tudunk ilyen szép adatokkal beszámolni.
  • A legtöbb FCEV-hez egy kis akkumulátor tartozik, ez akár előny is lehet, azonban ez csak rövid utakra elegendő energiát biztosít, és még mindig nem oldja meg azt a problémát, hogy valahol tankolni kell.
  • A hidrogén szállítása gyúlékony. Éppen ezért a nyomás alatt lévő gázt tartalmazó tartályoknak rendkívül strapabírónak és ütközésállónak kell lenniük, ez picit bonyolultabbá teszi a tervezésüket. Ugyanezen okból a hidrogén tartálykocsival vagy csővezetéken történő töltőállomásokra történő kiszállítása szintén nehézkes.
  • Jelenleg a hidrogén tömeges előállítása a metán gőzzel történő reformálásával történik. Vagyis a metán földgázból exoterm reakcióval hidrogént nyerünk. Mivel azonban ez fosszilis tüzelőanyag elégetésével jár, nem éppen a hidrogén előállításának zöld módja. Összességében tisztább üzemanyag, mint a benzin, de nem olyan tiszta, mint a megújuló forrásokból előállított villamos energia. A tudósok dolgoznak azon, hogy a hidrogén előállítását tisztábbá tegyék, de amíg ez nem sikerül méretgazdaságosan, addig nem valószínű, hogy sok hidrogénüzemanyag-szivattyút fogunk látni a közúti töltőállomásokon.
  • Egyéb kockázatok: a kutatók szerint a hidrogén önmagában is éghajlatmelegítő anyagként viselkedik, mivel kisebb és gyúlékonyabb, mint a metán.
  • A költség is szempont: a hidrogén drága, kilogrammonként és kilométerenként többe kerül, mint a benzin. És mivel a hidrogén nem olyan energiasűrű, valószínűleg gyakrabban kell majd tankolni.
  • Az akkumulátor. Egy személyautóba körülbelül „csak” egy fél tonnányi akkumulátor kell, egy kamionnál ez akár már több tonna is lehet, egy repülőgépnél 1000 tonna fölötti extra súlyról beszélhetnénk, míg teherszállító hajóknál ugyanez a nagyságrend még nagyobb. A Mol szakértői szerint éppen ezért a hidrogén mobilitási célú hasznosításának a magas energiasűrűség és szén-dioxid mentesség miatt a nehézgépjárműveknél – teherszállításban, légúti vagy vízi közlekedésben – lehet egyelőre jelentősége.

Jobb, mint az elektromos autó?

Ezt ma még azért sem lehet megmondani, hogy a hidrogénautók jobbak vagy rosszabbak, mint az elektromos autók, mert egyszerűen még nincs belőlük elég. Nagyon kevés forog a piacon, míg az elektromos autók sokkal inkább elterjedtek.

A hidrogénes autók száma lassacskán, de azért növekszik. 2011 óta összesen 41 700 darabot adtak el a globális piacokon, 2021-ben – aJATO Dynamics által összesített adatok szerint – mintegy 15 500 darabot.  Az igazsághoz hozzátartozik, hogy a hidrogénautók tavalyi volumenének 98%-át mindössze két modell adta: a Hyundai Nexo és a Toyota Mirai, meg kell említeni még a Honda Clarity néhány példányát is. Ha mindehhez hozzászámoljuk a Renault, a BMW vagy a Peugeot tesztautóit, akkor jön ki a totál darabszám. A növekedés mindenesetre kétszámjegyű, 2021-ben az előző évhez képest 84% volt – de egyelőre drágák a modellek és az infrastruktúra is alapvetően hiányzik, így ez egy róka fogta csuka: a hidrogéntöltő pontok száma valószínűleg csak akkor fog növekedni, ha több FCEV lesz, és az ilyen autók csak akkor lesznek népszerűek, ha lesznek helyek, ahol megtankolhatják őket.

Aki szeretne itthon hidrogén hajtású autót vásárolni, az már megteheti: mind a Toyota Mirai, mind a Hyundai Nexo elérhető.

Szerző: Takács Csongor

Forrás: nrgreport.hu

Iratkozz fel hírlevelünkre!


Kövess minket közösségi oldalainkon!

Go to Top