Tíz kilogramm hidrogén is majdnem elég volt az üzemanyagcellás busz első paksi napjára

Hidrogén üzemanyagcellás autóbusz segített be a napokban a paksi tömegközlekedésbe.  Január 16. és 18. között a város első kézből szerezhetett tapasztalatokat erről a technológiáról az eddigi legnagyobb uniós társfinanszírozású projekt, a JIVE-2 jóvoltából. A közös kezdeményezésű projekt célja az volt, hogy a régió több országában is kipróbálhassák és megismerhessék a hidrogén üzemanyagcellás technológiát az utasok és az érintett szakemberek.

A Pakson munkába állított Toyota Caetano H2.City Gold buszt Portugáliában építették, a használatához szükséges zöld hidrogént a Messer Hungarogáz Kft. biztosította.

Lítium-titán akkupakk

A specifikációja szerint 400 km-es hatótávú Toyota-Caetano H2.City Gold típusú busz tartályai egy 350 bar nyomás előállítására képes hidrogénkúton 9-10 perc alatt feltölthetőek üzemanyaggal. A busz tetején elhelyezett, a norvég Hexagon Purus által gyártott 5 hidrogéntartály összesen 37,5 kg hidrogéngáz befogadására képes. Ebből egy 60 kW teljesítményű üzemanyagcella csomag állítja elő az elektromos energiát, ami átmenetileg egy 44 kWh-s lítium-titán (LTO) akkupakkba kerül.

Ennek az akkukémiának az előnye, hogy az energiatároló képességéhez képest nagy teljesítményleadásra képes, hosszabb az élettartama és olcsóbban előállítható, mint az NMC akkuk. Ez az akkumulátor egyébként CCS csatlakozón keresztül külső forrásból is tölthető, így akár egy üzemanyagcellás plugin hibrid buszként is tekinthetünk rá.

Ebből az akkumulátorból kapja az energiát a 180 kW-os villanymotor, ami a bal hátsó kerekek mögé hosszában lett beépítve. Az akkumulátorok, a hidrogén tartályok, az üzemanyagcella és a fűtésrendszer mind a busz tetejére kerültek, így a jármű belső tere végig alacsonypadlós és kényelmesen átjárható. A buszból 10,7 és 12 m-teres változat is készül, Pakson ez utóbbi, hosszabb változat járt, ami álló- és ülőhelyekkel együtt 85 utas egyidejű szállítását teszi lehetővé.

Csuklós is lesz

H2.City Gold a következő negyedévtől 70 kW-os, tehát 10 kW-tal nagyobb teljesítményű üzemanyagcellával készül, az utastér fűtését pedig egy olyan hőszivattyú fogja ellátni, ami az üzemanyagcella által termelt hulladékhőt is felhasználja erre a feladatra. A buszból idén érkezik csuklós változat is, de a következő években a technológiát beszerelik regionális és hosszabb utakhoz szánt buszokba is.

Ahogy a paksi busztársaság illetékesétől megtudtuk, a helyben használt 10 elektromos buszhoz képest a hidrogén üzemanyagcellás busz előnye, hogy akár a leghosszabb 280 km-es fordára is beosztható anélkül, hogy napközben tölteni kellene. De a 10 perces töltési idővel még a napközbeni töltés is beleférne a menetrendbe. Azt viszont meg kell jegyezni, hogy minden reggeli vagy töltés utáni indítás az elektromos buszhoz képest picit hosszabb, ~1 perces folyamat.

Az üzemanyagcellás energiatermelés végterméke tiszta víz, amit ez a busz vízpáraként enged ki maga alá.

Tíz kiló hidrogén

Pakson az busz az első nap 31,3 km/h-s átlagsebességgel 166,3 km-t futott, ami alatt összesen 10,577 kg hidrogént használt el. Ebből 6,36 kg/100 km-es fogyasztás adódik. Ha a tartályban lévő 37,5 kg hidrogén teljes egészében felhasználható, akkor a busz elméleti hatótávja ilyen körülmények között közel 600 km lenne. A közlekedési szakember viszont a saját tapasztalatok alapján 350 km-es reális hatótávot említett.

A teszt során a 100 km-re vetített 6,36 kg-ból egyébként 3,75 kg ment a jármű mozgatására, 2,61 kg pedig a fűtésre. A fűtés energiaigénye a tesztút során az 5 Celsius-fokos hőmérséklet mellett egyébként 80,4 kWh volt.

A rendezvény helyszínén a Messer ugyan felállított egy hidrogéntöltő állomást, ám a tesztbuszt mégsem erről, hanem a közlekedési vállalat telephelyére leparkolt gázszállító tartályból töltötték. Bár a tankolási folyamat így nem nevezhető ideálisnak – hiszen a 200 baros tartályokból nagyjából 200 km-re lehet csak feltölteni a buszokat -, de a rendszer teljes összeállítását és beüzemelését több objektív tényező is akadályozta.

Ezek közül az egyszerűbb, hogy a rendezvénynek helyet biztosító Energiaház udvarán nehezen fért volna el a tartálykocsi a töltőállomás és a busz is egyszerre.

150 kW áramigény

De a valóban nyomós indokként nem is ezt, hanem az áramellátást említették. A hidrogéntöltő állomás energiaigénye ugyanis 150 kW, amit még az atomerőműtől néhány km-re sem triviális egy három napos teszthez kiépíteni. A 900 baros nyomást létrehozó kompresszor a 150 kW-ból 110 kW-ot igényel, a többi a gáz -40 Celsius-fokos hűtéséhez és az egyéb rendszerek üzemeltetéséhez szükséges. A 900 baros nyomás a 700 barral tölthető személyautók számára szükséges, buszok esetén a 300 bar kiszolgálásához elegendő az átmeneti tartályban 500 baron tartani a nyomást.

A mai modern hidrogéntöltő állomások egyébként a korábbiakkal ellentétben már nem állnak le a nyomás újraépítéséhez néhány autó után, hiszen a kompresszor akár folyamatosan is képes tartani ezt a nyomást, de a forrásként szolgáló tartályban lévő nyomás csökkenésével némileg megnő a töltési idő.

A személyautókkal ellentétben a buszok a rendelkezésre álló nagyobb hely miatt nem 700, hanem csak 350 bar nyomáson viszik magukkal a hidrogént. Így elméletben a nyomás megemelésével a hatótáv is megnövelhető, azonban a nyomás duplázása nem jelent hatótávduplázást. 700 baron ugyanis már csak fele tölthető be hidrogénből a tartályba annak a mennyiségnek, amit a nyomás és térfogat szorzata adna. Ezen felül komolyan hűteni is kellene a tartályokat, hogy a gáz fogyásakor tapasztalható hőmérsékletemelkedéstől megvédjék azokat. Ez 300 baron sokkal kisebb mértékű, ezért is használják ezt inkább a buszok esetében.

A hidrogénkutaknál egyelőre a 350 és 700 baros nyomású rendszereket szabványosították, de semmi sem gátolja az ennél nagyobb nyomás alkalmazását sem. A két nyomásszint csatlakozója fizikailag azonos, de a 700 baros töltőfej extra infravörös adatkapcsolatot is felépít a járművel, hogy a töltő és a jármű között létrejöhessen a biztonságot is szavatoló kommunikáció. Így a jármű a saját mérései alapján, a hőmérsékletek függvényében tudja szabályozni a töltési folyamatot.

Egy hidrogéntöltő állomás felépítése a Messertől kapott információ szerint 500-1000 millió forintba kerül. A hallgatóságban azonban akadt, aki erre csóválni kezdte a fejét, mondván, hogy ő erre a munkára korábban kétmilliárd forintos ajánlatot kapott. Akadt azonban olyan meghívott is, aki aki megerősítette az 500 millió forintos verzió meglóduló infláció előtti létezését. Végül azonban az nem derült ki, hogy a kettő közötti óriási különbség miből adódhat.

A hidrogénszállítás sem egyszerű

Azt viszont megtudtuk, hogy a hidrogénszállító tartálykocsi ára is százmilliós nagyságrend, ezért nincs is a 200 barosnál nagyobb nyomást bíró Magyarországon. De amint lesz rá igény, a Messer beszerzi az 500 vagy 1000 baros szállítóeszközöket is.

Egy 200 baros, 40 tonnás trailerrel 400 kg hidrogén szállítható, amiből egy ilyen busz kb. 11-szer, egy Toyota Mirai személyautó közel 80-szor tölthető fel hidrogénnel. Nagynyomású tartálykocsival maximum néhány száz km-es távolságra, 800-1000 km-en felüli út esetén viszont cseppfolyósítva éri meg jobban a hidrogénszállítás. Magyarországon azonban egyelőre nincs cseppfolyós hidrogén szállításra kiépített infrastruktúra.

A hidrogén Magyarországon jelenleg szinte kizárólag földgázból vagy egyéb fosszilis forrásból készül, aminek minden esetben üvegház hatású széndioxid a nem kívánt „mellékterméke”. A megújuló energiával, elektrolízissel előállított zöld hidrogén mennyisége elenyésző.

Az első komolyabb méretű projekt a MOL százhalombattai finomítójában egy 10 MW-os napelemes rendszerre épülő elektrolizáló rendszer lesz. A tervek szerint idén kezdi meg a működését, és évente 1600 tonna zöld hidrogén előállítására lesz képes. A helyszín sem véletlen, hiszen az olajfinomítás egyik elengedhetetlen eleme a hidrogén, így a beruházásnak köszönhetően, ha picit is, de ez a folyamat is zöldülhet.

Paks éppen két éve 2021. február 1-én indította el új, tisztán elektromos buszokra épülő tömegközlekedését, amivel a korábbinál sűrűbb, és több területet elérő szolgáltatást tudnak biztosítani úgy, hogy a környezet zaj és károsanyag terhelése a korábbiak töredékére csökkent. A városban jelenleg 6 darab, egyenként 250 kWh-s, és 4 darab, egyenként 200 kWh-s Solaris Urbino tisztán elektromos busz közlekedik, amiket a társaság frissen felépített, modern telephelyén töltenek.  A tapasztalatait a város rendszeresen nemzetközi színtéren is cserélgeti, de a hidrogénhajtással sem most találkoztak Pakson először.

Tavaly márciusban már járt ott teszten egy Solaris Urbino 12 hydrogen busz, ami a hajtást leszámítva azonos a városban egyébként használt elektromos buszokkal. Az eseményen a hidrogénbuszok üzemeltetési költségeiről viszont nem esett szó.

Ahogy az Pakson is elhangzott, a zöld hidrogén számos ipari területen, többek között az acélgyártásban is alkalmas a most még környezetszennyező folyamatok (például: kokszolás) kiváltására, megtisztítására. Szerencsére erre már akad is bőven példa:

A világ első zéró emissziós acélgyára épül Spanyolországban

Antalóczy Tibor

A Villanyautósok.hu alapítója és főszerkesztője, e-mobilitás szakértő. 2014 óta elektromos autó használó, és külső tanácsadóként számtalan hazai elektromobilitási projekt aktív segítője.