Ne nevessen, most már tényleg jön a vízgőzt kipufogó autó

2014.02.20. 17:28

A hamar lemerülő akkuk helyett mini erőművek látnák el energiával a mai villanyautókat, ha a gyártók régi ígéreteiket betartva megkezdték volna az üzemanyagcellák sorozatgyártását, de nem így történt. Csak késik a technológia, vagy nem is lesz belőle semmi? Netán az olajlobbi közbelépett?

Világszerte alig háromszáz kúton lehet hidrogént tankolni. Igaz, a Honda FCX és társai is csak minimális szériában készültek. Galériához kattintson a képre!Forrás: Honda

Egyre több gyártó kínálatában tűnnek fel, rangos díjakat söpörnek be, és adókedvezményt vagy dugódíj-mentességet kapnak az elektromos autók, egyelőre mégis mikroszkopikus arányt érnek el az összeladásokban. Elterjedésük akadálya magas áruk mellett főleg a hatótávolság és a nehézkes töltés, ami egy csomó problémát felvet. Mi van, ha nem tudom kilométerre előre megtervezni az utamat, és lemerül az akku? Menjek fűtés és világítás nélkül a télben? Vagy 60-nal az autópályán? Várjak inkább órákat a töltőpontnál?

Minden autó magának állítja elő az áramot

Nem új keletű kérdések ezek, ezért az akkumulátorok fejlesztése mellett egy másik csapásirányon is elindultak a gyártók két évtizeddel ezelőtt. Üzemanyagcella a varázslat neve, ami egy kémiai reakció segítségével képes az autók fedélzetén áramot termelni, ezt aztán egy villanymotorral a szokásos módon fel lehet használni hajtásra. Két dologra van szükség hozzá: hidrogénre és oxigénre, igaz, tartályban magunkkal cipelni csak az előbbit kell. Károsanyag-kibocsátás gyakorlatilag nincs, az oxidáció végterméke némi hő, a kipufogót pedig (már ha van ilyen) egyedül vízgőz hagyja el.

Ennyit fejlődött a technika: a kilencvenes években csak egy kisbuszban fért el az üzemanyagcellás technika, a B-osztályban a motortérben és a padlóbanForrás: Mercedes

Amerikában és Japánban már 2002 körül megkezdődtek a közúti kísérletek, és nagyon bíztatóak voltak a Honda FCX-ek és Toyota FHCV-k első eredményei. A mini erőművek teljesen zajtalanul és megbízhatóan működnek, lényegesen jobb hatásfokkal, mint a belső égésű motorok. Mára odáig fejlődött a technológia, hogy az üzemanyagcellás autók zöme 400-600 kilométeres hatótávolságra képes, és bármelyik hidrogénkúton három perc alatt megtankolható. E tulajdonsággal közelebb állnak a benzines vagy dízel társaikhoz, mint az órákig töltődő akkumulátoros elektromosokhoz.

Akad azonban hátrányuk is: a tartályokat nem lehet csak úgy feltölteni, kúthálózat kell hozzájuk. Azt viszont drága kiépíteni, ráadásul a hidrogén csak cseppfolyósan, -253 Celius fokra hűtve, 700 bar nyomáson tankolható. Előnye, hogy elvileg bárhol előállítható, de a világtermelés 96 százaléka még fosszilis tüzelőanyagból (földgázból, kőolajból, néha szénből) származik, csak a maradék 4 százalék jön létre elektrolízissel. Szélerőmű és biomassza segítségével persze a hidrogén is lehet részben megújuló energiaforrás, de akkor is ott a tároláshoz katalizátorként használt platina véges hozzáférhetősége.

Az elektromos és hibrid autókkal eljött a rugalmas platformok korszaka. Nem is a villanymotor vagy a cella, hanem a hidrogéntartály elhelyezése izgalmasForrás: Toyota

Mégis sokan, még olajtáraságok is üzletet látnak benne, a H2 Mobility konzorcium (Air Liquide, Mercedes, Linde, OMV, Shell, Total) egy évtized múlva 400 új kutat ígér. Igaz, korábban már 2015-re beharangozták a teljes német hálózat kiépítését, amihez csodának kellene történnie, hiszen most csak 30 töltőállomás működik az országban, és azok többsége sem nyilvános. Európában kevesebb, mint 100, világszerte pedig alig háromszor ennyi helyen lehet hidrogént tankolni - olyan városokban, ahol üzemanyagcellás kísérleti autó- vagy buszflotta jár. Pedig kilónként 8 euróért jobban megéri a hidrogén, mint a benzin vagy a gázolaj, hiszen e mennyiséggel akár 140 kilométer is megtehető.

Amíg nincs elég autó, nincs kúthálózat sem

Az ügy tipikusan tyúk vagy tojás dilemma, hiszen sok gyártó szerint azért nincs még nagyszériás üzemanyagcellás autó, mert kevés a kút, az energiaszektor szerint viszont kevés jármű mellett nem éri meg hálózatot kiépíteni. Mindkét álláspontban van igazság, de inkább az autós cégek térfelén pattog a labda. Dieter Zetsche, a Daimler vezetője például épp idénre ígérte a B-osztály Fuel Cell gyártását, de a cégnek visszakoznia kellett, már 2017-re ígérik a bevezetést. Az ok a Mercedesnél és másoknál is ugyanaz: a beruházás pokoli költsége. Iparági becslések szerint egy cellás autó legalább 100 ezer eurós eladási áron lenne gazdaságosan gyárható, ennyiért azonban senki sem venné meg.

Rair Nair (Ford), Prof. Thomas Weber (Daimler AG) és Mitsuhiko Yamashita (Nissan) adja kezét a közös üzemanyagcellás autó fejlesztésére és gyártásáraForrás: Nissan

Hiba lenne azonban temetni a gőzpamacsot eregető autókat. Bár nem túl általánosak a konszernek közti kutatási együttműködések (a riválisok belelátnak egymás kártyalapjaiba), tavaly mégis három szövetség is született, a Mercedes a Forddal és a Nissannal, a Toyota a BMW-vel, a Honda pedig a Genaral Motors-szal folytatja a fejlesztéseket. Csupa olyan cég, amely külön-külön is évek óta milliárdokat költ az üzemanyagcellás kísérletekre, de rájött, egyedül nem éri meg folytatnia.

Bár óvatosan kell kezelni az ígéreteket, úgy fest, elsőként ugyanaz a gyártó készítheti futószalagon az üzemanyagcellás autókat, amely a hibrid-forradalmat is kirobbantotta: a Toyota. Jövőre dobja piacra az ötajtós, 136 lóerős FCV-t, amely a hajtáslánc több elemében és praktikumában is a Priusra emlékeztet, futurisztikus csomagolásban. Ahogy a riválisoknál, itt is egy hosszú evolúciós folyamat állomásáról beszélhetünk, a szénszálból készült tankok például helytakarékosabbak lettek, és az üzemanyagcellák teljesítményleadása is a kétszeresére nőtt (3 kW/egység) a 2008-as FCHV-adv tanulmányhoz képest. Ebből az adatból is látszik, hogy mekkora fejlődési potenciál van ebben a technikában.

Így működik a Toyota jövőre megjelenő üzemanyagcellás autója


A Toyota mellett komoly esélye van az elsőségre a Hyundainak is, amely már fel is vette kínálatába az ix35 Fuel Cellt, 136 lóerővel és közel 600 kilométeres hatótávval. Ahogy a korábbi Hondák, Toyoták és Mercedesek esetében történt, manufakturális kisszériáról lehet csak beszélni, az autókat kiválasztott ügyfeleknek, egy speciális finanszírozási konstrukció keretében adják használatra. Az előszéria bérbeadása inkább tapasztalatszerzés, de 2015-től a Hyundai már évi tízezres sorozatgyártást ígér.

Addig azonban a tömegen és a költségeken is mindenkinek faragnia kell. A rendkívül gyúlékony hidrogén biztonságos tartálya és maga az üzemanyagcella is drága, nem beszélve a lítium-ion akkumulátorról. Amíg nem sikerül nagy szériákat elérni, minden egyes autó veszteséget fog termelni - ezt próbálják most éppen szövetségekbe tömörülve csökkenteni a gyártók. 

Variációk villanyautókra
Ma az alternatív hajtású autók közül a hibridek a legleterjedtebbek: egy belső égésű motor és egy vagy több villanymotor kombinációja mozgatja őket. Rendszerint csak rövidebb távolságokat tudnak megtenni tisztán elektromos üzemmódban, ez a trend azonban változóban van: a plug-in hibrideknél nem csak a lassításoknál megtermelt áramot lehet hasznosítani, hanem konnektorról külön tölthetőek az akkumulátorok. A műfaj előfutára a Toyota Prius volt, de mára rengeteg gyártó kínál ilyet, az egyszerű rásegítő rendszertől (ilyen például a BMW 7-esé) a soros hibridekig, amelyekben a benzinmotor nem hajtja meg közvetlenül a kerekeket, hanem a hatótáv-növelőként működnek.

Emellett a tisztén elektromos hajtású autók felhozatala is egyre nagyobb (lád Nissan Leaf), különösen azóta, hogy elterjedtek a lítium-ion akkumulátorok. Egy évszázaddal ezelőtt komoly esélye lett volna annak, hogy nem robbanó-, hanem villanymotor hajtja az autómobilokat, számtalan gyártó kínált ilyeneket. Végül az billentette a mérleg nyelvét az Otto-motor felé, hogy elterjedt az önindító, és patikák vagy vegyi üzemek helyett már kutakon lehetett benzint kapni.

Az üzemanyagcellás autó elektromos hajtású, de az áramot nem álló helyzetben, feltöltéssel raktározza el, hanem menet közben maga állítja elő kémiai folyamat során (a hidrogén- és oxigénrészecskék vízzé egyesülése során, egy membrán segítségével). A tisztán hidrogénhajtású autó akkumulátort vagy kondenzátort csak pufferként használ fel az áram tárolására. Addig azonban, amíg nem terjednek el a hidrogén töltőállomások, konnektorról tölthető hibrid kivitelek is megjelenhetek, hogy üres tankkal mégse tréleren kelljen eljutni a következő kútig. Ez a rendszer némileg hasonlít a soros hibridekhez (például a Chervolet Volthoz), azzal a lényeges különbséggel, hogy sosincs motorzaj vagy helyben jelentkező emisszió, mert ugye az elektromos autók is termelnek káros anyagot, csak több száz kilométerrel odébb.