Magazin, Technika

Hidrogén tüzelőanyag-cellás távolsági buszokat állítana forgalomba a FlixBus

Európa legnagyobb távolsági buszos szolgáltatója, a FlixBus alternatív hajtásrendszerbe invesztál: a vállalat az első európai hidrogénhajtású turistabuszok forgalomba állítását tervezi. A zöld-narancssárga járműveiről közismert mobilitási cég a német Freudenberg Sealing Technologies (FST) műszaki szakértőivel együttműködve vizsgálja a hidrogén tüzelőanyag-cellás autóbuszok bevethetőségét a távolsági közlekedésben európai hálózatán. A program egyelőre még kezdeti fázisban tart, jelenleg az alapvető irányelvek kijelölése zajlik, ezután jöhet a projekt következő lépése egy buszgyártó partnercég bevonásával. A FlixBus tájékoztatása szerint az előzetes tárgyalások már folynak a kiszemelt gyártókkal. Emellett az együttműködő felek a német Nemzeti Hidrogén- és Üzemanyagcella-technológiai Innovációs Program pénzügyi támogatására is számítanak.

A FlixBus és FlixTrain közlekedési ernyőcégeket (valamint a jövőre induló FlixCar telekocsi szolgáltatást) tömörítő FlixMobility a jelek szerint nem csak a járműflotta színtervében igyekszik zöld lenni, hanem az aktuális környezetvédelmi trendeket meglovagolva komolyan befektetnek az alternatív hajtásmódokba is. A tervek szerint a FlixBus a világon elsőként tesztel majd hidrogén tüzelőanyag-cellás autóbuszokat távolsági forgalomban. A fenntarthatóságot és a szén-dioxid mentes mobilitást támogató projekt a résztvevők szándéka szerint a távolsági buszozás jövőjét vetíti előre. A FlixBusnak nem ez az első kiruccanása a károsanyag-kibocsátás mentes buszok világába: 2018 folyamán három kínai gyártmányú, tisztán elektromos hajtású távolsági buszt, két Yutong ICe 12-est és egy BYD C9 eCoach-ot állítottak üzembe teszt jelleggel – előbbiekkel Franciaországban, utóbbival pedig Németországban lehet találkozni a Párizs-Amiens, illetve a Frankfurt-Mannheim viszonylatokon. Kétségtelen ugyanakkor, hogy a hosszútávú utakra tervezett nagy turistabuszok piacára sokkal lassabban törnek be a városi típusoknál már megszokottnak számító alternatív hajtásmódok, hiszen itt a felhasználás sajátosságai mellett a hatótávolság és a töltőhálózat kiterjedtsége, valamint a szükséges karbantartási infrastruktúra rendelkezésre állása is sokkal erősebb korlátozó tényezőként jelenik meg.

Az FST által fejlesztett hidrogén tüzelőanyag-cellás hajtásrendszer egységeinek elvi elrendezése

„Részt akarunk venni a mobilitás jövőjének kialakításában. A modern FlixBus-flotta már most is kifejezetten környezetbarát. Távolsági buszozással a személyautóval történő utazás károsanyag-kibocsátásának közel 80%-a megtakarítható (egy 2017-es német tanulmány szerint – a szerk.). Ennek ellenére továbbra is azt kérdezzük magunktól, hogyan tehetnénk az utazást még fenntarthatóbbá. Miután forgalomba állítottunk három teljesen elektromos hajtású autóbuszt, most a Freudenberg Sealing Technologies céggel együttműködve szeretnénk létrehozni az első üzemanyagcellás meghajtású távolsági buszt, ami újabb mérföldkövet jelent majd a mobilitás történetében” – vázolta az elképzeléseket André Schwämmlein, a FlixMobility alapítója és ügyvezető igazgatója.

Hidrogén: az univerzum leggyakoribb elemének hasznosítása

A tüzelőanyag-cella vagy üzemanyagcella (angolul fuel cell) olyan áramforrás, amely kémiai energiából villamos energiát állít elő (szemben a kémiai energiát hőképződés mellett közvetlenül mozgási energiává alakító belső égésű, benzin- és dízelmotorokkal). Az üzemanyag definíció szerint nem csak hidrogén lehet (hanem például metanol vagy etanol is), de mi most csak ennek bemutatására szorítkozunk – nagyon röviden és leegyszerűsítve. A hidrogénhajtás lényege, hogy az előzetesen elektrolízissel, vízbontás során vagy más módon előállított színtelen, szagtalan kétatomos hidrogéngázt a tüzelőanyag-cellába folyamatosan vezetik be (a folyamatosság lényeges jellemző, ez különbözteti meg az üzemanyagcellát a galvánelemtől), ahol aztán (az anódon) előbb atomokra, majd protonokra és elektronokra bomlik – utóbbiakat külső áramkörön elvezetve elektromos áram keletkezik, ami az akkumulátor(ok) töltésére, ezáltal pedig végeredményben a jármű hajtására fordítódik, természetesen villanymotor(ok) közbeiktatásával. Az áramtermelő folyamat másik fontos eleme a légkörből származó, ugyancsak folyamatosan betáplált oxigén. Ez az üzemanyagcella katódján egyesül az elektronokkal és az elektroliton át érkező protonokkal, az elektrokémiai reakció eredményeként pedig vízmolekulák (H2O) jönnek létre. Ez a külső szemlélő számára a kipufogón át kibocsátott vízgőz formájában jelenik meg.

PEM (protoncsere membrános) üzemanyagcella működésének sematikus, elvi ábrája (Forrás: World Fuel Cell Council)

Az egészségre nem ártalmas, viszont gyúlékony hidrogén az univerzum leggyakoribb eleme. A buszok meghajtásához használt hidrogént jellemzően 350 bar nyomáson, gáz halmazállapotban tárolják, gondosan lezárt, speciális tartályokban, melyek rendszerint a tetőn kapnak helyet. Ha a hidrogéngáz, illetve az annak előállításához használt áram is “tiszta forrásból” származik, akkor a teljes folyamat klímasemlegesnek tekinthető. A tüzelőanyag-cellák további nagy előnye, hogy hatásfokuk magasabb, mint a belső égésű motoroké.

Cél a legalább 500 kilométeres hatótáv

Bár a FlixMobility és az FST közös projektje még csak korai fázisban tart, egyes részletek már most tudhatók a jövőbeli tüzelőanyag-cellás buszokról. A FlixBus által felállított alapvető célkitűzés, hogy a leendő tüzelőanyag-cellás autóbuszok minimum 500 kilométer megtételére alkalmasak legyenek egy feltöltéssel, vagyis a jelek szerint a kísérleti buszokat a zöldek mércéjével mérve legfeljebb közepes távolságú járatokon tervezik majd bevetni. További elvárás, hogy a hidrogéntartályok feltöltéséhez szükséges idő nem lehet több 20 percnél, valamint hogy a járművek teljesítményének, gyorsulásának meg kell felelnie a jelenlegi távolsági buszos sztenderdeknek – káros emisszió nélkül.

Amint azt a bevezetőben említettük, az egyeztetések már megkezdődtek az együttműködésben potenciálisan részt vevő buszgyártókkal, az viszont még nem dőlt el, hogy a tüzelőanyag-cellás hajtást végül milyen autóbusztípusba építik be. A Freudenberg Sealing Technologies által kiadott látványterveken egy embléma nélküli Irizar i8-as szerepel, ami akár utalhat arra is, hogy az eddig preferált kínai gyártókat mellőzve a hidrogénes irányzat új úttörője Európából érkezhet. Első lépésben 30 távolsági autóbuszt szerelnek majd fel az új hajtásrendszerrel, sőt az is elképzelhető, hogy az FST által házon belül fejlesztett rendszert később más buszgyártók számára is elérhetővé teszik.

A FST hidrogén tüzelőanyag-cella modulja, valamivel részletesebben bemutatva

A technológiai specialista Freudenberg Sealing Technologies már az 1990-es évek közepe óta foglalkozik tüzelőanyag-cellás rendszerek fejlesztésével, az utóbbi időben pedig intenzív terjeszkedésbe is kezdett a cég: nemrég felvásároltak egy kisebb, tüzelőanyag-cella gyártással foglalkozó vállalkozást, továbbá részesedést szereztek az amerikai XALT Energy akkumulátorgyártóban – a teljes hajtásrendszernek ugyanis, amint láthattuk, az akkuk is szerves részét képezik. Claus Möhlenkamp, a cég ügyvezető igazgatója szerint a nagy távolságokat megtevő nehézgépjárművek számára az akkumulátoros elektromos hajtást a hidrogén üzemanyagcellával intelligensen ötvöző hibrid rendszer a legalkalmasabb megoldás, mivel a kizárólag akkumulátorokra építő hajtások csak relatíve kis hatótávolságot biztosítanak. “Amit a FlixMobility-vel közösen létrehozunk, az az európai utakon úttörő lépés lesz a mobilitási szektor más ágazatainak is” – állítja az FST ügyvezetője.

Az elmúlt időszakban lassan, de biztosan növekedésnek indult a tüzelőanyag-cellás autóbuszok száma Európában – legalábbis ami a városi buszok szegmensét illeti. A hajtásmódban már hosszú évek óta fantáziát látó Van Hool gyarapodó megrendelései mellett nemrég az Alexander Dennis, a Wrightbus és a Solaris is hidrogénüzemű busztípust mutatott be, és egyre több városban kezdik meg az ilyen hajtásrendszerrel szerelt buszok futáspróbáit. A kizárólag vízgőzt kibocsátó hidrogénhajtású buszok hosszú távon reális alternatívái lehetnek nem csak a jelenlegi belső égésű motorral szerelt, hanem a manapság terjedőben lévő akkumulátoros villanybuszoknak is. Természetesen, mint minden nullemissziósnak mondott hajtásmód, a tüzelőanyag-cella is csak akkor tekinthető igazán zöldnek (lásd keretes írásunkat), ha a hidrogén előállításához használt energiát is környezetbarát módon termelik meg – szigorúan véve csak ekkor beszélhetünk valóban zéró emissziós közlekedésről. Az ilyen “zöld hidrogén” viszont egyelőre még nem áll rendelkezésre a szükséges mennyiségben, és a töltési infrastruktúra széleskörű kiépítése is várat még magára – Ausztriában például jelenleg öt, Németországban pedig körülbelül 100 ilyen töltőállomás működik jelenleg.

A szakértők szerint a tüzelőanyag-cella elsősorban a nagyobb közúti járműveknél lehet domináns hajtásmód a jövőben, vagyis fő potenciálját a teherautók és az autóbuszok, esetleg a nagyobb személyautók jelentik majd. A kisebb közúti járművek esetében hatékonyabbnak tűnik a normál akkumulátoros hajtás, így ott várhatóan ez lesz az uralkodó irányzat.

 

Látványtervek: Freudenberg Sealing Technologies

Címkék