● news.bsdnet.hu

A hidrogén több szempontból csábító megoldást jelenthet a közúti közlekedésből származó károsanyag-kibocsátás csökkentésére, azonban komoly kihívásokkal is jár – akár kifejezetten költségesen megoldható problémákkal. Bár a hidrogénes hajtás egyik módja sem terjedt el még tömegesen a piacon, a hidrogén üzemanyagcellás elektromos hajtáslánc kimutatható szerepet kapott a zöld átállásban. 2025-ben mindössze 16 ezer ilyen autót adtak el globális szinten, ami 24,4 százalékos növekedés volt 2024-hez képest. Ugyanakkor az első sorozatgyártású hidrogén üzemanyagcellás személyautók egy fontos mérföldkőhöz értek , ami rámutat a technológia egyik korlátjára – amennyiben komoly korlátnak tekintjük, hogy maximum 20 évig üzemeltethető egy személyautó. A magyar realitás alapján ez sajnos korlátozó tényező egy autó használhatóságát illetően, 2025-ben 16,5 év volt a hazai autók átlagéletkora. A hidrogén tárolására használt kompozit tartályok élettartama jelenlegi szabályozás szerint maximum 15 év, ezt követően a hidrogénes járműveket tovább használni nem lehet – a tartályokat cserélni kell, vagy az autót ki kell vonni a forgalomból. Bándy Tamás, a Messer Hungarogáz Kft. energiairányítási igazgatója és hidrogén üzletág vezetője Kovács Gábor segített képbe helyezni az autopro.hu-t a témában. A szakértők rávilágítottak a hidrogén szállításával járó kihívásokra, valamint a lehetséges alternatívák költségeire is. Bándy Tamás, energiairányítási igazgató (balra) Kovács Gábor, hidrogén üzletág vezető, Messer Hungarogáz Kft. (jobbra) | Fotó: Messer - Milyen szabályok vonatkoznak a hidrogénüzemű járművek tartályaira? - KG: A közúti hidrogénüzemű járművek (FCEV, azaz üzemanyagcellás változat és H₂ ICE, azaz belsőégésű motor) fedélzeti tartályaira Európában elsősorban az UNECE R134 (Hidrogénüzemű járművek biztonsági követelményei) előírás az irányadó, mely meghatározza a 350, illetve 700 bar-os tárolótartályok műszaki követelményeit. Ez az előírás maximalizálja az élettartamukat 15 évben, aminek az alapja a ciklikus kifáradási próba. Ha egy személyautót például taxiként használnak, akkor ezalatt a 15 év alatt akár elérheti a 10 ezer töltési periódust is. (Az előírás szerint a 125 százalékra töltött tartályokat minimum 22000 ciklussal kell vizsgálni.) Jelenleg gazdaságosan nem cserélhető a kompozit tartály. A jelenlegi hidrogénes személyautók inkább kuriózumnak számítanak, nem a 15 évet meghaladó üzemeltetés a jellemző cél. A hidrogénes meghajtás a nehézgépjárművek esetén optimálisabb, ebbe az irányba halad a piac fejlődése. Míg a személyautók esetében 700, addig a nehézgépjárműveknél 350 bar-os tartályokat használnak, itt is 15 év a tervezett élettartam, de az ezen idő alatt megtett kilométerek jóval nagyobb és tervezhetőbb kihasználtságot jelentenek egy személygépkocsihoz viszonyítva. 15 év után nemcsak a hidrogéntartály élettartamáról beszélünk, a jármű további alkatrészei is öregednek. Ha egy elektromos akkumulátort nézünk, azt ennyi idő alatt már másodjára cserélik, ami szintén jelentős költségekkel jár. Az elkövetkező 15-20 évben valószínűleg megindul a sorozatgyártás, és mire a mostani járművek tartályainak cseréjéhez érünk, teljesen más lesz a helyzet. A szabályozás is változhat, meghosszabbítva egy jó állapotú 15 éves tartály használati engedélyét akár öt évvel. Tehát ezt a kérdést nem szabad kizárólag a jelenlegi pillanat adottságai szerint megítélni. BT: Általánosságban azonban elmondható, hogy a tehergépjárművek és autóbuszok tartályait jellemzően 350 bar, a személygépkocsikét pedig 700 bar töltési nyomásra méretezik. Mivel a tárolórendszer tömegéhez viszonyított nyomástűrés kiemelten fontos, már a CNG-járművekben is alkalmaztak kompozit tartályokat. Hidrogén esetében különösen lényeges az anyag hidrogénnel szembeni ellenálló képessége, amelyet az acélok a hidrogén okozta ridegedés miatt csak korlátozottan biztosítanak, kompozitoknál viszont ez a kockázat nem lép fel. - Miben térnek el a szállításra használt tartályokra és a járművek üzemanyagtartályaira vonatkozó követelmények? - BT: A járművekbe épített üzemanyagtartályok a rendelkezésre álló hely és a beépíthetőség követelményei miatt általában kisebbek a gázszállításra használt palackoknál. Emellett jellemzően kisebb sorozatban készülnek, ami a kialakításukra és a gyártási költségükre is hatással van. KG: A járművek esetén kötelező elem a „hővezérlésű nyomáscsökkentő berendezés” (TPRD), ez egy olyan, nem visszazáródó nyomáscsökkentő berendezés, amely a hőmérséklet hatására működésbe lép, kettős feladata van: tűz esetén kontrolláltan kiengedi a hidrogént és megakadályozza a tartály felrobbanását. Ez természetesen nem azt jelenti, hogy minden koccanás esetében elengedi a hidrogént, úgy képzeljük el, mint a például a légzsákot, ami bizonyos erőhatások esetén nyílik. - Felújíthatók-e a tartályok úgy, hogy a 15–20 éves tanúsított élettartam lejárta után csere nélkül tovább használhatók legyenek? - BT: Jelenleg erre nincs lehetőség. A szállításban használt fémpalackok – kevés töltési és leürítési ciklus, valamint minimális korrózió mellett – elméletileg rendkívül hosszú ideig használhatók. A járművekbe épített kompozit tartályok műanyag- és műgyanta-alkotóelemei azonban öregszenek, idővel veszítenek rugalmasságukból, ridegebbé válnak, és mikrorepedések jelenhetnek meg bennük. A gyártók gyorsított öregítési vizsgálatokkal és statisztikai módszerekkel határozzák meg e szerkezetek várható élettartamát, amely jelenleg legfeljebb 15 év. Az adattáblán a gyártás időpontja és az attól számított engedélyezett élettartam szerepel. Ez azt jelenti, hogy a tartály a gyártást követő 15 év elteltével akkor is kivonandó a használatból, ha egyáltalán nem, vagy csak alig használták. - Mekkora költséget jelenthet a tartályok cseréje? - BT: Arról nincs pontos információnk, hogy a járműgyártók milyen áron kínálják a kompozit cseretartályokat. Az iparban 200-300 bar-os gázszállításra használt palackok árai alapján azonban érzékelhető a különbség: egy kompozit palack akár négyszer annyiba is kerülhet, mint egy hasonló méretű fémpalack, miközben lényegesen kisebb a tömege. Az 500–1000 bar nyomástartományra tervezett palackoknál – amelyekből fémből már alig készülnek változatok – az árkülönbség akár nyolc-tízszeres is lehet. Ebben az esetben természetesen nemcsak a kompozit szerkezet, hanem a magasabb üzemi nyomás is jelentősen növeli a költségeket. Az autóipari alkatrészárak sajátosságai további áremelő tényezőt jelentenek: ezek a járműipari kompozit tartályok jellemzően kis sorozatban készülnek jelenleg, ezért egyedi listaáruk is rendkívül magas egy csere esetén. KG: Jelenleg nincs még tapasztalat a tartályok elöregedés miatti cseréjéről, míg a komolyabban sérült gépjárműnek alapból nem gazdaságos a javítása. Továbbá 2030–2035 között Európában alig pár száz, világszinten mintegy 10–12 ezer gépjárművet érint ez a „probléma”. Zárójelben jegyzem meg, hogy szerintem az első generációs hidrogénes járművek nagy része gyűjtemények részévé fog válni. 2035 után viszont már 50–60 ezer gépjármű (Toyota Mirai II, Hyundai Nexo) tartálycseréje vagy újravizsgáztatása lesz aktuális, erre a léptékre már reagálni kell a gyártóknak. Kovács Gábor, hidrogén üzletág vezető, Messer Hungarogáz Kft. | Fotó: Messer - Milyen fejlesztések tehetik hosszabb élettartamúvá vagy olcsóbbá a hidrogéntartályokat? - BT: A fejlesztések egyik fő iránya az alkalmazott anyagok öregedésének lassítása. Ez azonban önmagában nem feltétlenül jár árcsökkenéssel. A nagyobb sorozatú gyártás viszont egyértelműen mérsékelhetné a tartályok fajlagos költségét. Egy másik kutatási és fejlesztési irány, hogy a hidrogént ne nagy nyomásra sűrítve, hanem folyékony hordozóközeghez kötve tárolják. Ilyen megoldást kínálnak a LOHC-k, vagyis a folyékony szerves hidrogénhordozók (Liquid organic hydrogen carrier) – például a toluol–metil-ciklohexán rendszer –, de hordozóanyagként az ammónia is szóba jöhet. Ezekből azonban felhasználás előtt vissza kell nyerni a hidrogént: ammónia esetében ammóniabontó berendezésre, LOHC alkalmazásakor pedig vegyi reaktorra van szükség. Összehasonlításként: 700 bar nyomáson a hidrogén sűrűsége mintegy 42 kg/m³, míg az ammónia hidrogéntartalomra vetített sűrűsége körülbelül 120 kg/m³. Ez a tárolási megoldás azonban nem a gépjármű használók számára nyújt majd megoldást, mint inkább az infrastruktúra üzemeltetőknek és ipari felhasználóknak. Tárolási megoldásként a hidrogén kriogén, vagyis hűtéssel történő cseppfolyósítása is szóba jöhet; a folyékony hidrogén sűrűsége körülbelül 71 kg/m³. Ehhez azonban a vákuumszigetelt üzemanyagtartályban folyamatosan fenn kell tartani a –253 °C körüli hőmérsékletet. Maga a cseppfolyósítás is rendkívül energiaigényes: az ehhez szükséges energia elérheti a hidrogénből kinyerhető energiamennyiség egyharmadát. Egy személygépkocsiba beépíthető, vákuumszigetelt fémtartály tömegéhez képest ráadásul nagy a felülete, ezért a betöltött hidrogén jelentős része napokon belül elpárologhat. KG: A hidrogénüzemű gépjárművek a személyautók bemutatásával értek el nagyobb figyelmet, de a nehézgépjárművek meghajtásában nyújt igazi előnyt, ebbe az irányba rendeződik most a piac. Mintegy 20 ezer teherautó és busz közlekedik már hidrogénhajtással, ezeken a járműveken nagyobb hidrogén tárolási kapacitásra van szükség, ami a „tömegtermék” irányába viszi a tartálygyártást is, amely a későbbiekben jelentősen csökkenti majd az árukat. Az utóbbi években az üzemanyagcellás felhasználás mellett a belsőégésű motorok fejlesztésén is több nagy gyártó dolgozik. Ezek fedélzeti hidrogén tárolói is ugyanezen elemekből épülnek fel. A buszok 350 bar-os nyomástechnológiával már kereskedelmi forgalomban kaphatóak. Itt megjegyezném a Symph2ony-t, melyet a Toyota és a Messer közösen hozott létre, egy kézből kínálva a buszflottát, töltőinfrastruktúrát és a hidrogénellátást, mint flottaszolgáltatást. A nyerges vontatók esetében folyamatosak a fejlesztések 350/700 bar-os és cseppfolyós hidrogén tárolási móddal is. A nehézgépjárműként történő felhasználás nagyobb igénybevételt jelent, jobb kihasználást, így a gépjárművek tervezett élettartalma is kb 15 év. - Mi jelent különösen nagy kihívást a hidrogén tárolásában? BT: A hidrogén több olyan fizikai és anyagtudományi tulajdonsággal rendelkezik, amelyek együttesen komoly műszaki kihívást jelentenek: Érdekesnek találta ezt a hírt? Ne maradjon le a legfontosabb járműipari történésekről, iratkozzon fel hírlevelünkre ezen a linken !