Nem egymást kizáró alternatívákként kell tekinteni az akkumulátoros és üzemanyagcellás járműveket, hanem egymást kiegészítő megoldásokként, amelyekből optimális mixet kellene elérni – mondta Mayer Zoltán, a Magyar Hidrogén és Tüzelőanyag-cella Egyesület titkára a Zöld Hangnak adott interjújában.
Milyen előnyei vannak a hidrogénhajtásnak más megoldásokkal szemben?
Ha röviden akarunk fogalmazni, akkor a nagy hatótáv és a gyors feltöltési idő. A nagy hatótáv a mostani hidrogén üzemanyagcellás személyautóknál nagyjából 600 kilométer, de rövidesen érkezik például a Toyotának a harmadik generációs üzemanyag-cellája, amely esetében még további 20 százalékot ígér a gyártó; de más gyártók (Hyundai, Honda) új modelljei is ilyen hatótávúak. A hidrogénnel történő feltöltési idő egy személyautó esetében, teljesen üres állapotból, teljesen teli tankra (ez körülbelül 5-6 kiló hidrogén) körülbelül 4-5 perc. Ez igen gyors, és nagyjából paritásban van a benzin vagy a dízelüzemű autók feltöltési idejével is, vagy legalábbis nem kíván vállalhatatlan kompromisszumot.
A hidrogénüzemű jármű, különösen az üzemanyagcellás, (lokálisan) zéró emissziós, hiszen az üzemanyagcella közvetlenül villamos energiát állít elő, és ez hajtja meg a jármű elektromos motorját. A hidrogén üzemanyagcellás jármű kibocsátása ugyanis csak a hidrogén „égésterméke” a víz(gőz), ami környezeti kárt nem okoz; a villanymotornak köszönhetően pedig a jármű zajkibocsátása is igen csekély.
A lokálisan zéró emisszió a teljes értéklánc mentén is megvalósítható zéró, pontosabban igen alacsony kibocsátással, ha a szükséges hidrogén üzemanyagnak már az előállításához is megújuló energiát, vagy valamilyen más, alacsony karbon-intenzitású villamos energiát használunk fel. Ez biztosítja, hogy a teljes értéklánc is nagyon tiszta, nulla közeli szennyezést produkálhat. Ezen túlmenően, ha a „zöld” hidrogén előállítást még a villamos energia rendszerrel együttműködésben végezzük, azaz akkor állítjuk elő elsődlegesen a hidrogént, amikor sok, esetenként kezelhetetlenül sok a hálózatban az időjárásfüggő megújuló energia, akkor a hidrogén előállítása villamos energia rendszer kiszabályozási és energiatárolási feladatokat is tud segíteni.
Milyen elv alapján működnek a hidrogénhajtású járművek?
A hidrogénüzemű járműveknek alapvetően két típus van, az üzemanyagcellás és a belsőégésű motoros.
Az üzemanyagcellás járművek, melyek rövidítése az FCEV azt jelenti, hogy fuel cell electric vehicle. Vagyis az üzemanyagcellás jármű is egy teljesen elektromos jármű, meghajtását csak elektromotor biztosítja. A másik opció a hidrogén belső égésű motoros jármű (H2-ICE, Hydrogen Internal Combustion Engine). Ez utóbbiak normál kereskedelmi forgalomban még nem kaphatók, csupán tesztek, prototípusok, előgyártmányok léteznek, de több szakértő azon a véleményen van, hogy a belső égésű motoros hidrogénüzemű jármű is nagy jövő előtt áll. Ez valószínűleg így lesz, és a hajtásláncoknak valamilyen portfóliója fog egymás mellett létezni és nem egymást kizáró alternatívák lesznek.
A két fő változatnak számos alváltozata lehet, különböző hibridizált változatok. Már van a piacon nagyon pici darabszámban olyan üzemanyagcellás jármű, ami külső elektromos forrásból is tölthető, tehát lényegében egy plug-in (PHEV-FCEV) hibrid, amelyben üzemanyag-cella és „konnektorról is tölthető” akkumulátor együttesen biztosítja a meghajtáshoz szükséges energiát. Azonban ez azt is jelenti, hogy e hibridek már minden üzemállapotukban zéró (lokális) emisszióval rendelkeznek, szemben az eddig ismert és elterjedt hibridekhez, amelyek esetében belsőégésű (ICE), jobbára benzinmotor is szerepet kap a meghajtásban.
Az üzemanyagcellás plug-in hibrid mellett létezik hagyományos dugattyús, azaz belső égésű motor, amely képes tiszta hidrogénnel üzemelni. Továbbá van, illetve komoly fejlesztések tárgyát képezik olyan megoldások is, főleg teherautók esetében, amelyek pl. hagyományos dízel üzemanyag és hidrogén keverékével képesek üzemelni; ez az ún. dual-fuel megoldás.
A teljesség kedvéért meg kell említenünk, hogy a teljesen, pontosabban nagymértékben üzemanyagcella dominálta hajtásláncokba is mindig beépítésre kerül egy kisebb akkumulátor is, mert ezáltal a teljesítményigény jelentős részben „kisimítható” az üzemanyagcella felé, így például gyorsításokkor a jármű főleg az akkumulátorból veszi az energiát, de a fékezési energia is ide visszatölthető. E megoldás rendszer, azaz a teljes hajtáslánc szintjén biztosítja az optimális hatásfokú működést. Ahogy már említettük, az ilyen járműnek csak villanymotorja van, ennek köszönhetően a zaj kibocsátása is igen kedvező, nagyon jó a gyorsulása és (lokálisan) zéró légszennyező anyagot bocsát ki.
Hogy az akkumulátoros vagy az üzemanyagcellás járművé lesz a jövő, az attól is függ, hogy a hidrogénüzemű járművek, a kapcsolódó töltőállomások elérhetősége, valamint a hidrogén üzemanyag ára hogyan fog alakulni. Ugyanakkor e téren valószínűleg az várható, hogy az alternatív hajtásláncoknak valamilyen portfóliója fog kialakulni, amely ráadásul az időtávtól (technológia fejlődésétől), és az adott járműszegmenstől is függ, de legalább ilyen fontos tényező lesz a földrajzi helyszín, pontosabban, hogy milyen szakpolitikai szabályozó, jogi környezet alakul ki. És belátható ideig valószínűleg köztünk maradnak a hagyományos (benzin, dízel üzemű) járművek is. Az akkumulátor vs. üzemanyagcella „csatára” is célszerűbb lenne úgy gondolni, hogy ezek egymást kiegészítő megoldások, amelyből adott viszonyok közt egy optimális mix elérése a jó megoldás, és nem egymást kizáró alternatívákként kell tekinteni őket.
A személyszállítás vagy a teherszállítás lehet előnyben a technológia által?
Mindkettő lehetséges. A szakmai konszenzus abba az irányba mutat, hogy a személyautó-szegmensben rövid és középtávon az akkumulátoros, „hagyományos” e-mobilitás vezet, és ez viszonylag hosszú ideig így is fog maradni.
A nehézgépjármű szegmensben jelenik meg főként a hidrogén üzemanyagcellás hajtáslánc, ami jelenthet buszokat, teherautókat, kamionokat, targoncákat, de akár vasútnál járműveket is. A nagy gyártók közül az Alstomnak van már normál közösségi közlekedésben szolgálatot teljesítő hidrogénüzemű vasúti járműve, de a Siemens és a Stadler is ezek fejlesztésében és a piacra léptetésben nagyon közel állnak ehhez. További számos terület is felmerülhet, de ezek viszonylag speciálisak: például a hadászatban a hidrogén-üzemanyagcellás drónok terén nagy lehetőségek vannak, emellett létezik már üzemanyagcellás tengeralattjáró is. A szelídebb alkalmazások közül hidrogénüzemű kerékpár vagy robogó is fellelhető egyes piacokon, bár ezek érdemi elterjedéséről még azért nem beszélhetünk.
2024 közepén világszinten mintegy 93 ezer darab hidrogén-üzemanyagcellás jármű futott. Ebből személyautó körülbelül 70 ezer, és durván 10-10 ezer darab hidrogén üzemanyagcellás busz és teherautó. Ez egy korai piaci területen nem rossz, de azért nem is sok. Főleg nem, ha az akkumulátoros járművekhez viszonyítjuk, ugyanis 2023-ban világszinten 80 millió körül volt az akkumulátoros vagy különböző plug-in hibrid járművek darabszáma. A több nagyságrendnyi különbségből is látható, hogy az FCEV piac azért még gyerekcipőben jár, ez a 93 ezer darabos járműszám globális szinten még nem tekinthető érdemi mennyiségnek.
Van-e már Magyarországon ilyen személy vagy teherjármű forgalomban?
A BM gépjármű nyilvántartásai alapján jelenleg Magyarországon 7 darab hidrogén üzemanyagszállási jármű volt bejegyezve, amiből kettő – három darab busz, amelyek magyarországi teszt projektben vettek részt részben vidéken, részben Budapesten.
A néhány személyautó Magyarországon céges flottában fut, és elvétve lehet magánszemélynél egyelőre egy-egy darab hidrogénüzemű jármű.
Mindez természetesen szorosan összefügg a töltőinfrastruktúrával, hiszen hiába vásárol meg valaki Németországban vagy Ausztriában egy FCEV járművet, ha Magyarországon nem tudja tölteni. Magyarországon 2021-ben létesült az első hidrogén-töltőállomás állomás, amely sokáig túlnyomórészt tesztüzemben működött a XI. kerületben, az egyik nagy ipari gázgyártó cég telephelyén. Aztán 2023 végén, a már említett hazai hidrogénüzemű busz demonstrációk miatt technológiailag fejlesztették, ami által két nyomásszinten (350 és 700 bar nyomásszinten) képes teher- és személyautókat is kiszolgálni. Ezzel együtt is még nem „teljes értékű” töltőállomás, mivel nyitvatartása korlátozott, jellemzően előzetes bejelentkezés szükséges és egyelőre nincs hivatalos hidrogénüzemanyag-ár.
Egyébként annyiban jó a helyzet, hogy hatályos magyar jogszabályok alapján is zöld rendszámra jogosultak a hidrogén-üzemanyagcellás járművek.
Létezik olyan uniós szabályozás, mely kötelező jelleggel előírja, hogy 2030-ra milyen főbb európai közlekedési útvonalak, úgynevezett TEN-T törzshálózati útvonala mentén kell hidrogén-töltőállomásokat létesíteni a tagállamoknak. Magyarországon ezek a főbb közlekedési útvonalak az M1-M3-M5-ös és M7-es autópályák és bizonyos nagyvárosok szárezer fős lakosszám felett. E koordinált, EU-szintű megközelítés hasznos lenne, mert a hidrogénmobilitás korai fázisában biztosítható lenne, hogy az országok közti „hidrogénüzemű átjárhatóság” megvalósulhasson.
Egy hidrogénüzemű autó egy robbanómotoros, vagy elektromos autóhoz viszonyítva elérhető áru lesz-e a jövőben?
Ez főleg nehéz kérdés, mert globálisan egyelőre mindössze körülbelül kilencvenezer jármű üzemel. Nem valószínű, hogy a hagyományos belsőégésű dízel benzines autókhoz képest belátható időn belül olcsóbb lesz. Azt lehet tudni, hogy egy üzemanyagcellás személygépkocsit Nyugat-Európában vagy Kaliforniában, ahol vannak hidrogéntöltő állomások, körülbelül 60-70 ezer dollárért árulnak, és ez valószínűsíthetően még nem valódi, piaci alapú ár. (De ne legyünk igazságtalanok, mert nagyon sokáig az akkumulátoros elektromos járművek gyártásán sem volt valódi profit, inkább jogi alapú kvótakötelezettségek miatt értékesítették, akár veszteséggel is.)
A hidrogén üzemanyagcellás buszok ára még a tisztán elektromos akkumulátoros buszokhoz képest is körülbelül másfélszeres. Ugyanakkor azt nagyon fontos látni, hogy néhány ezer darab hidrogénüzemű busz és teherautó van a világon, és hetvenezer körüli FCVE személyautó, azaz korántsem beszélhetünk még tömeggyártásról, amely le tudná törni a kezdeti magas árakat. Ha nincs tömeggyártás, akkor magasak az árak, ami pedig nem generál kellő megrendelést. Ördögi kör.
Érdekes az üzemanyag kérdése is, mert a hagyományos villamosenergia és földgáz árak változásával a hidrogénár is rendkívüli mértékben kilengett az utóbbi időszakban. Ez Kaliforniában volt a legdurvább, ott akár duplázódhatott is a hidrogén üzemanyag ára, és ez komoly elégedetlenséget szült a hidrogénüzemű járműtulajdonosok körében. Voltak, akik visszaadták a járművet amikor ez azzal is társult, hogy nem működött egy-egy töltőállomás, vagy a hidrogénlogisztika kezdeti gyengélkedése miatt nem volt elérhető az üzemanyag.
A Total Cost of Ownership (TCO), azaz a teljes tulajdonosi költség, amely a jármű bekerülési költségét, avulását, a biztosítást, az üzemanyagárat is figyelembe vevő teljes költséget magába foglal, ez az igazán lényeges mutató, és ebben a hidrogén üzemanyag ára is fontos szerepet játszik. Ezt nagyjából 10 euro/kilogramm alá kellene levinni, ami a töltőállomáson kitankolt (price at the pump) állapotra vonatkozik, azaz nem csak a hidrogén-előállítási költséget foglalja magába. Jelenleg, főként, ha zöld hidrogént szeretnénk tankolni, akkor jóval több, mint 10 euró az ár a töltőállomáson. Ám középtávon, a 2030-as évek elejére akár paritásközeli állapotba is kerülhet a hidrogén alapú mobilitás TCO költsége (vagyis hasonló lehet, mint más alternatívák költsége – a szerk.)
Gyártanak vagy belátható időn belül gyárthatnak Magyarországon hidrogénüzemű járműveket?
Hidrogénüzemű járművet egyelőre nem gyártanak Magyarországon. A Pécsi Tudományegyetemen egy diákcsoport megalkotott néhány éve egy prototípus szintű mini üzemanyagcellás járművet, amivel a Shell ECO-Maraton versenyen egész jó eredményt értek el, de ez csak egy prototípus szintű, tanulmányjármű.
Magyarországon jelenleg folytatnak hidrogén üzemanyagcellás kukásautó fejlesztést, és a motorcsónakok terén is vannak biztató próbálkozások. Létezik olyan hidrogén üzemanyagcellás motorcsónak prototípus, amelyet egy hazai cég épített. De ezeken túlmenően nem tudunk FCEV gyártásról vagy érdemi gyártási szándékról.
Még nem tudjuk, hogy a hazánkban működő német prémium kategóriák gyártói mit terveznek, de prototípus szintű üzemanyagcellás járműve mindhárom német gyártónak van. Sőt, a BMW már rendelkezik egy egészen kis szériás, néhány száz darabos üzemanyagcellás sorozattal, amit jelenleg tesztelnek. Ahogy például az akkumulátoros elektromos gyártás megjelent hazánkban, nem zárható ki, hogy az üzemanyagcellás autók esetében is megtörténik, de ezekről konkrétumot nem tudunk. Ezek nyilván bizalmas üzleti információk is lennének a realizálásukig.
Van olyan hazai buszgyártó és elektromos buszgyártó, amely kacérkodik az üzemanyagcellás fejlesztéssel is, de ez nagyon költséges, és bizonytalan, mekkora lenne a piaci sikere a hidrogén üzemanyagcellás hazai buszgyártásnak.
A gyártási szándék is visszavezethető a „tyúk vagy a tojás szindrómára”, azaz a nagy kérdés, mi legyen előbb: a járművek terjedjenek, és ez generálja a töltőállomások fejlődését, vagy először töltőállomásokat létesítsünk, és ezek generálják a járművek gyártását és közúti megjelenését?
Nehéz feloldani ezt a „körkörös ördöglakatot”, de ennek egy lehetséges megoldási módja, hogy – főként kezdetben, korai piaci fázisban, amelyben jelenleg is vagyunk– komplex projektekben kellene gondolkodni. Ez azt jelenti, hogy hidrogénüzemű járműveket, flottáikat és a kapcsolódó töltőállomást jól koordinált projektek keretében, egymással is összehangoltan célszerű tervezni és megvalósítani. „Önállóan”, egymástól függetlenül létesítendő töltőállomás vagy járműbeszerzés nagy valószínűséggel nem lesz életképes.
Sőt, ezen túlmenően célszerű lenne az úgynevezett hidrogén régió (EU-s szóhasználattal hidrogén völgy, Hydrogen Valley) szemléletű fejlesztési koncepciót megvalósítani, és ezt az EU is támogatná. Ez egy regionális szemléletű piacfejlesztési módszer, amely részben a mobilitási hidrogénfelhasználókat, az ipari hidrogénfelhasználókat, az energetikai célú hidrogénfelhasználókat kötné össze, és a korai fejlesztéseket olyan régiókban (hidrogén völgyekben) javasolja, ahol ez a három nagy szektor mind megtalálható, és ezért a hidrogénigényeket viszonylag gyorsan fel lehetne futtatni egy méretgazdaságos szintre.
Mindezek mellett összehangolt, a hidrogén szempontjából kedvező jogszabályi környezet kialakítása is nélkülözhetetlen. Ezekre egyébként vannak is már példák, mint amilyen a fent már említett alternatív üzemanyag-infrastruktúra rendelet vagy a tiszta járművek irányelv, ami ösztönzi a zéróemissziós üzemanyagszállási jármű beszerzéseket is. Létezik EU szintű és magyar hidrogénstratégia is, de a jól koordinált, racionális és ütemes megvalósítás sajnos egyelőre késlekedik.
