Ezért nem életképes az üzemanyagcellás autó

Az elektromobilitás ellenzői közül is sokan érzik, hogy a hagyományos, fosszilis üzemanyagot használó autóknak előbb utóbb menniük kell. A leváltásukra a ma, illetve a közeli jövőben elérhető technológia mellett a tisztán elektromos autók a legideálisabbak, mégis sokan vannak, akik a hidrogén üzemanyagcellában látják a megoldást. Több nagy autógyártó is évtizedeken keresztül hitegette az embereket, hogy már közel van az üzemanyagcellás forradalom, de a kísérleti fázison egyik cég sem tudott túllépni. Mindez annak ellenére, hogy az autók láthatóan jól működnek (tegyük hozzá, hogy ezek a járművek tisztán elektromos autók, amikben csak egy kisebb akkumulátor csomag van az energia átmeneti tárolására, de a mozgáshoz szükséges energia szinte egészét az autó az üzemanyagcellában elektromos árammá alakítható gáz, leggyakrabban hidrogén formájában viszi magával.

Ahhoz azonban, hogy ezeket az autókat nagy számban el is lehessen adni, számos nehézséget kell leküzdeni. Először is a magas eladási árat. Jelenleg a Toyota Mirai ára Németországban több, mint 78 ezer euró, ami még a drágának számító középkategóriás villanyautók árának is a kétszerese. Tömeggyártás mellett ez az összeg biztosan jelentősen alacsonyabb lehetne, de azt jól mutatja, hogy az akkumulátorhoz hasonlóan ennek a technológiának is igen komoly ára van.

A hidrogén nem tankolható otthon mint a villanyautók a konnektorból, így minden egyes töltést egy a benzinkutakhoz hasonló állomáson kell megoldani. A hidrogént vagy ezeken az állomásokon kell előállítani, vagy oda kell szállítani. A helyi előállításhoz elvileg csak víz és elektromos áram kell, így logikusnak tűnik, hogy nagy napelem rendszerrel megtámogatva minden töltési ponton legyen helyi hidrogéntermelés is. (Mellesleg egy 2006-os adat szerint a világ hidrogéntermelésének mindössze 4%-a történik elektrolízis útján, a többi legnagyobb részét rendkívül környezetszennyező módon fosszilis energiahordozókból nyerik, a művelet mellékterméke széndioxid.)

EZT OLVASTAD MÁR?  Megérkezett Európába a Daimler elektromos teherautója
Ivys SimpleFuel vízbontó és hidrogéntöltő állomás

Az elmúlt években már több ilyen helyi vízbontó rendszer terve is felbukkant, a legújabbat épp a napokban kezdték demózni egy nemzetközi kiállításon. Az Ivys nevű cég rendkívül kreatívan Simple Fuel névre keresztelt eszköze 4 változatban készül. A kisebbek 5 kg, a nagyobbak 10 kg hidrogén előállítására képesek naponta. Mindkét verzióból van 350 illetve 700 bar nyomású töltésre képes változat is. A készülék kb. 4 m³ és 2,7 tonna. A legkisebb verzió 17 kW, a legnagyobb 28,5 kW teljesítményt igényel, és az áramon felül 3 illetve 6 liter vizet igényelnek óránként.

Rövid számítás után kijön, hogy 1 kg hidrogén előállításához 14,4 liter vízre és a nagyobb teljesítményű, így gazdaságosabban üzemeltethető változatoknál is 46,8 illetve 68,4 kWh áramra van szükség (az előállítandó nyomástól függően). A hidrogén előállításról fentebb linkelt Wikipedia szócikk szerint vízbontással kb. 50 kWh energia szükséges 1 kg hidrogén előállításához.

Bár ezek óriási számok, ez még mindig nem mond sokat, hiszen nem tudjuk, hogy a közlekedésben mire elég 1 kg hidrogén. A Toyota legújabb hidrogén üzemanyagcellás autója, a Mirai 5 kg kapacitású hidrogéntartállyal érkezik (a tartály tömege üresen 87,5 kg!) és egy feltöltéssel EPA (közel realisztikus) mérés szerint 502 km megtételére elegendő. Tehát 1 kg hidrogénnel nagyjából 100 km-t lehet autózni, vagy máshogy nézve 100 km-en a hidrogén üzemanyagcellás Mirai fogyasztása 68,4 kWh (az 5 kg betöltéséhez a 700 baros rendszert kell használni). Összehasonlításképpen a Miraihoz hasonló méretű tisztán elektromos autók mai fogyasztása 13-18 kWh.

De nem a költség az egyetlen probléma. A hidrogén tankolása ezzel a töltővel a villanyautó töltéshez hasonlóan időigényes. Viszont míg a töltések jelentős részét a villanyautók esetén otthon intézhetjük (amikor lényegtelen, hogy 1 óra vagy 8 óra a töltés), addig a hidrogénautó töltését a hidrogénkút mellett kell megvárni. Egyelten kg hidrogén töltése az Simple Fuelből 10 perc, így a Mirai teletankolására érdemes legalább 50 percet számolni. A kisebbik készülék hidrogénkészlete egy autó megtöltése után ki is merül, így a következő 23 órában már nem tud egy autót sem feltölteni. A nagyobbik kapacitású készülék napi két ilyen autó megtöltéséhez képes elég hidrogént előállítani.

EZT OLVASTAD MÁR?  27.600 nyilvános töltő egy Dunántúlnyi területen

Természetesen vannak ennél a modellnél gyorsabb töltésre képes töltőállomások is, de ezek valószínűleg nem helyben előállított hidrogént töltenek az autókba.

Egy fontos kérdés maradt még megválaszolatlan: mibe is kerül egy ilyen töltőállomás? A Simple Fuel ára 250 ezer dollártól indul, ami mai árfolyamon közel 70 millió forint.

Természetesen a fenti képlet minden eleme változhat a jövőben, így csökkenhet az eszköz ára (egy villámtöltő ma ennek kb. a tizedébe kerül), javulhat a teljesítménye (egy villámtöltő naponta akár 7200 km-re elég áramot is be tud tölteni az autókba), csökkenhet az energiaigénye (a villanyautók fogyasztása harmada-negyede) és gyorsulhat a töltési folyamat (a hidrogén töltése ma már akár gyorsabb is lehet a villámtöltésnél) is, de nagyon nehéz azt elképzelni, hogy miként lehet egy ilyen rendszer versenyképesebb a szinte bárhol tölthető, ma is létező és jól használható elektromos autóknál.

Hozzászólások

Elektromos autót használsz?

5 gondolat a “Ezért nem életképes az üzemanyagcellás autó” című anyaggal kapcsolatban

  • 2017-10-12 at 13:24
    Permalink

    Ugyanilyen egyoldalú elemzés jelenhetett meg 10 évvel ezelőtt bármelyik belsőégésű autó-motor szaklapban arról, hogy miért nincs jövője az elektromos autónak, vagy 110 évvel ezelőtt a lovaskocsis magazinban, hogy miért nincs jövője a belső égésű motoros technológiának. 😀

    Az akkumulátorral hajtott villanymotornak annyi előnye van a “hidrogénnel hajtott” villanymotorral szemben, hogy míg 1800-óta létezik az a (folyamatosan fejlődő) találmány amit úgy nevezünk, hogy akkumulátor, addig a vízből hidrogén előállítása gazdaságosan még elméleti alapon is csak azóta merülhetett fel, hogy kellően hatékonyan tudjuk pl. a nap energiáját elektromos árammá konvertálni.

    Elképzelhető, hogy a jövőben az összes autó, motor, kamion elektromos hajtását akkumulátor fogja ellátni, viszont ha így lesz, akkor a jelenlegi struktúra (van egy autód, amivel ide-oda elmész, munkába jársz, leparkolod, hazamész, tankolod/töltöd, eladod, veszel újat stb.) nem fog fennmaradni, mert ez a modell, akkumulátor töltögetéssel, nagy volumenben, fenntarthatatlan.

    Válasz
  • 2017-10-12 at 13:33
    Permalink

    Még egy gondolat:

    Az elektromos autózás gondolatát Elon Muskhoz és a Teslához társítják. A Toyota 20 évvel ezelőtt elsőként dobta piacra az elektromos-benzines hibrid autóját. Most a Toyota az első, aki az akkumulátor helyett a hidrogéncellára szavaz és az első, aki piacra dobott egy hidrogéncellás autót (emellett Tokyóban üzembehelyezték az első hidrogéncellás buszokat).

    ui:
    Nincs Toyotám, nem vagyok Toyota alkalmazott, sem benzinkutam és hidrogén kutam sincs és személyesen nem haragszom Elon Muskra sem… 🙂

    Válasz
  • 2017-10-13 at 10:26
    Permalink

    László Kovács: Persze, lehet, hogy nagyon sok pénz elköltésével tudnak az összes felsorolt jellemzőn javítani. De mi értelme a zölden megtermelt áramot nagyon nagy energiaigényű folyamat során elhasználni, hogy előállítsunk egy nehezen kezelhető gázt, ha sokkal kisebb veszteséggel akkumulátorba is tölthetjük? Akik ma nyomják a hidrogén meghajtást, azok nem vízbontásból képzelik el a hidrogén előállítását, hanem szénhidrogénekből. Ez viszont ugyanúgy durván környezetszennyező, mint a hagyományos hajtás, ráadásul továbbra is ki kell építeni egy rendkívül drága infrastruktúrát az összes töltéshez. Ezzel szemben a villanyautót a háztartások egy jelentős részében otthon lehet tölteni egy hagyományos konnektorról. Nekem ésszerűbbnek tűnik az akkumulátoros villanyhajtás…

    Válasz
  • 2017-11-12 at 18:30
    Permalink

    Egy öreg benzines (68), ki valószínűleg villanyautózni sose fog, bár nagyon tudna… szerepel itt – és sok helyen másutt – egy kijelentés: ,,a villanyautók egy részét a háztartások jelentős részében otthon lehet tölteni”. Azaz garázsban, saját kertben. Mert csak úgy, az utcán ez bizony nem megy. Vajon hány százalékunknak adatik ez meg? Ha pedig gyorstöltőhöz megyek, az életem bizony át kell szervezni. Tudom, lesznek bevásárlóközpontoknál stb. stb. Persze tudom, aki villanyautót vesz, nemigen él panelban. Kasztosodás.
    De megoldódik, biztos.
    Más: kávézunk a gyerekkel egy plázában, és ugye, alig van természetes fény, mindenütt lámpák. Ezek fényéből nem érné meg ,,lopni” belső napelemekkel? Kifizetődő lenne? Őrület egyébként, mennyi helyen nincs ingyen napfény, ahol lehetne – van olyan TESCO (Komárom), ahol a déli fal teljes üvegfal, belül meg le van árnyékolva és égnek a lámpák… mi meg megfizetjük az áru árában, ugye.
    Bocs.

    Válasz
    • 2017-11-12 at 22:19
      Permalink

      Magyarországon elég nagy arányú a kocsibeállóval és/vagy garázzsal rendelkező háztartások száma. Ha azt is nézzük, hogy hol van olyan értékű autó, aminek lehet elektromos autó alternatívája, akkor valószínűleg túlsúlyban lennének a kertes házak vagy kocsibeállóval/garázzsal rendelkező társasházi lakások. Első körben inkább ők lesznek a villanyautók vásárlói, és nekik így nem fog gondot okozni az otthoni töltés. Ahogy elérhetőbb lesz az emobilitás, úgy fognak egyre inkább megjelenni az utcákon az olyan kis teljesítményű töltők (pl. kártyás indítású sima konnektor), amiről lehet elektromos autót tölteni. Nem lesz ingyen az áram, sőt valószínűleg kicsit drágább lesz, mint a lakásban vételezhető, de így a társasházakban élők külön befektetés (nem kell garázst és töltőt venniük) nélkül tudják majd tölteni a ház előtt az autóikat. Ehhez azonban el kell érjen egy bizonyos szintet a villanyautók penetrációja.

      Válasz

Hozzászólás