Tényleg küszöbön áll, hogy benzin helyett hidrogént tankoljunk?

Két napon át egy különleges rendezvényen láttuk és hallottuk, hogyan képzeli el a Toyota a mobilitás jövőjét. Az üzemanyagcellás technológia elképesztő ütemben fejlődik, és messze túlmutat az autózáson, de a hidrogénalapú társadalom egyelőre még csak vízió. Érdekes volt ugyanakkor látni, miben nyújt többet a technológia az oly divatos akkus villanyautóknál, és a Mirait is vezethettük.

Nekem a legelején kellett kezdenem, kémiából már felsőben is 2-es voltam. Az üzemanyagcella hidrogénből állít elő elektromos áramot, ezért ha hidrogénhajtású autóról hallanak, az ugyanaz, mint az üzemanyagcellás, mind a két elnevezés megállja a helyét. Az így kapott energiával meg tudunk hajtani autókat, de lehet vele a klímát is üzemeltetni vagy akár telefont tölteni, drónt reptetni.

Az üzemanyagcella egy alaposan lezárt fémdoboz, amelyben az elektrolízissel ellentétes kémiai folyamat megy végbe,

melynek során a kémiai energiából elektromos energia lesz.

Ha netán hozzám hasonlóan korlátolt az olvasó, akkor elegendő csak annyit megjegyezni, hogy sűrített hidrogén gázt rakunk egy motorba, ami aztán megy.

Rendben, hogy tiszta, de honnan jön a hidrogén?

Ez eddig annyira nem nagy szám, de itt jön a lényeg: az üzemanyagcellás energiafogyasztás végterméke tiszta – akár emberi fogyasztásra is alkalmas – víz. Ellentétben a gázolajjal, a benzinnel, a földgázzal és nagyjából minden eddig ismert energiahordozóval, melyeknek az output-ja sűrű, fekete korom és egy rakás CO2. Szuper, de honnan jön a hidrogén, vagyis a H2? Ez egy fontos kérdés, itt van a rendszer egyik sarkalatos pontja.

Hidrogént a leggazdaságosabban kétféleképpen lehet előállítani: metánból (ami származhat fosszilis forrásból, de biomasszából is) vagy vízből. Ez utóbbi az izgalmasabb. A víz bontása elektrolízissel történik, és

a legújabb technológiáknak hála már tengervizet és szennyvizet is lehet hozzá használni.

Az „electrolyser" (magyar elnevezése még nincs, a nyelvújítók Facebook kommentekben tehetik meg tétjeiket) lehet egy nagyobb bőrönd méretű készülék, de egy hatalmas telep is.

Ahhoz, hogy tényleg tiszta legyen a folyamat, az elektrolízishez szükséges áramot is megújuló forrásból kellene nyerni, különben ugyanúgy megmarad valahol a károsanyag-kibocsátás. A végeredmény a hidrogén gáz, amit kilogrammban mérünk. Ezt tankolhatjuk például a Toyota Miraiba, ami jelenleg a legnagyobb példányszámban gyártott üzemanyagcellás autó (mellette a Hyundai flottája, illetve a Honda Clarity készül a mikroszkopikusnál nagyobb darabszámban).

Nem kell túlsúlyos akkucsomagot cipelni

Eddig elég meggyőző, de semmi értelme ennek az egész bonyolult folyamatnak, hiszen sima áramot egyenesen a töltőből vagy konnektorból (jó esetben megújuló forrásból) is kaphatunk, és azzal megy a Tesla, a Nissan Leaf vagy bármely mostanában divatos elektromos autó – gondolhatja teljes joggal a villanyautó-hívő.

Csakhogy néhány erős érv is szól az üzemanyagcella mellett.

Az egyik, hogy nem kell hozzá akkumulátor, így lítium sem.

A lítiummal az a baj, hogy akadnak elég kellemetlen tulajdonságai: nehezen bányászható (ráadásul feltette már bárki a kérdést, hogy mennyi széndioxid-kibocsátással jár a bányászat?), véges mennyiség van belőle, ráadásul a világ lítiumkészleteinek nagyobbik részére Kína tette rá a kezét és ne legyen kétségünk – mindenáron meg is tartja. Hiába fejlődik a technológia, még sokáig tart a töltés (ez különösen a hosszú utakon kellemetlen), míg a hidrogén néhány perc alatt tankolható.

Mivel az üzemanyagcellás autóhoz nem kell akku , sokkal könnyebb is tud lenni: 500 kilométernyi hatótávhoz vagy 600 kilós akksira van szükség, vagy 5 kiló hidrogénre és egy 80 kg körüli tartályra.

Ez a különbség nagyobb járműveknél, buszoknál, teherautóknál hatványozódik

– néhány európai nagyvárosban is ilyenekkel tervezik kiváltani a dízel buszokat, illetve a felsővezetékhez kötött trolikat.

Érdemes rendszerszinten gondolkodni

A hidrogénhajtás harmadik előnye, hogy a hidrogén akár hosszabb időre is eltárolható minimális veszteséggel. Logikus, hogy a szélerőműveket időnként le kell állítani, mert nem tud a rendszer több kWh-t felvenni, a napelemek pedig felhős időben nem működnek. A gyakorlatban ez úgy történik, hogy az üzemanyagcella telep táplálja például az elektromos hálózatot, de ha annak nincs szüksége annyi energiára, akkor 1 másodpercen belül át tud állni, hogy a hidrogént egy tárolóba küldje.

Az elektromos autó károsanyag-kibocsátása nulla, hurrá. Aki eddig lát, zoomoljon ki és nézzen rendszerként a dologra, hiszen erről van szó.

Honnan jön az áram? Szénerőműből? Atomerőműből? Netán tisztán megújuló forrásból?

Ha erre a kérdésre megnyugtató választ adtunk, nézzük meg az autót. A gyártásához mennyi energiára volt szükség? A benne lévő méretes akkumulátorhoz szükséges, drága lítium honnan és hogyan került az autóba (és vajon hova kerül utána)?

A jövőre érkező új Mirai egy nagyságrenddel komolyabb autónak tűnik, ráadásul olcsóbb is lesz Forrás: Origo

Ha minden változót beteszünk a képletbe, könnyedén kijöhet, hogy a legkisebb környezeti terheléssel (és pénztárca vékonyítással) az járt volna, ha az autós megtartja a régi, szívó benzines Corollát vagy Golfot, és nem vesz új autót. Ahhoz tehát, hogy tényleg új korszak jöjjön el, rendszerekben kel gondolkodni, ha nekünk nem is, azoknak a döntéshozóknak, akiknek befolyása van az energiaipar átalakulására.

Cikkünk folytatódik sok érdekességgel és a Mirai-vezetés élményeivel, kérjük lapozzon!