Hidrogén – eljött-e már az ideje?

Egy olvasóm vetette fel a hidrogén üzemű tömegközlekedés lehetősőgének kérdését, mint teljesen zöld lehetőséget.  Próbáljuk meg körüljárni a témát.   Hidrogén üzem alatt általában egy természetbarát, zöld megoldást értünk. Az üzemenyagcella, hivatalos nevén tüzelőanyagcella már 50 éve használt  technológia. Lényege, hogy folyékony vagy gáz halmazállapotú tüzelőanyagból, levegő felhasználásával, égés és láng nélkül állít elő elektromos áramot. Több fajta tüzelőanyagot használó üzemanyagcella is ismert, de a környezeti hatás tekintetében a jövő a hidrogént felhasználó változaté lehet , mivel a hidrogén napelemekkel vízbontás útján állítható elő és  az “égéstermék” vízpára.  Fontos megjegyezni, hogy az alapokat már az 1800 as években lefektette Sir William Growe , aki a gőzgép riválisának szánta azt, de a kora technológiai fejlettségét nagyon megelőzte. 1959-ben Bacon vállalata egy 5 kW teljesítményű berendezést üzemeltetett, és még ebben az évben Harry Karl Ihrig bemutatott egy 15 kW teljesítményű üzemanyagcella hajtású traktort. Az 1960-as évektől az űrhajózás használta, majd az 1980-as években az amerikai haditengerészet tengeralattjáróiban is bevetették. Magyarként fontos megemlíteni Oláh György Nobel-díjas professzort, aki 1994-ben Nobel-díjat kapott a karbon-kémiai kutatásaiban elért eredményeiért. Oláh György a metanolos üzemanyag-cellák fejlesztésével foglalkozik. 
A fentiekből adódóan, környezeti szempontból a hidrogén üzemű járművek használata lenne fontos, melyek lényegében elektromos közlekedési eszközök, amikben  a villanymotor meghajtásához szükséges  áramot nem felsővezetékről vagy akkumulátorokból kapják, hanem közvetlenül az üzemanyagcellájukban állítják elő.  Ezen túl maga a hidrogén is előálítható a járművek telephelyén, hiszen ehhez csak vízre és elektromos áramra van szükség, vagyis annak ára nem feltétlenül függ a világpiaci ármozgástól.

A fentiek alapján úgy tűnhet, hogy ez egy teljesen zöld megoldás, de az ipari gyakorlat ennek sajnos ellentmond.  A hidrogén gázt szénhidrogénekből gőz reformátorok segítségével állítják elő az iparban, mivel ez kb. 80%-os hatásfokkal működhet, ha tiszta szénhidrogént, pl. földgázt vagy metánt, használnak. Magas hőmérsékleten, kb. 700-1100°C, a vízgőz endotermikus módon reagál a metánnal, aminek eredménye szén-monoxid és hidrogén keletkezése. További reakción keresztül, az előző reakcióhoz képest alacsonyabb hőmérsékleten, kb. 130°C, a korábban keletkezett szén-monoxid vízgőzzel kerül reagáltatásra. Ennek az exoterm folyamatnak eredményeként további hidrogén állítható elő szén-dioxid kibocsátása mellett. A hidrogén ipari előállítási folyamatnak a kritikus pontja a reakció során keletkező szén-dioxid kezelése, ugyanis a szén-dioxid környezetbe történő kijuttatása indirekt módon, de megfosztaná a hidrogént használó járműveket a környezetkímélő besorolásától.  Ezen okok miatt hidrogén helyett több kutató, mint például a fent már említett Oláh György és munkatársai, a metil-alkohol és származékainak energiahordozóként való előállítását és az üzemanyagcellákban való felhasználását kutatja.  Ez utóbbi üzemanyag folyékony halmazállapotú, könnyebben kezelhető, mint a hidrogén gáz. Égésterméke szintén víz de széndioxid is keletkezik.

Természetesen a Hidrogén teljesen zöld módon is előállítható vízbontás útján, napelemek használatával, csak ennek hatékonysága jelentősen elmarad a fent leírt, am az iparban használt módszertől.   Napjainkban ilyen lehetőség a SimpleFuel bárhová telepíthető vízbontó rendszer . Sajnos  ez naponta maximum 10 kg  hidrogént tud előállítani -a forrás szerint- , melyhez óránként 6 liter vízre van szüksége.  Ez egy magánhasználatú jármű ellátására elegendő, viszont a beruházási költségei magasak.

A fentiekből, számomra egyértelmű, hogy a távolabbi jövő a hidrogén üzemanyagú tüzelőanyagcelláé lesz, de abban is biztos vagyok, hogy a teljesen zöld, vízbontásos módszer az én életemben már nem lesz a mindennapok része.  
Mivel az oldal témája a közösségi közlekedés, így hazai viszonylatban én a vasúti mellékvonali személyszállítás terén tartanám szükségesnek a mai Dízel üzemet lecserélni hidrogén üzemanyagcellás , elektromos hajtásra, azokon a mellékvonalakon ahol a vonal villamosítása pillanatnyilag nem lenne gazdaságosan megoldható.  Ezen túl az utolsó fővárosi nem villamosított vonalon, a lajosmizsei vasútvonalon indítanám el a hidrogén üzemű személyszállítást.
Ami  Budapest közösségi közlekedését illeti, ott  a trolivonalak fejlesztése még mindig jó és költséghatékony megoldás lehet, mivel az elektromos áram előállítható országon belül, így nem okoz függőséget.  A dízeles járművek  akkumulátorosra vagy hidrogénalapúra cserélése még korai véleményem szerint. Az akkumulátoros üzem még kiforratlan, az egyedileg előállított, piacfügettlen árú hidrogén  technológiája is gyermekcipőben jár.

Lehet pár emberben felmerül, hogy ellent mondok saját magamnak. A hidrogén üzem, csak akkor lesz zöld, ha vízbontással  állítjuk elő a hidrogént. Ez a közeljövőben biztosan nem valósul meg Budapesten. Pillanatnyilag úgy tudom a BKV gázüzemű buszai is a garázsban állnak a magas gázár miatt, hiába van kiépített töltőállomásuk.  A hidrogén árának változásai is csak úgy küszöbölhetőek ki, ha azt helyben állítjuk elő vízbontással és nem vásároljuk. Ez hatalmas beruházást igényel, melyre a közlekedési cégnek nem hinném , hogy lenne elegendő nélkülözhető forrása.

Természetesen a kép sem véleltlen. Prága a következő két évben a város 170-es viszonylatán kezdi el tesztelni a ŠKODA H’CITY 12 üzemanyagcellás autóbuszát, mely egy feltöltéssel 350 kilométert képes megtenni. A járművek töltése a Barrandov-i végállomáson történik majd.

forras:  Skoda, mogi

10 hozzászólás a következőhöz: “Hidrogén – eljött-e már az ideje?

    1. Még mielőtt a filmsúdió berágna rám 😉, javítottam.

      Mi a véleményed a hidrogén üzemanyagú tüzelőanyagcellás jarművekről?

      Most, hogy a mai nappal elúszott az akkus Skoda tender a BKV -nal, mi legyen a következő lépés?

  1. A hidrogén technológia egyelőre még fejletlen. Várjuk meg, amíg kiforrja magát, aztán lehet tesztelni. Ha beválik, akkor még kell venni.

  2. Így van, jelenleg a hidrogénes üzem a legnagyobb környezetszennyező, hiszen minden nemcsak hogy rengeteg energiát (áramot) kell befektetni, ami jobbára fosszilis forrásból jön, hanem a jö öreg földgáz az alapanyag hatalmas mennyiségben. Ebben az esetben akkor már sokkal bölcsebb lenne gázüzemű vonatokat használni. Ráadásul pont nem a kötöttpályán kellene ezt akkor már, hanem ott, ahol kifejezett szükség van az energia szállítására, azaz a közúton.

    A másik az ár, a német vasutak pár éve, hatalmas tételben rendelt/vásárolt a Deutsche Bahn Stadler Flirt akkus vonatokat, amik nem is olyan nagyok, a tripla Bz-ek felelnek meg. Az ár akkor darabonként 11 millió EUR volt, ki lehet számolni, ma ez itt kb. mennyibe kerülne. Kisebb tételben, plusz az infláció, plusz kellene dupla ekkora kapacitás legalább vonatonként a mizsei vonalon. A (dupla) szerelvényenkénti ár kb. 11-12 milliárd forint lenne, és ebből kellene vagy öt-hat darab 🙂 És akkor a pályához hozzá sem nyúltak, alapvetően maradna olyan, amilyen, plusz a zöld szarnak is adtunk egy amúgy hatalmas és felesleges pofont.
    (A helyi hidrogén legyártásához mind az áramot, mind a gázt importálni kell.)

    A buszoknál kicsit más a helyzet, de ott is jó eséllyel az akkus üzem lesz a nyerő.

    Az alapprobléma nem is itt van, hanem ott, hogy annyira drága a vasút, hogy egyáltalán nem éri meg már új vasutat, pláne zölden fejleszteni, csak ott, ahol hatalmas elővárosi, távolsági, vagy nemzetközi forgalom van. A mellékvonalak nagy része pedig nem ide tartozik. Itt, a keleti országokban pedig végképp nincs erre se ennyi pénz, és a megtérülése is rosszabb. Még a hatalmas forgalmat bonyolító budapesti szakaszok felfejlesztése is több évtizedes projektígéret volt, még a válság előtt is, innentől arra számítani, hogy pl. a balassagyarmati vonalból egyszer modern nyugati szintű vasút lesz, háááát…

    1. Civilized Person – a kérdés most is változatlan. Ma vagy 10-20 év múlva akarjuk használni.

      Mint az akkus buszok a trolibuszok eseténem, a hidrogénbusz esetében is a fenti kérdést kell előbb megválaszolni.
      Ma 2022-ben , az ukrán háború kapcsán a legjobb megoldás a trolibusz.
      A távolabbi jövőben az akkumulátorok fejlődése után jó lehet az akkus busz.
      Amennyiben sikerül vízbontással, hálózatfüggetlenül előállítanunk a hidrogént érdemes elgondolkodni a hidrogén üzemű buszokon, vonatokon.

      Lajosmizsei vonal : ma a zajos és helyben szennyező dízelüzem helyett drága de azonnali megoldás lehet a hidrogénüzem. Hosszútávon a mizsei vonal villamosítása és kétvágányosítása az igazi megoldás.

      Melleékvonalak : sajnos elkerülik sok esetben a településéeket vagy rossz helyn állnak meg. Hatalmas költségekkel lehetne a nyomvonalat módosítani és ezzel vonzóvá tenni ezeket a vonalakat. Kocsiból a Komárom-Esztergon vasútvonalat szoktam látni és én úgy gondolom, hogy nagyobb beruházás nélkül nem lesz soha vonó alternatíva.

      Teljesen egyetértünk abban, hogy a vasútnak a nagyvárosok agglomerációjában van jövője illetve a nagysebességű vasút lehet egyszer majd a repülés alternatívája, de őszintén bevallom, a klasszikus vasútnak a nyagysebességű közlekedésben szerintem nincs jövője. Én hibának tartom a Budapest – Győr- Pozsony-Brünn -Varsó gyorsvasút (300km/óra) koncepcióját.
      Egyrészt a klasszikus vasúti pálya soha nem lesz továbbfejleszthető nagyobb sebességre képes vonallá. Én inkább a magasban vezetett MAGLEV vagy más lebegtetésen alapuló technológiát fejlesztenék.
      Másrészt ki gondolja komolyan, hogy Budapest-Pozsony között lenne akkora utasforgalom ami miatt lenne értelme megépíteni a vasútvonalat. Külön probléma hogy a szlovákoknak feltehetően nem is tetszene, hogy teljesen elkerülné az országot a gyorsvasút, hiszen ma sem támogatják a csallóközi vasútvonal fejlesztését, hiszen ez a vonal gyorsabb lenne és több utast is vonzana mint a ma használt Szob – Párkány-Érsekújvár- Pozsony irány, de magyarok lakta területen közlekedne.

  3. Köszi az érdekes cikket. Érdemes megemlíteni, hogy az SMR eljárás mellett modern technológiákkal a keletkező CO2 90-95% leválasztható, és a légkörbe történő kibocsátás helyett elraktározható (kék hidrogén). Elraktározással például a norvégok kísérleteznek, geológiai tározással: a visszamaradt CO2 a kitermelt földgáz helyére injektálható. A kék hidrogén előállítás főképp a földgázkészletekkel rendelkező országoknak perspektivikus, amelyek így tudják fosszilis energiahordozóikat közel zéró karbonkibocsátás mellett hasznosítani. Az elektrolízissel előállított zöld hidrogén előtt eddig nem annyira technológiai, mint gazdaságossági akadályok álltak: tömegegységre vetítve 2-2.5x annyiba került, mint a kék hidrogén. Az emelkedő földgáz árak, a megújuló forrásokból előállított áram árának csökkenése és az elektrolízis technológiájának fejlődése folyamatosan javítja ezt az arányt, várakozások szerint pár éven belül paritáson lesz. A REPowerEU program fontos célkitűzése az európai zöld hidrogén előállító kapacitás növelése. Az EU jelentése szerint már 23 zöld hidrogén üzem működik Európában, és az EU komoly anyagi erőforrásokkal támogatja újak létesítését. Új üzemet ott gazdaságos létesíteni, ahol az olcsó (nap, szél, víz) energia és kellő mennyiségű víz helyben rendelkezésre áll – ez valóban nem feltétlenül a BKV garázs :-). De a cikkel szemben én biztos vagyok abban, hogy a zöld hidrogén az én életemben már a mindennapok része lesz.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük