Elemi iskolák

Már Magyarországon is kapható tüzelőanyag-cellás személyautó, amelynek használata tulajdonképpen megegyezik a megszokott benzinesekével, viszont nem pufog a levegőbe szennyező anyagokat. A töltőállomások hiánya azonban ellehetetleníti az elterjedésüket.

HTEC

Ahidrogén toronymagasan a leggyakoribb elem az egész világegyetemben, számítások szerint a kozmoszban lévő anyag tömegének mintegy háromnegyede. Így üzemanyagként hasznosítva kiapaszthatatlan energiaforrás lehet, eddig mégsem terjedt el tömegesen a használata. Pedig a szükséges technológia már évtizedek óta rendelkezésre áll, ám még kifejezetten drága, ezért nagyon kezdetleges állapotban van a piac.

Az üzemanyagcellás autókat (angol rövidítéssel FCEV) is elektromos motorok hajtják, mint a mára az utcakép részévé vált e- és hibridjárgányokat, de az ehhez szükséges áramot nem nagy, nehéz akkumulátorokban cipelik magukkal, amelyeket inkább előbb, mint utóbb újra kell tölteni, mialatt hosszú órákig használhatatlan a jármű. Ehelyett maga az üzemanyagcella termeli az áramot hidrogénből, amivel a sofőr szempontjából nagyjából ugyanúgy lehet megtankolni az autót, mint régebbi társait benzinnel. Egy mindössze néhány perc alatt teletöltött hidrogéntartállyal pedig bőven 500 kilométer fölötti hatótávra képesek az efféle kocsik, amit a legtöbb akkumulátoros konkurens megirigyelne.

A cella működési elve viszonylag egyszerű. Mindössze két elektródából és egy köztük feszülő membránból áll. A hidrogénmolekulákat a negatív elektróda közelében egy katalizátor anyag – általában platina – arra „kényszeríti”, hogy elektronokra és protonokra váljanak szét. Az elektródák közötti speciális, féligáteresztő membránon a protonok áthaladnak, az elektronok viszont fennakadnak. E csapdába ejtett, negatív töltöttségű részecskéknek aztán nincs más választásuk, mint vezetéken a pozitív elektróda felé vándorolni. Ez, tehát az elektronok áramlása, maga az elektromos áram. A cella másik végén oxigént kap a rendszer, vele egyesülve a hidrogén vízgőz formájában távozik, üvegházhatású gáz pedig egyáltalán nem keletkezik.

Az ötlet kétségkívül jópofa. De akkor mégis hogyan lehet az, hogy 2021-ben összesen 15,5 ezer darab tüzelőanyag-cellás kocsit adtak el, míg akkumulátoros elektromosból 4,6 milliót? Először is, hidrogénhajtású modellből jelenleg összesen kettőt lehet kapni, a Toyota Mirait és a Hyundai Nexót. S ezekből főképp azért kelt el az a néhány ezer darab, mert egyes országokban óriási, akár 50–60 százalékos kedvezményt kapnak az árukból a vásárlók.

Ennél nagyobb probléma magának a hidrogénnek az előállítása. Mert bár valóban a leggyakoribb kémiai elem, általában nem önmagában, hanem valamivel összenőve fordul elő, amitől el kell választani. Ez pedig nem kevés pénzbe kerül, sőt szennyezéssel is jár, főleg ha – mint a legtöbbször – földgázból nyerik ki a hidrogént, mely folyamat során természetesen szén-dioxid is felszabadul. Igaz, néhol kísérleteznek úgynevezett zöldhidrogénnel, a Siemens például szélenergia segítségével, tengervízből állítaná elő az anyagot, ami így semmilyen káros kibocsátást nem okozna. Ám a termelés és az ellátó infrastruktúra (hidrogénkút-hálózat) kiépítése ettől még rengeteg pénzbe kerül, és nem nagyon éri meg az energiavállalatoknak.

Így nem is csoda, hogy egész Európában összesen 154 hidrogénes töltőállomást találni, és további negyvenet éppen kialakítanak. Ami rossz viccnek hat a benzinkutak bőven százezer fölötti száma mellett. Az öreg kontinensen egyébként fajlagosan nagyjából megegyezik a kétféle üzemanyag ára, tehát egységnyi pénzből körülbelül ugyanannyit lehet autózni hidrogénnel, mint benzinnel. Magyarországon azonban összesen egy helyen lehet hidrogént tölteni, de az a létesítmény sem férhető hozzá bárki számára, inkább tesztcélokat szolgál. Így némileg meglepő, hogy a Toyota itt is forgalmazza a Mirait, amit a tulajdonosok legfeljebb Bécsben tudnak megtankolni. Ehhez képest – legalábbis a vonatkozó nyilvántartás szerint – Magyarországon is szaladgálnak üzemanyagcellás járművek, bár valóban nem lehet robbanásszerű piacnövekedésről beszélni. A 2022 márciusát megelőző egy évben konkrétan hárommal nőtt a számuk – háromra.

Egy év alatt hárommal nőtt a magyarországi üzemanyagcellás járművek száma – háromra

Az akadályok miatt a szakemberek leginkább nem is csak a közlekedésben képzelik el a hidrogén mint energiahordozó elterjesztését, hanem ennél nagyobb szabású ökoszisztémát építenének köré, amire „ráakaszkodva” már megérheti az autózásban is használni. A világ energiatermeléséből a hidrogén részesedése manapság kevesebb mint 5 százalék, de a BloombergNEF szerint 2050-re elérheti a globális energiafogyasztás közel negyedét is – jelentős kormányzati támogatások mellett. A jelenleg 71 millió tonnás hidrogéntermelés 10 év alatt több mint megduplázódhat, a forgalom 420 milliárd dollárra nőhet. Az olajmultikat is a tagjai sorában tudó Hidrogéntanács nevű kereskedelmi szervezet becslése szerint az évszázad közepére a hidrogénágazat éves bevétele a 2,5 ezermilliárd dollárt is meghaladhatja, ami több mint harmada a globális olajszektor 2019-es összbevételének.

Magyarországnak is van úgynevezett nemzeti hidrogénstratégiája, tavaly nyáron publikálta a kormány. A benne megfogalmazott talán legfontosabb cél, hogy 2030-ra 20 ezer tonna karbonszegény (kék-) és 16 ezer tonna zöldhidrogén gyártása váljon lehetővé az országban évente. Emellett 240 megawattnyi elektrolizáló kapacitást is kiépítenének a stratégák. A magyar iparban megtermelt és felhasznált mintegy 160 ezer tonna hidrogén jelenleg teljes egészében szürke, azaz magas karbonlábnyomú, földgáz felhasználásával kinyert anyag. Ennek nagy része, mintegy 115 ezer tonna az ammóniagyártáshoz kell, a többi a vegyiparnak és a kőolajfinomításnak. Előrejelzések szerint 2030-ra a gyártás 162 ezer tonnára nő, de ebből 20 ezer már kék-, 5 ezer pedig zöldhidrogén volna. 2040-re pedig lényegében fordulna az arány: az akkorra prognosztizált 167 ezer tonnás termelésből már 126 ezer lenne karbonszegény, 19 ezer karbonmentes, és csak 22 ezer szürkehidrogén.

Azért a közlekedésről is írnak a stratégiában, jelesül azt, hogy az üzemanyagcellás megoldásokat elsőként és elsősorban a nehézgépjárműveknél kellene alkalmazni, kiváltva a gázolajat. A kamionforgalomban egyébként sem valódi opció az akkumulátoros elektromos hajtás, hiszen a teherautók lényegében állandóan mennek, és jellemzően messzire – nem életszerű, hogy hosszú órákra félre tudnának állni valahol töltekezni. De még a városi buszoknál is trükközni kell, ugyanis jóval többet kell csatasorba állítani, mint dízelhajtásúból, hogy ne álljon le a közlekedés, amíg az egyik részüket töltik. A 2030-as cél, hogy évente 10 ezer tonna karbonmentes hidrogént használjon a közlekedés, amihez legalább húsz kutat kellene kiépíteni (darabonként két töltőponttal), és csaknem ötezer cellás járművet kellene bevetni. Ami nem akármilyen vállalás a jelenlegi háromhoz képest.