Kaliforniában virágoznak a hidrogénüzemanyagcellás járművek

A hidrogén nemcsak a világegyetem leggyakoribb eleme, hanem itt a Földön is. A tiszta hidrogén gáznemű formában való korlátozott elérhetősége azonban évtizedekig visszatartotta a hidrogén üzemanyagcellákat.

A kozmoszban a csillagok többnyire hidrogénből állnak. Itthon a hidrogénünk többnyire oxigénnel kötődik, hogy vizet képezzen. Ahhoz, hogy a hidrogént felhasználhassák az üzemanyagcellában elektromos áram előállítására, vagy egy vízmolekulát, vagy egy összetett szénhidrogént, például földgázt kell lebontani. A földgázmolekula széttörésekor hidrogént kapunk, de szén-dioxidot is kapunk, ami globális felmelegedéshez vezet. Ráadásul nem megújuló erőforrást használ. Így marad víz, ami nagyszerű forrás, kivéve, hogy több energiát kell fordítanod a molekula lebontására, mint amennyit visszavesz, ha a hidrogént elektromos áram előállítására használja.

A megoldás, amely a hidrogént működőképes üzemanyaggá teszi, a következő: megújuló energia felhasználásával elegendő többlet elektromos áramot kell termelni ahhoz, hogy le tudja bontani a vizet, és ezt az energiát hidrogén formájában tárolja. Nem olyan elegáns, mint amilyen lehetne, de nagyon jó, ha figyelembe vesszük, minek kellett történnie ahhoz, hogy a napenergiát olaj, szén és földgáz formájában tárolja.

Ez a hidrogén-rejtély egyik oldala. A másik kérdés a hidrogénnel üzemelő autók építése és egy elég nagy infrastruktúra létrehozása ahhoz, hogy hidrogént szállítsanak azokhoz az autókhoz, ahol és amikor szükségük van rá. Hogy többet megtudjunk erről, San Franciscóba mentünk részt venni SEMICON West, és leültünk a California Fuel Cell Partnership hogy megtudja, hol tartanak a dolgok ma, és mit terveznek a közeljövőben.

Az infrastruktúráról szól

A finanszírozás megtalálása bármely infrastrukturális projekthez mindig kihívást jelent. Ha egy állam finanszíroz egy projektet hidrogénállomások építésére és a hálózat újratöltésére, valamint hidrogéntermelő létesítmények, hogy a pénz általában más projektekből származik, ami lelassította a örökbefogadási arány. Most azonban több állam és nemzeti kormány úgy dönt, hogy a hidrogénnek helyet kell kapnia a terveikben.

„Úgy gondolom, hogy a nagy probléma az infrastruktúra kiépítése, mert amit eddig megmutattunk, az az, hogy ha sikerül nyitni egy hidrogénállomást, az autógyártók eladhatnak egy autót” – mondta. Keith Malone, a California Fuel Cell Partnership jogalkotási tájékoztatási és kommunikációs tisztje.

Malone szervezete autógyártókkal és kormányzati döntéshozókkal együttműködve érvel a hidrogén-infrastruktúra mellett, és nemcsak Kaliforniában, hanem az egész világon eredményeket érnek el.

"Északkeleten 12 [hidrogén] állomást építenek a New York-Boston közötti folyosón" - árulta el Malone. „Ez egy privát erőfeszítés, de a különböző régiók eltérő megközelítést igényelnek. Kaliforniában még 2013-ban törvény született, amely meghatározta az első mérföldkövet, amely 100 stratégiailag elhelyezett állomás és az ehhez szükséges finanszírozás volt. Jelenleg 35 nyitott és működő állomáson vagyunk. Több mint 30 állomásunk van fejlesztés alatt. Idén ősszel lesz egy újabb finanszírozási ciklusunk, amely nagy valószínűséggel 100 állomás fölé visz minket.”

Jelenleg Kaliforniában van a legtöbb hidrogénállomás Amerika államai közül, de ez még csak a kezdet.

„Ahhoz, hogy mindezt a szükséges állomások számával szemléljük, Kaliforniában jelenleg 8000 benzinkutunk van” – mondta Malone. „De csak körülbelül 1800-an biztosítják az üzemanyag 50%-át a fogyasztóknak. A kormányzó most azt mondta, hogy 2025-ig 200 hidrogénállomást szeretnénk beszerezni. Majd a tagságunk néhány héten belül kiad egy ütemtervet, hogy 2030-ra elérjük az 1000 állomást.”

Úgy gondolják, hogy a hidrogénállomások stratégiai elhelyezésével néhány állomás hatékonyan szolgálhat ki hidrogénautók nagy közösségét.

– 1000 állomás és egymillió autó – mondta Malone. „Ez egy feszített cél, de ez az elképzelésünk. Ez nem csak a személygépjárművekre vonatkozik. Szükséged is van a közepes terhelésű/nehéz tehergépjármű kategória, mert azokkal a nagyobb járművekkel és azokkal a flottákkal a hidrogén oldalon is meghajtják a mennyiséget. Tehát kezdi látni az egységenkénti költségek csökkenését.”

A nagy mennyiségű hidrogén iránti kereslet megteremtése kulcsfontosságú a gazdaságossá tételhez, és a támogatás a világ minden tájáról érkezik.

„Amikor hat évvel ezelőtt elkezdtem, Kaliforniáról, Németországról, Japánról és Dél-Koreáról beszéltünk” – emlékezett vissza Malone. „Az elmúlt évben Kínát is felvettük a listára, mert ők növelik a mennyiséget. Jelenleg Németországban és Japánban több hidrogénállomás van, mint nálunk. De több autónk van az utakon. Július 1-től több mint 5000 hidrogénüzemű jármű közlekedik Kaliforniában.”

Az energia tárolásáról is szól

Az autók hidrogénnel való tankolásának az az előnye, hogy az autógyártók eljuthatnak a varázslatig 300 mérföldes hatótáv egy hidrogén üzemanyagcellás autó feltöltés és utántöltése között nem tart tovább, mint a benzin beszerzése. A benzinhez hasonlóan az autó meghajtásához szükséges energia a hidrogénben tárolódik, nem pedig teljes egészében az akkumulátorban.

„Az az érdekes, hogy Kaliforniában az üzemanyagcellás autók és a hidrogén terén élen járunk infrastruktúra – magyarázta Malone –, és folyamatosan azon viccelek, hogy Kalifornia fogja piacra dobni a modellt, de Texas bebizonyítja.”

Valóban eladhatók a hidrogén üzemanyagcellás járművek a texasi olajországban?

„Szerintem Texas egy másik útvonalon fog eljutni az üzemanyagcellás járművekhez, mert olyan sok szélenergiával rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy többlet is van” – mutatott rá Malone. „Biztos vagyok benne, hogy többletkapacitásuk van, és nem tudnak mit kezdeni vele. De az egyik dolog, amit megtehetsz, a víz felosztása hidrogén előállítására. Texasban ezt a hidrogént földalatti sóbarlangokban tárolhatja. Nem kilowattról vagy gigawattról beszélünk; felfelé terawattnyi tárolható teljesítményről beszélünk. A hidrogén sok szempontból az akkumulátor lesz.”

Ha nagy mennyiségű energia tárolható és szükség esetén hozzáférhető, új alkalmazások is lehetségesek.

„A hidrogén a rács kiegyensúlyozójává válhat” – mondta Malone. Rács kiegyenlítők segítik az energiaelosztó rendszereket, hogy a termelést a kereslethez igazítsák. Mivel az üzemanyagcellák szinte azonnal fel- és lefelé indulnak, a tárolt hidrogénnel a közművek pillanatról pillanatra képesek a teljesítményt az igényekhez igazítani.

„Ha megnézzük a helyhez kötött üzemanyagcellák piacát, akkor ez egyfajta radar alatt áll – mondta Malone –, de nagyon aktív volt. A telekommunikáció üzemanyagcellákat használ tartalék generátorként, mivel a tartályok meglehetősen hosszú ideig képesek megtartani a hidrogént. Amikor a Sandy szupervihar kitört a keleti parton, körülbelül 80 üzemanyagcellás tartalék generátor működött fel és le a keleti parton. Az egyik leesett, ennyi. Lemerült, mert körülbelül négy órán keresztül víz alatt volt, majd újra online volt.

Egy nyugati parti folyosó

Miközben Kalifornia kiépíti hidrogén-infrastruktúráját, a következő lépés a nyugati part nagyobb városainak összekapcsolása rendelkezésre álló hidrogénállomások, amelyek lehetővé teszik mind a személygépjárművek, mind a nehéz tehergépjárművek számára a parton fel-le mozgást kényelmesen.

„Nemrég nyitották meg első állami hidrogénállomásukat Kanadában” – mondta Malone a Digital Trendsnek. “Brit Kolumbia finanszírozott egy tanulmányt, és felkért egy vállalatcsoportot, hogy vizsgálják meg a megújuló energiaforrásokból származó hálózatukat és a megújuló hidrogén előállítását Japánba és Kaliforniába. Akkor Kaliforniának és Oregonnak, Washingtonnak össze kell fognia, mert egyik sem megy a másik nélkül.

Az elmúlt évtizedben Kalifornia, Oregon, Washington és British Columbia elkötelezte magát a nyugati part néven ismert elektromos járművek töltőállomások hálózata mellett, és kiépítette azt. Elektromos autópálya. Ez a hálózat lehetővé teszi, hogy az elektromos járművek a teljes nyugati partot bejárják a mexikói határtól Kanadáig. A hidrogénhálózat valószínűleg hasonlóan néz ki.

A következő lépések

Mától két üzemanyagcellás jármű kapható Kaliforniában. Mind a Honda Clarity, mind a Toyota Mirai értékesítési sikernek örvend azokon a területeken, ahol létezik hidrogén-infrastruktúra. A Hyundai 2017-ben üzemanyagcellás Tucson SUV-val rendelkezett, és azt tervezi, hogy visszatér vele Nexo crossover 2019-ben.

“BMW piacra kerül” – mondta Malone. „Körülbelül 2019-ben megtetted Mercedes-Benz plug-in üzemanyagcellás autójával. Az Audi járművel érkezik a piacra. Komoly gyártási folyamatról beszélt. Nemrég volt Honda és GM közös tulajdonú leányvállalatot jelent be üzemanyagcellák építésére Michiganben vagy Ohióban. Ha azt a bejelentést nézzük, ahogy emlékszem rá, a GM arról is beszélt, hogy ez egy erőegység, és fenntartotta a jogot, hogy nem jármű- vagy nem szállítási célokra használja.”

A hidrogénenergia egyik tervezett bemutatója a 2020-as tokiói olimpiai játékok.

„Tokió több mint 300 millió dollárt költ a technológia bemutatására” – mondta Malone. „Több ezer járműről és hidrogénállomásról beszélünk, amelyeket a Honda, a Toyota és a Toyota finanszíroz Nissan. Lesz 100 buszod is, és ezek a sportolók faluját álló üzemanyagcellák és hidrogén segítségével látják el árammal.”

Malone tanácsot ad azoknak, akik érdeklődnek a technológia iránt, de nem élnek aktív hidrogén-infrastruktúra-tervvel rendelkező területeken.

„Itt egy kicsit politizálni fogok” – figyelmeztetett. „Azok számára, akik üzemanyagcellás járműveket szeretnének látni az államukban, fel kell hívniuk a törvényhozókat, és el kell kezdeniük velük beszélni. Ha nem rendelkeznek az információval, kapcsoljanak össze velük, és beszélni fogok azokkal a törvényhozókkal és munkatársaikkal.”

Valószínűleg sokkal nehezebb, mint egyszerűen telefonálni, de ez egy kezdet.

Szerkesztői ajánlások

• A Hyundai hidrogén üzemanyagcellás teherautója környezetbaráttá és elbűvölővé teszi a teherszállítást
• A hidrogén volt a holnap üzemanyaga, szóval mi történt?
• A következő generációs Toyota Mirai a hidrogéntechnológiával kapcsolatos problémák ellenére is megerősítette
• A BMW ismét ugratja a hidrogénes autókat az üzemanyagcellás X5 koncepcióval
• A Hyundai Nexo az első üzemanyagcellás jármű, amelyet az IIHS töréstesztelt