Hidrogénmeghajtással (H₂) a nehéz haszongépjárművek gyakorlatilag kibocsátásmentesen működtethetők – azaz üvegházhatású gázok (elsősorban szén-dioxid) és légszennyező anyagok (nitrogén-oxidok, korom stb.) közvetlen környezetbe juttatása nélkül. A hidrogénes tehergépkocsik ezért az Európai Unióban jogszabály szerint zéró kibocsátású járműnek számítanak, amelyek bizonyos előnyöket élveznek többek között a városközpontokba való behajtási tilalmak vagy a tehergépkocsikra kivetett útdíjak esetében.

Az elektromos járművekkel (nemzetközi rövidítéssel: BEV, battery-electric vehicle) ellentétben azonban a hidrogénmeghajtású tehergépkocsik még a fejlődés más szakaszában vannak a technológiát és a megvalósítást illetően. Míg a BEV-teherautók fokozatosan elérhetővé válnak sorozatgyártásban a kis és 2025-től a nagyobb távolságú közlekedés számára, akár 500 kilométeres hatótávolsággal, addig a hidrogénes járművek csak prototípusokként, legjobb esetben is kis sorozatban gyártva állnak rendelkezésre. Jelenleg még nem világos, hogy pontosan milyen hidrogénhajtás és milyen feltöltési mód lesz a vezető szabvány a jövőben.

Alapvetően megkülönböztetjük a belső égésű motorral hajtott hidrogénes tehergépkocsikat (H₂-ICE) és a hidrogén üzemanyagcellás elektromos meghajtású járműveket (FCEV). A H₂-ICE teherautók a meglévő benzin- és dízeltechnológiát használják. A hidrogént egy dugattyús motorba fecskendezik, majd begyújtják, a felszabaduló energiát pedig mozgássá és hővé alakítják át. Ennek a technológiának az előnye egyben a hátránya is: a jól ismert belsőégésű technológián alapul. Ez jelenleg előny, de az elektromos járművek felé történő egyre nagyobb mértékű elmozdulással ez a működési elv a jövőben hátránynak is bizonyulhat, mivel az alkatrészgyártók hosszú távon egy platformra fognak összpontosítani. A H₂-ICE emellett minimális szén-dioxid- és légszennyezőanyag-maradványkibocsátással is jár. A nagy haszongépjármű-gyártók közül az MAN, a Volvo és a DAF közölte, hogy tovább dolgoznak a hidrogénüzemű belsőégésű motorok technológiájának fejlesztésén.

Különleges fókuszban: az üzemanyagcella

A vezető haszongépjármű-gyártók többsége az üzemanyagcellás megoldást részesíti előnyben a hidrogénmeghajtás tekintetében. Ennek a technológiának a lényege, hogy egy katalitikus reakció részeként a hidrogénatomok az üzemanyagcellában egy elektronnal könnyebbé válnak. Ezáltal elektromos áram keletkezik, amelyet vagy közvetlenül felhasznál a jármű elektromos meghajtása, vagy egy tartalék akkumulátorban tárolja. A reakció során a levegőből származó oxigénnel keveredve „hulladékként” vízgőz (H₂O) és hő keletkezik. Az FCEV-teherautók az e-mobilitás elektromos platformjaira épülnek, és a technológia hatékonyabb, mint a hasonló H₂-ICE-hajtások. Elsősorban a Daimler Trucks, a Volvo és az Iveco fejleszt ezen koncepció mentén vontatókat, és futnak már FCEV-prototípusaik az utakon. Sorozatgyártású járművek a hozzájuk kapcsolódó szervizhálózattal együtt azonban csak az évtized végére várhatóak. A dél-koreai gyártó, a Hyundai gyárt jelenleg kis sorozatban FCEV-teherautókat Xcient Fuel Cell üzemanyagcellával. A DACHSER is több mint egy éve használ két műszakos üzemben egy Hyundai hidrogénmotoros teherautót pótkocsival. A Magdeburgban állomásozó, több mint 400 kilométeres hatótávolságú jármű általában gond nélkül ingázik Szász-Anhalt tartomány fővárosa és Berlin között.

Maga az üzemanyagcella-technológia már kiforrott a teherautók számára. Hiányzik még viszont a hidrogén járműben való tárolására vonatkozó szabvány. Itt három rendszer küzd az elsőségért: A városi buszoknál és például a Hyundai teherautóknál alkalmazott szabvány esetében a gáznemű hidrogént 350 bar nyomású gázpalackokban tárolják. A 350 baros technológia kipróbált és bevált, valamint megfelelően magas az ezt a technológiát használó töltőállomások száma. Nagy hátránya viszont, hogy a sűrített gázpalackok sok helyet igényelnek, így az adott járműméretek mellett aligha lehet 500 kilométer feletti hatótávolságot elérni anélkül, hogy ne csökkenne a rakomány számára fenntartott raktér. Ez azt jelenti, hogy ez a technológia hatótáv tekintetében nem előnyösebb, mint a BEV.

Más gyártók, például a Daimler és az Iveco ezért a 700 baros technológiára támaszkodnak. A szintén palackokban, magasabb nyomáson tárolt hidrogén körülbelül 750 kilométeres hatótávolságot biztosít a rakodótér csökkenése nélkül. Az AFIR- (alternatív üzemanyagok infrastruktúrájáról szóló) irányelv szerint 2030-ig az EU autópálya-hálózatán ki kell építeni egy megfelelő, 700 baros töltőállomás-rendszert tehergépkocsik számára.

A leginkább ambiciózus hidrogéntárolási technológiát a Daimler fejleszti. Ennek során a nyomás alatt, hidegen cseppfolyósított hidrogént (LH₂) folyadékként speciális tartályokba tankolják, a földgázt hidegen és nyomás alatt cseppfolyósított LNG-technológiához hasonlóan. Az LH₂-technológia nagy energiasűrűségének köszönhetően a teherautók hatótávolsága így meghaladja az 1000 kilométert. A cseppfolyósításhoz szükséges nagy mennyiségű energia miatt viszont jelenleg ez a hidrogéntárolási technológia áll legtávolabb a széles körű elterjedéstől.

A költségek jelentik a különbséget

A költségek közvetlen összehasonlításában a hidrogénmeghajtású technológia jelenleg elmarad a BEV teherautók mögött. Sorozatgyártás hiányában az FCEV-ek beszerzési költsége több mint kétszerese a hasonló BEV-teherautókénak. Az üzemeltetési költségek szempontjából elsősorban a járművek energiafogyasztása és a zöld hidrogén vagy a villamos energia ára lényeges, beleértve a tankolási és töltési infrastruktúra költségeit is. Az európai árszintek azonban ezen a területen rendkívül eltérőek.

A hidrogénmeghajtású teherautók gazdasági szempontból akkor tehetnek szert előnyre a BEV-ekkel szemben, ha a számításban szerepet játszik az 500 kilométert jóval meghaladó hatótávolság vagy az üzemidő is. Ha például a sofőrök értékes idejét a BEV-ek töltése köti le, mert nem áll rendelkezésre elegendő gyorstöltő, vagy ha a BEV-járművek nem képesek napi 20 órán keresztül üzemelni, akkor a hidrogénes teherautó a rövid, körülbelül 15 perces tankolási idő miatt előnyös lehet az összköltségek szempontjából.

A hidrogénmeghajtású tehergépkocsik gyártóinak sürgősen tisztázniuk kell a tankolási szabványokat, hogy megkezdődhessenek a beruházások az infrastruktúra-bővítés területén, és elindulhasson a sorozatgyártás. Ez a technológia kizárólag így válthatja be ígéretét és járulhat hozzá az éghajlatvédelemhez. A DACHSER álláspontja szerint a logisztikának az EU-ban a közúti áruszállításra jóváhagyott valamennyi nulla kibocsátású technológiára szüksége van. A gyakran heves „BEV kontra hidrogén” vitában az alábbi megállapítás érvényes: a kérdés nem „vagy-vagy” – az elektromos-hidrogén disputában egyértelműen „is-is” válaszra van szükség.

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post A hidrogénmeghajtású teherautók jövője appeared first on Műszaki Magazin.

Az Alstom, az intelligens és fenntartható mobilitás globális vezetője május 17. és 24. között Railshow keretében mutatta be Csehországban és Szlovákiában a Coradia iLintet. A világ első hidrogénmeghajtású személyszállító vonata Németországból érkezett Csehországba, és két képzett mozdonyvezető üzemeltetésével egy hét alatt számos állomást érintve tartott bemutatót a két országban.

A Coradia iLint az Alstom sikeres Coradia Lint platformján alapul, amelyet 2016 szeptemberében az InnoTrans közlekedéstechnika és vasútipari nemzetközi vásáron mutattak be. Az első tesztüzemeket 2017-ben a csehországi Velimben, a VUZ tesztpályán végezték. 2018 óta kereskedelmi forgalomban közlekedik Németországban, Ausztriában személyszállítási forgalomban, Hollandiában tesztüzemben is kipróbálták. A Coradia iLint-et Németországban és Franciaországban fejlesztették ki, és főként a németországi Salzgitterben gyártják.  Németroszág, Olaszország és Franciaország is már adott le megrendelést hidrogénvonatokra. A Coradia iLint vonat ideális megoldás lehet a nem villamosított vonalakon, amilyen a magyarországi vasútvonalak mintegy 60%-a is.

Az Alstom a magyarországi vasúti közlekedésben is megnyitotta a hidrogén fejezetét. Tavaly decemberben szándéknyilatkozatot írt alá a MOL-lal a hidrogéntechnológia vasúti közlekedésben való alkalmazásának vizsgálatára irányuló együttműködésről. A nyilatkozat aláírásával a felek óriási lépést tettek a magyar vasúti közlekedés szén-dioxid-mentesítésének elősegítése felé.

Balázs Gáspár, az Alstom Transport Hungary vezérigazgatója a fejlesztéssel és a hazai törekvésekkel kapcsolatban elmondta:

“Határozottan hiszem, hogy Magyarország jó érzékkel szállt be a hidrogénnel kapcsolatos vitába, és az Alstom erős helyi partner nemcsak Magyarországon, hanem a szomszédos közép-kelet-európai országokban is. Ami a gyártás lokalizációját illeti, fontos szerepe lehet benne az összes Európában gyártott vasúti járművünk, így a Coradia vonatok forgóváz-kereteit is gyártó mátranováki üzemünknek. Amennyiben az ITM és a MÁV úgy dönt, hogy hidrogén üzemű vonatokat szerez be, akkor ezek forgóváz-kereteit Magyarországon gyártjuk majd.”

A vontatási rendszer üzemanyagcellákat használ, amelyek hidrogén és oxigén vízzé történő egyesítésével állítanak elő villamos energiát. Az üzemanyagcellák által működtetett rendszer csupán gőzt és kondenzált vizet bocsát ki, miközben alacsony zajszinttel működik. Gyorsulási és fékezési teljesítménye a hagyományos Coradia Lintéhez hasonló, maximális sebessége 140 km/h, hatótávolsága pedig 1000 km. A vonat utasterének kapacitása 150 ülőhely, alacsony padlóbejárattal rendelkezik (620 vagy 810 mm). Az ezen a téren közel 6 éves tapasztalattal rendelkező Alstom már számos fejlesztést hajtott végre. Az új tartályelrendezések 25%-kal növelték a hatótávolságot. Az üzemanyagcella-összetétel optimális felépítése az aktív alkatrészek 30%-os csökkentését eredményezte.

The post Az első személyszállításra alkalmas hidrogénmeghajtású motorvonat appeared first on Műszaki Magazin.