A hidrogén és a repülés

Az elmúlt néhány hónapban újabbnál-újabb lehetőségek láttak napvilágot a hidrogén felhasználásával kapcsolatban. A személyautók, buszok, kamionok és hajók mellett a repülés is olyan terület, ahol a “jövő energiája” ésszerű alternatíva lehet a jelenlegi fosszilis üzemanyagok leváltására.

A koronavírus járvány megmutatta, hogy milyen drámai módon csökkenhet a globális szén-dioxid kibocsátás, ha a világ kormányai határozott lépéseket tesztnek. Az Ausztrál Intézet (Australian Institute) tanulmánya szerint a légitársaságok CO₂ kibocsátása egyharmadával csökkent, köszönhetően az utazások korlátozásának. Ez a drasztikus lépés segített rávilágítani, hogy a repülés – mint iparág – fenntarthatóvá tétele nem várhat tovább.

És még az aktivisták is

A repülési üzletág nehéz időszakot tudhat maga mögött. Greta Thunberg a tavalyi évben beutazta a világot, népszerűsítve a közlekedés minden más alternatíváját a repüléssel szemben. Szimpatizáns klímaaktivisták reptereket bénítottak meg (Amsterdam), ráadásul a Flygskam (flight shame – a repülés szégyene) mozgalom is egyre csak növekszik. Valahol érthető, miért ilyen nagy mértékű a presszió, hiszen az Európai Környezetvédelmi Ügynökség (EEA) számítása szerint is a repülés egy utasra vetített szén-dioxid kibocsátása 285 gramm kilométerenként, ami ijesztően magas. Csak hogy lássuk a kontrasztot, ez a szám közúti közlekedés esetén 158, vasúti közlekedésnél pedig 14 g/km.

Mi lehet a megoldás?

Ha az alternatív megoldásoknál maradunk, ma az egyetlen széles körben elterjedt rendszer az akkumulátoros elektromos hajtás. A különböző közlekedési/szállítási módok esetén az akkumulátoros elektromos meghajtás és az üzemanyagcellás rendszerek összehasonlításánál érdemes a következő tulajdonságokat figyelembe venni: energiasűrűség, feltöltési idő, életciklus. (Az energiasűrűség azon energiamennyiséget jelenti, amit az akkumulátor tömege szerint fajlagosan tárolni képes).

A legmodernebb gyártási technológiával készülő akkumulátoroknak jelenleg 200 wattóra/kilogramm (Wh/kg) körül mozog az energiasűrűsége, legalább 45 perc szükséges a feltöltésükhöz, és nagyjából 1000-2000 töltési ciklus után jelentősen csökken a kapacitásuk. Ezzel ellentétben a folyékony hidrogén üzemanyagcellás rendszereknek 3000 Wh/kg, vagy még nagyobb az energiasűrűsége, akár 15000 töltési ciklust is elviselnek, az újratöltés pedig 20 percen belül megoldható.

Egy átlagos elektromos autó 300 km-es hatótávval, 1000 feltöltési ciklus után maga mögött tudhat 300000 kilométert, ami azért nem rossz. Egy repülőgép esetében azonban az akkumulátor egyáltalán nem működne, elsősorban a hatalmas tömege miatt. De még ha ettől el is tekintünk, a feltöltési ciklus okozta problémát nem tudjuk kiküszöbölni. Egy Boeing 737-esnek a San Francisco – Los Angeles járaton napi nyolc feltöltésre lenne szüksége. Ezzel az intenzitással néhány hónap alatt elhasználódnának az akkuk. A hidrogén rendszer ezzel szemben tízszer hosszabb élettartamot kínál, potenciális alternatívát nyújtva a jelenlegi turbinatechnológiával szemben.

Ha a repülés árérzékeny lenne

… akkor valószínűleg nagyon gyorsan átállnának valamilyen más meghajtásra. A költségeket összehasonlítva ugyanis egyértelműen látszik, hogy a turbinarendszer nagyon drága mulatság. Egy 800 kW-os repülőgép turbina közel 1 millió dollárba (USD) kerül, ami – ha a kilowattonkénti költséget vesszük – több, mint 1000 $/kW. A jelenlegi üzemanyagcella technológiával számolva ez a teljesítményt 200-300 $/kW ráfordítással lehetne kihozni.

Hiányzik az infrastruktúra

Látható, hogy több szempontból is előnyös és versenyképes megoldás lenne az üzemanyagcellák használata. Ehhez azonban elengedhetetlen a töltő-infrastruktúra fejlesztése. Természetesen ez igaz miden más közlekedési eszköz esetén is, legyen az tengerjáró hajó, busz vagy személyautó. A lehetőség azonban adott. A repterek tökéletes helyszínei lehetnek a hidrogén töltőállomásoknak, hiszen olyan közlekedési csomópontokról beszélünk, ahol évente több milliárd ember fordul meg, és járművek millióinak adhatna lehetőséget a tankolásra.

Borítókép: Wikipédia