Buszok és vonatok működtetése hidrogénnel

A hidrogén világszerte egyre elfogadottabb üzemanyagforrássá válik a helyi közlekedési vállalatoknál. A Linde kikövezi az utat a hidrogén számára, úttörő üzemanyagtöltő állomás koncepcióival, innovatív technológiáival és áttörést jelentő projektjeivel.

  • A hidrogén energia helyi közlekedésben történő alkalmazásával a városokban megszüntethető a káros, ózonréteget lebontó anyagok kibocsátása és javul a levegőminőség.
  • A Linde világszerte tovább folytatja buszok és vonatok számára a H2 üzemanyagtöltő infrastruktúra bővítését.
  • A teljes hidrogén értéklánc lefedésével a Linde vezető pozícióba került a H2 üzemanyagtöltés területén és kiemelt elismertséget szerzett a tüzelőanyagcellás járművek nagyteljesítményű hidrogén utántöltő technológiáinak köszönhetően. Mindezek mellett egyre több és több zöld hidrogén megoldást kínál ügyfelei számára.

Az előírások egyre szigorodnak Európában. 2021-től kezdve, az európai uniós jogszabályok megkövetelik, hogy az újonnan értékesített buszok 45 %-ának kibocsátásmentes járműnek kell lennie. 2025-től 65 %-ra nő ennek mértéke. A klímaváltozással szembeni küzdelem része, hogy elemeként 30%-kal kell csökkenteni a buszok és teherautók CO2 kibocsátását 2030-ig. A szabályozás eredményeként javulni fog az európai városok levegőjének minősége is. A hidrogén üzemű tüzelőanyagcellás járművek segítenek mindkét fronton, egyrészt segítenek megoldani a levegőminőséggel kapcsolatos kihívásokat, másrészt segítik a klímaváltozással szembeni küzdelmet. Végső soron az egyetlen anyag, amely egy tüzelőanyagcellás autó kipufogócsövéből távozik, a víz. Japán gyorsan felismerte a H2 mobilitásban rejlő előnyöket és jóval Európa előtt jár saját H2 infrastruktúrájának kiépítésében. Az előrelépést, valószínűsíthetően felgyorsította az a tény is,
hogy Japán a többi ázsiai országhoz hasonlóan, komoly szmog problémákkal küzd a sűrűn lakott városközpontokban. Japán a világon az elsők között mutatta be nemzeti hidrogén stratégiáját, még 2017-ben. Ambiciózus célokat tűzött ki maga elé: 2030-ra egy 300 000 tonna hidrogén előállítására képes H2 ellátási lánc kiépítését célozta meg, illetve kibővíti a H2 mobilitás elérhetőségét. Például, a terv részét képezi 800 000 üzemanyagcellás autó és 1 200 üzemanyag-cellás busz közúti forgalomba állítása 2030-ra. A világ más régiói is beruháznak H2 -es koncepciókba, konkrét hidrogénprojekteket dolgoznak ki és klímabarát infrastruktúrák kiépítésén dolgoznak.

Hydrogen Fueling Station for buses in Wiesbaden, Germany: 300 kilograms of H2 can be provided in eight hours – enough for eight fuel cell buses.
Hidrogén üzemanyagtöltő állomás buszok számára a németországi Wiesbaden-ben

A hidrogén a Linde DNS-ének részét alkotja

A helyi közlekedés (illetve tömegközlekedés) a hidrogén egyik kiemelt fontosságú alkalmazása. A Linde számos olyan projektben érintett, amelyek előremutató fejlesztéseket tesznek ezen a területen. A vállalat az alaptechnológiák terén számos megoldást fejlesztett ki, valamint több áttörést jelentő projektben is részt vesz. „A Linde közel húsz éve a hidrogén technológia fejlesztésének hajtómotorja, és fontos szerepet játszott abban, hogy a hidrogént sikeresen eljuttassa a mobilitási szektorba,” - magyarázza Thomas Schaefer, a  Linde Hydrogen FuelTech marketingjéért és piacfejlesztéséért felelős igazgatója. Az iparági szereplők számos együttműködése révén, a jövőképek piacérett megoldásokká váltak, melynek eredményeként a H2 mindennapi életünk részévé vált világszerte. A kaliforniai Emeryville-ben például az AC Transit vállalat már 2011 óta üzemeltet egy buszok utántöltésére szolgáló hidrogén üzemanyagtöltő állomást. „Ez volt az első alkalom, hogy a  Linde Ionic kompresszorát buszok utántöltéséhez használták az Amerikai Egyesült Államokban. A létesítmény húsz busz 30 kilogrammnyi H2-vel történő utántöltésére képes naponta” - teszi hozzá Schaefer.

Hydrogen Fueling Station in Bolzano, Italy
Hidrogén töltőállomás az olaszországi Bolzano-ban: A hidrogén előállítása elektrolízissel történik, amelyhez a szükséges energia megújuló forrásokból származik, így az állomás zéró emissziójú, a hidrogén előállításától a tankolásig.

Hidrogén üzemű buszflotta: Kiemelt projekt Bolzano-ban

Dél-Tirol lakói jónéhány éve első kézből tapasztalhatták meg a jövő mobilitását. A dél-tirol székhelyéül szolgáló Bolzanoban, a város 96 buszából 5 hidrogén üzemű. 2020 végén vagy 2021 elején újabb 12 busszal bővül a H2 flotta. „A hidrogén üzemanyag egy vonzó alternatíva a helyi közlekedés számára” - mondja Schaefer a Linde szakértője. „Lehetővé teszi a gyors utántöltést és a nagy hatótávolságot - még télen is, amikor a hőmérséklet alacsony. A hidrogén üzemanyagtöltő állomások viszonylag kis áramigényűek. A flották - felhasználási szokásukból adódóan - ideálisak a hidrogén számára, mivel ezek a buszok, vonatok és néhány esetben teherautók is, a folyamatos használatot követően minden esetben egy adott bázisállomásra térnek vissza. Így az infrastruktúra kiépítésének első szakaszában, a tömegközlekedés esetében sokkal kevesebb üzemanyagtöltő-állomásra van szükség, mint személyautók esetében. Ennek eredményeként, az üzemanyag utántöltés gyakorisága az egyes állomásokon viszonylag nagy, ezzel meggyorsítva az infrastruktúrába történt befektetés megtérülését” - folytatja a Linde szakértője. Dieter Theiner, az Innovatív Technológiák Intézetének (IIT) elnöke további előnyöket is lát: „A hidrogén üzemű elektromos buszok nagy visszhangot váltanak ki a sofőrök és az utasok körében is. Sokkal simább, pihentetőbb utazást kínálnak, mivel esetükben megszűnnek mind a vibrációk mind a motorzaj. Természetesen a legjobb bennük az, hogy javítják a levegőminőséget, így hozzájárulnak az életminőség javításához a káros kibocsátások és zajterhelés megszüntetése révén. Nem is beszélve arról a tényről, hogy az alaptechnológiák megbízhatóságának köszönhetően ezt, nap mint nap két műszakban teszik. Az IIT igazgatja a Bolzano-ban található Hidrogén Központot 2013 óta. Ez az intézet felelős a hidrogén előállításáért és a töltőállomás üzemeltetéséért is. Bolzano-ban a járművek mintegy 200 kilométert tesznek meg naponta és esténként visszatérnek a bázisállomásukra, ahol mindössze néhány perc alatt utántöltésre kerülnek. Több Linde ionkompresszor is rendelkezésre áll az utántöltéshez, melyek mindegyike a buszok számára szükséges 350 bar és a személyautók számára szükséges 700 bar nyomásra képes sűríteni a gázállapotú H2-t. Ez a kombinált busz/személyautó üzemanyagtöltő állomás 15 buszt és számos személyautót képes kiszolgálni. Sőt mi több, a töltőállomásnak nincs szénlábnyoma: a hidrogén előállítását három elektrolizáló berendezés végzi, amelyhez a szükséges energia igazoltan megújuló forrásokból származik, így az állomás a hidrogén előállításától kezdve annak kiszolgálásig kibocsátásmentes.

Cseppfolyós hidrogén Ázsia számára

A helyi tömegközlekedési hálózatokat célzó hidrogén infrastruktúra fejlesztése iránti igény hasonlóan erős a világ másik felén, Ázsiában is. Mind a Hyundai mind a Toyota gyárt tüzelőanyagcellás buszokat és teherautókat. „A Linde nemrégiben építette meg Délkelet-Ázsia első H2 üzemanyagtöltő állomását Malajziában. A létesítmény kiszolgálja a helyi buszflottát valamint a hidrogén helyszíni előállítása is itt történik, elektrolízissel” - magyarázza el részletesen Schaefer. Egy Kínában, Shanghai-ban található üzemanyagtöltő állomás szintén megkezdte működését, amely minibuszok, teherautók és személyautók számára biztosítja a H2-t. A hidrogén infrastruktúra Japánban már rendkívül kiforrott, mivel a kormányzat jó ideje elindította az Alapvető Hidrogén Stratégia megvalósítását. Ilyenformán, az ország úttörő szerepet tölt be a világon, a H2-alapú mobilitás széleskörű elterjedését illetően. Schaefer kiemelte azt a Tokióban, buszok számára létesített hidrogén üzemanyagtöltő állomást, amely 2020 januárjában került megnyitásra. A töltőállomást a Linde innovatív, nagy-teljesítményű CP90/100 kriogén szivattyújával látták el, ezzel a létesítmény óránként 100 kilogramm H2-t képes biztosítani, mindössze 2 bar bemeneti nyomáson. Ez naponta 30 üzemanyagcellás busz számára elegendő. Az üzemanyagtöltő állomásnak egyik kulcsfontosságú jellemzője, hogy képes a H2-t a helyszínen cseppfolyós formában tárolni, amely aztán hatékonyan, sűrített gázállapotú  H2-né kerül átalakításra a Linde kriogén szivattyú technológiájának használatával. A cseppfolyós hidrogén (LH2) jelentős előnnyel bír: “A cseppfolyós hidrogén (LH2) energiasűrűsége jóval nagyobb, ami azt jelenti, hogy jóval több hidrogén tárolható kisebb térfogatban. Hatalmas előny az olyan megapoliszok esetében, mint Tokió, ahol a rendelkezésre álló hely igen kevés és nagyon drága” - magyarázza Schaefer. Továbbá lehetővé teszi nagyobb mennyiségek hatékonyabb szállítását is. „A jövőben, az üzemanyagtöltő állomásokat bővíteni kell, és egyre több H2 ellátását kell biztosítaniuk. Egyre több és nagyobb jármű például teherautók újra töltését kell majd biztosítaniuk. Mindezt megbízhatóan és hatékonyan - folytatja, mielőtt rátérne egy újabb kihívást jelentő kérdésre: „A piac gyors fellendítéséhez azonban, középtávon csökkenteni kell a költségeket. A hidrogén üzemanyagtöltő állomások esetében ez a szabványosítást jelenti. Más szóval a piacnak, a buszok, teherautók és vonatok esetében, ugyanazon, szabványosított, globálisan elfogadott utántöltési eljárásokra van szüksége, mint amelyek már személyautók esetében léteznek. A szabványoknak meg kell határozniuk olyan tényezőket, mint például a nyomás és a hőmérséklet, amelyen a H2 tölthető. A hidrogénben nagy lehetőségek rejlenek - és nem csak buszok számára. A haszongépjárművek számára is előnyös lehet. Akárcsak a buszok, a településeken hulladékszállítást végző járművek, utcaseprő és egyéb speciális járművek, amelyek menetrend szerinti útvonalakat követnek, és általában egy központi ellátóállomás szolgálja ki őket. Mindezek a tényezők megkönnyítik a települési hidrogén-infrastruktúrák kiépítését.

Hydrogen fueling station for buses in Tokyo, Japan
Hidrogén üzemanyagtöltő állomás buszok számára Tokióban, Japánban: a hidrogént cseppfolyós formában (LH2) tárolják, mivel annak energiasűrűsége nagyobb. Ezt követően az LH2-t hatékonyan sűrített, gázállapotú H2-vé alakítják a Linde kriogén szivattyúi segítségével.
IC 90 compressor hydrogen refueling station for buses
A mi sűrítési technológiánk képezi minden H2 üzemanyagtöltő állomás legfőbb elemét. Az Ionic technológia a gázállapotú H2 100 MPa-ig történő komprimálására használható, a kriogén szivattyú pedig hatékonyan alkalmazható a cseppfolyós hidrogénnel történő üzemanyag-töltéshez.

Zöld hidrogén buszpályaudvarok számára

A töltőállomás hálózatok és a műszaki szabványok iránti igény mellett, a H2 mobilitás egyértelműen a környezetbarát (zöld) előállítási módszerekre összpontosít. A korábban említett projektek mellett, Schaefer felsorol számos sikeres kezdeményezést ezen területen is: „A németországi Wiesbaden-ben buszok számára kialakított hidrogén üzemanyagtöltő állomás hamarosan zöld hidrogénnel kerül ellátásra a mainz-i energiapark (Energiepark Mainz) kezdeményezés által. A létesítmény nyolc busz kiszolgálására alkalmas” - teszi hozzá Schaefer. Európa legnagyobb H2 buszflottáját kiszolgáló hidrogén üzemanyagtöltő állomás néhány hónapja került megnyitásra Kölnben. A létesítmény naponta 20 jármű töltésére alkalmas. A skóciai Aberdeen-ben található busz töltőállomás szintén kiemelt, demonstrációs célú projekt.  A létesítmény mérete kompakt és a helyi infrastruktúrába illeszkedik. Naponta 360 kilogramm hidrogén előállítására képes, amely több mint 15 busz számára elegendő. A hidrogén erre az állomásra is megújuló forrásokból érkezik. A Linde már több, mint 190 H2 üzemanyagtöltő állomást épített világszerte, olyan helyeken, mint például Stuttgart, Hamburg és Köln (Németország), Milánó (Olaszország) és San Francisco (az Amerikai Egyesült Államokban). Tehát, amikor a H2 fenntartható módon történő előállításáról van szó, a Linde abban is élen jár. Az  ITM Linde Electrolysis vegyesvállalatán keresztül a legmodernebb elektrolízis technológiával rendelkezik.

Hidrogén, vonatok számára

A mobilitási szakértők az tüzelőanyagcellás autóbuszokon is túl tekintenek és egyre inkább a vonatokra összpontosítanak. „Ennek nyilvánvalóan előnyei vannak.  A vonatok hosszú, tervezett útvonalon közlekednek és részét képezik egy már kiterjedt hálózatnak. Sőt mi több, Németországban például a vasúti hálózatnak csupán mintegy 50 %-a villamosított” - magyarázza Schaefer. A hidrogén ezáltal, egy alternatív meghajtási technológiát is kínál, különösképpen a dízel mozdonyok számára, amelyek a klímaváltozás szempontjából kedvezőtlen megítélésben részesülnek. Az első sikertörténet már meg is született:  az Alstom által gyártott Coradia iLint vonat személyében. Ez a világ első személyszállító vonata, amelyet tüzelőanyagcella és H2 hajt. A vonat kibocsátásmentes, és mindössze gőzt bocsát ki, ugyanakkor nagyon csendes is. A Coradia iLint az Innotrans kereskedelmi vásáron került bemutatásra 2016-ban. Regionális vonatként 18 hónapos próbaüzeme 2020 februárjában sikerrel zárult. A Linde kulcsfontosságú szerepet játszik ebben a globálisan elismert, innovatív projektben: „2020 augusztusában kezdtük meg egy tizenkét Coradia iLints vonat számára hidrogén utántöltést biztosító töltőállomás kiépítését Bremervörde-ben, Németországban. Várhatóan 2021 közepén kezdi meg működését” - erősíti meg Schaefer. A mintegy 1 600 kilogramm/nap hidrogén kapacitásával ez lesz névlegesen a legnagyobb hidrogén üzemanyagtöltő állomás a világon.

The Coradia iLint manufactured by Alstom
Az Alstom által gyártott Coradia iLint a világ első személyszállító vonata, amelyet üzemanyagcellák és H2 hajt.
A hidrogén egy vonzó üzemanyag a helyi közlekedési vállalatok számára, mivel a buszokból és vonatokból álló flották minden esetben szolgálati idejüket követően ugyanazon bázisállomásra térnek vissza, így első lépésben nem igénylik nagyméretű hidrogén töltő hálózatok kiépítését.

A hidrogén előnyei a dízel üzemanyaggal szemben

A Bremervörde-ben található hidrogén töltőállomás fogja megteremteni a kibocsátásmentes hidrogén vonatok kereskedelmi üzemű használatának alapját az Elba-Weser tömegközlekedési hálózatán keresztül. 2022-től kezdődően, a hét minden napján 24 órában üzemelő állomás fogja az utántöltést biztosítani 14 db, az Alstom által gyártott hidrogén-üzemű regionális vonat számára napi szinten és igény szerint. Az 1000 kilométeres hatótávolsággal, több kocsiból álló szerelvények mindössze egyetlen tank üzemanyaggal képesek egész nap üzemelni a Verkehrsbetriebe Elbe-Weser GmbH (evb) közlekedési hatóság által üzemeltetett hálózaton. Az Osztrák Szövetségi Vasutak (ÖBB) szintén próbaüzemnek vet alá egy Coradia iLint vonatot, amely személyszállítást végez dél-Ausztriában. Az osztrák Zillertal vasúttársaság szintén szeretne hidrogén vonatokba befektetni. A vonatok esetében a hidrogén üzemanyag alkalmazásának bevezetése egyértelműen pozitív hatással van a környezetre, mivel egyetlen kilogramm H2-vel megközelítőleg 4,5 liter dízel üzemanyag váltható ki. A vonatok csaknem harmadával kevesebb energiát igényelnek, mint a dízelüzemű vonatok. Karbantartási igényük is tíz százalékkal alacsonyabb, mint dízelüzemű társaiké. Ezek mellett ott van még a vasútállomásokról induló, helyi közlekedés más formáival történő szinergiák kihasználásának lehetősége is. A vonatok számára kiépített hidrogén üzemanyagtöltő állomások, például használhatók, buszok és egyéb önkormányzati járművek utántöltésére, így növelve azok kapacitáskihasználtságát. Bremervörde minden bizonnyal a H2-t támogatja. Az állomás kialakítása már most lehetővé teszi a bővítést, annak érdekében, hogy a hidrogén a helyszínen elektrolízissel és megújuló energiával kerüljön előállításra. Ez a megoldás garantálja, hogy a zöld hidrogént a pályán tartsuk.

Partnert keres hidrogén projektjének sikeres felgyorsításához?


 

Hidrogén üzemanyagtöltő állomások világszerte

Fuel-cell bus operated by Californian company AC Transit

San Francisco, Amerikai Egyesült Államok

A kaliforniai AC Transit közlekedési ügynökség üzemelteti a kaliforniai Emeryville-ben található hidrogén üzemanyagtöltő állomást. Ez az első nyilvánosan hozzáférhető hidrogén töltőállomás a San Francisco-i öböl területén. Tizenkét busz hidrogénes töltésére van itt lehetőség naponta. A H2 egy részének előállítása elektrolízissel történik, amelyhez a szükséges energiát napelemekkel termelik. Tüzelőanyagcellás autók szintén használhatják a töltőállomást.

Hydrogen fueling station for buses in Bolzano, Italy.

Bolzano, Olaszország

Az Olaszországban található Bolzano városának 96 buszából 5 busz hidrogén üzemű. Az tüzelőanyagcellás járművek naponta 200 kilométert tesznek meg, mielőtt újra kell tölteni azokat. A hidrogén előállítása elektrolízissel történik, amelyhez a szükséges energia megújuló forrásokból származik, így az állomás kibocsátásmentes az energiaforrás előállításától egészen a kiszolgálásig.

Hydrogen fueling station for buses in Wiesbaden, Germany

Wiesbaden, Németország

A közeli Mainz-ban található villamos energiát gázzá alakító (power-to-gas) üzem látja el zöld hidrogénnel a Wiesbaden-ben található buszok kiszolgálására szolgáló H2 töltőállomást. 300 kilogrammnyi H2 biztosítható nyolc órán belül, amely nyolc tüzelőanyagcellás busz számára elegendő.

H2 fueling station for buses in Tokyo, Japan

Tokió, Japán

A buszok számára H2 üzemanyag utántöltést biztosító töltőállomás 2020 januárjában került megnyitásra. A hidrogént cseppfolyós formában (LH2) tárolják, mivel annak energiasűrűsége így nagyobb.  Ezt követően az LH2 -t hatékonyan sűrített, gázállapotú H2 -vé alakítják a Linde kriogén szivattyúi segítségével. Óránként 100 kilogrammnyi hidrogén utántöltésére nyílik lehetőség, amely 30 tüzelőanyagcellás busz számára elegendő.

H2 fueling station for buses in Aberdeen, Scotland

Aberdeen, Skócia

Az Aberdeen-ben található H2 töltőállomás kompakt kialakítása lehetővé teszi, hogy az tökéletesen integrálódjon a helyi infrastruktúrába. A létesítmény naponta 360 kilogramm hidrogén előállítására képes, amely elegendő üzemanyagot biztosít 15 busz számára. Az előállított hidrogén zöld, mivel annak előállítása elektrolízissel és megújuló energia használatával történik.
H2 fueling station for buses in Sarawak, Malaysia

Sarawak, Malajzia

Az itt található helyi buszflotta ellátását biztosító H2 töltőállomás az első töltőállomás Délkelet-Ázsiában. Magába foglal egy zöld hidrogén helyi előállításához szükséges elektrolízis egységet is. A konténeres kialakítású állomás különösen kompakt.

Hidrogén üzemanyagtöltő állomások világszerte

San Francisco, Amerikai Egyesült Államok

Fuel-cell bus operated by Californian company AC Transit

A kaliforniai AC Transit közlekedési ügynökség üzemelteti a kaliforniai Emeryville-ben található hidrogén üzemanyagtöltő állomást. Ez az első nyilvánosan hozzáférhető hidrogén töltőállomás a San Francisco-i öböl területén. Tizenkét busz hidrogénes töltésére van itt lehetőség naponta. A H2 egy részének előállítása elektrolízissel történik, amelyhez a szükséges energiát napelemekkel termelik. Tüzelőanyagcellás autók szintén használhatják a töltőállomást.

Bolzano, Olaszország

Hydrogen fueling station for buses in Bolzano, Italy.

Az Olaszországban található Bolzano városának 96 buszából 5 busz hidrogén üzemű. Az tüzelőanyagcellás járművek naponta 200 kilométert tesznek meg, mielőtt újra kell tölteni azokat. A hidrogén előállítása elektrolízissel történik, amelyhez a szükséges energia megújuló forrásokból származik, így az állomás kibocsátásmentes az energiaforrás előállításától egészen a kiszolgálásig.

Wiesbaden, Németország

Hydrogen fueling station for buses in Wiesbaden, Germany

A közeli Mainz-ban található villamos energiát gázzá alakító (power-to-gas) üzem látja el zöld hidrogénnel a Wiesbaden-ben található buszok kiszolgálására szolgáló H2 töltőállomást. 300 kilogrammnyi H2 biztosítható nyolc órán belül, amely nyolc tüzelőanyagcellás busz számára elegendő.

Tokió, Japán

H2 fueling station for buses in Tokyo, Japan

A buszok számára H2 üzemanyag utántöltést biztosító töltőállomás 2020 januárjában került megnyitásra. A hidrogént cseppfolyós formában (LH2) tárolják, mivel annak energiasűrűsége így nagyobb.  Ezt követően az LH2 -t hatékonyan sűrített, gázállapotú H2 -vé alakítják a Linde kriogén szivattyúi segítségével. Óránként 100 kilogrammnyi hidrogén utántöltésére nyílik lehetőség, amely 30 tüzelőanyagcellás busz számára elegendő.

Aberdeen, Skócia

H2 fueling station for buses in Aberdeen, Scotland
Az Aberdeen-ben található H2 töltőállomás kompakt kialakítása lehetővé teszi, hogy az tökéletesen integrálódjon a helyi infrastruktúrába. A létesítmény naponta 360 kilogramm hidrogén előállítására képes, amely elegendő üzemanyagot biztosít 15 busz számára. Az előállított hidrogén zöld, mivel annak előállítása elektrolízissel és megújuló energia használatával történik.

Sarawak, Malajzia

H2 fueling station for buses in Sarawak, Malaysia
Az itt található helyi buszflotta ellátását biztosító H2 töltőállomás az első töltőállomás Délkelet-Ázsiában. Magába foglal egy zöld hidrogén helyi előállításához szükséges elektrolízis egységet is. A konténeres kialakítású állomás különösen kompakt.