Gyorsabban és kényelmesebben lehet az üzemanyagcellás járművekbe hidrogént tankolni a Bosch által kifejlesztett technológiának köszönhetően: a nagy hatékonyságú kompresszor és automatikus tömítéscsere áll a héttérben.
A biztonsági szempontból kritikus tömítéscsere például három nap helyett tíz perc alatt elvégezhető műveletté vált, ezzel is segítve a hidrogénhajtás elterjedését.
Környezetbarát áruszállítás
A klímacélok teljesítése egyre égetőbb ugyanakkor nehezen teljesíthető feladat a legtöbb piaci szereplő számára, ezért már az egyes termékek kifejlesztésekor és gyártásakor, valamint forgalmazásakor is figyelmet kell fordítani ezekre a szempontokra. A közúti áruszállításban a helyi károsanyagmentes kibocsátású villanymotorok segíthetnek a célok elérésében. Azonban a nagyobb távolságok és nehezebb rakományok esetében leginkább a fenntartható módon előállított hidrogén segíthet az áruk klímabarát szállításában. Persze ahhoz, hogy az üzemanyagcellás tehergépjárműveket napi szinten lehessen használni, a megfelelő keretfeltételekre is szükség van – vagyis a hidrogéntöltő állomások hálózatának bővítése elengedhetetlen.
A svájci példa
Svájc jó példa arra, hogyan lehet rövid idő alatt kiépíteni egy ilyen rendszert. Az alpesi országban a közúti áruszállítás a szén-dioxid-kibocsátás alig 30 százalékáért felelős. Ez a nemzetközi viszonylatban alacsony érték többek között annak köszönhető, hogy az olyan széndioxid-mentes üzemanyagok, mint a hidrogén egyre nagyobb szerepet játszhatnak a közlekedésben.
Jean-Marie Walter büszke arra, hogy az új technológiát az elsők között tesztelhette
Azt, hogy hogyan működik mindez a napi gyakorlatban, Jean-Marie Walter, a Coop áruházlánc tapasztalt sofőrje mutatja be, aki hidrogénhajtású teherautójával járja az országot. Tapasztalatai szerint télen 340 kilométerre elég egy „teli tank”, nyáron pedig akár 400 kilométerre is. Az országon belüli fuvarokhoz ez a hatótávolság bőven elég – mondja Jean-Marie. Ráadásul a hidrogénhajtású járművek nagyon csendesek, nincs motorzaj vagy vibráció, emellett szinte a teljes nyomaték rendelkezésre áll, és induláskor dinamikusabb a gyorsulás, mint a hagyományos, belső égésű motorok esetében – összegezte tapasztalatait a svájci járművezető.
Legyen elég töltőállomás!
A hidrogénhajtású járművek napi használata esetében (is) kulcsfontosságú a megfelelő infrastruktúra kiépítése, vagyis az, hogy legyen elég töltőállomás. Svájc 17 ilyen létesítménnyel rendelkezik, ezzel európai viszonylatban az elsők között van ezen a területen. Jean-Marie ezt meg is erősíti, hiszen fuvarjai során három hidrogéntöltő–állomás mellett is el szokott haladni.
A töltőállomások létesítése az első lépés a technológia széleskörű elterjedéséig vezető úton
A töltőállomás-hálózat kiépítése azonban nem egyszerű feladat, számos kihívást meg kell oldani. A megfelelő helyszín kiválasztása mellett a hatósági támogatás ugyanolyan fontos, mint a megfelelő technológiai partnerek kiválasztása.
Jean-Marie járművével például az északnyugat-svájci Frenkendorfban található Coop töltőállomáson szokott tankolni. A Coop ugyanis már 2016-ban megnyitotta az első nyilvános hidrogéntöltő állomást Svájcban, ma pedig az ország 17 állomása közül hatot üzemeltet. Ezekből ötöt a Maximator Hydrogennel és a Bosch Rexroth szakembereivel közösen tart fenn. Ezzel az infrastruktúrával a Coop piacvezető, és a svájci hidrogéntöltőállomás-hálózat mintegy harmadáért felel.
Három nap helyett tíz perc
A töltőállomások üzemeltetése esetében fontos szerepe van a technológia partnereknek, a Coop esetében a Maximator Hydrogen és a Bosch Rexroth biztosítják a megbízható háttért. A frenkendorfi hidrogéntöltő állomás központi eleme egy Maximator Hydrogen kompresszor, amely a Bosch Rexroth megoldásaival egészül ki. Ennek az innovatív technológiának a fejlesztése 2017-ben kezdődött. A nagy hatékonyságú kompresszornak és az automatikus tömítéscserének köszönhetően mind az üresjárati időket, mind az üzemeltetési és karbantartási költségeket minimalizálni lehet. Egy tömítés ugyanis átlagosan tíz perc alatt kicserélhető, miközben enélkül az újítás nélkül egy ilyen eljárás általában három napig is eltarthat.
A töltőállomás használata nem túl bonyolult feladat
Az új megoldás emellett lehetővé teszi, hogy az üzemanyagcellákhoz szükséges hidrogént közvetlenül a tárolótartályból töltsék fel, köztes tárolás nélkül. Mivel a hidrogént általában gáz halmazállapotban tárolják, először 900 bar nyomásra kell sűríteni. Ennek az eljárásnak az eredménye, hogy a járművek gyorsan és zökkenőmentesen feltölthetők hidrogénnel.
Egy kávészünet belefér
Jean-Marie tapasztalatai szerint a hagyományos tankoláshoz képest a hidrogén feltöltése csak egy kicsit tovább tart: nagyjából 15-20 perc, ha a tartály üres. Persze ezt a sofőr jól ki tudja használni, mert például marad ideje kávészünetre vagy egy rövid szusszanásra is.
A Maximator Hydrogen és a Bosch Rexroth közös célja, hogy 2030-ra világszerte 4000 kompresszoregységet szállítsanak hidrogéntöltő állomásokhoz, és így tovább bővítsék a hidrogén-infrastruktúrát.
Kínai kapcsolat
Érdekes módon tőlünk keletebbre sokkal dinamikusabban fejlődik az infrastruktúra. Japánban és Kínában is komoly hálózatról beszélhetünk már. Kínában például Csungking városában két évvel ezelőtt kezdtek el tesztelni hetven, Bosch üzemanyagcellákkal felszerelt teherautót. Ma már kétszázötven ilyen jármű fut az utakon és tesz meg naponta több száz kilométeres távolságot. A cél ezekkel a fuvarokkal nem csupán az áru gyors és környezetbarát szállítása, hanem az üzemanyagcellás rendszer tesztelése a hétköznapokban. A tartós teszt során autópályán, városi forgalomban és országúton is bevetik a járműveket egy nagyjából Ausztria méretű területen – így a sofőrök alaposan próbára tehetik különböző körülmények között az üzemanyagcellás hajtásláncot. Mérnökeink pedig eközben sok értékes gyakorlati tapasztalatra tesznek szert.
Hu Gang – aki szintén járművezető – ezeknek a közúti teszteknek az egyik úttörője. Ő az egyik kínai sofőr, aki a kezdetektől napi tapasztalatokat gyűjt a hidrogénhajtású teherautókról. Beszámolói hozzájárulnak a sorozatgyártásba kerülő modellek finomhangolásához.
Hu Gang első útja a hidrogénszállító teherautóval a maga nemében az első ilyen jellegű, gyakorlati üzemben végzett út volt Kínában. A sofőr ma Csungking és az onnan 300 kilométerre található Csengtu városok között rója az utakat. Persze nem ő az egyetlen, ma már több mint 250, Bosch üzemanyagcellás technológiával felszerelt teherautót állítottak napi használatba, hosszú távú tesztjárművekként Kína több mint tíz városában. Mindez lehetővé teszi az új meghajtási rendszer esetleges gyenge pontjainak feltárását. Ezek a tapasztalatok pedig hasznos visszajelzések lehetnek a sorozatgyártás kapcsán a mérnökök számára.
Miért éppen hidrogén?
Az üzemanyagcella egy kémiai áramforrás, amelyben az áramtermelő folyamat a hidrogén oxidációja során jön létre. Az üzemanyagcellában az elektrolízissel éppen ellentétes folyamat zajlik le: kémiai energiából elektromos energia keletkezik. A cella legtöbbször két elektródából, az anódból és a katódból áll, a köztük lévő anyag az elektrolit. A hajtáslánc hatásfoka összemérhető a belsőégésű motorokéval, viszont helyileg mentes a károsanyagok kibocsájtásától. A Bosch által fejlesztett hajtáslánc tartalmaz egy akkumulátort az elektromos áram tárolására, egy villanymotort a hátsó tengely meghajtására, valamint egy elektronikus vezérlőegységet, amely szabályozza a hajtáslánc energiaáramlását.
