A hajtásláncok átalakulási folyamatában a hidrogén ígéretes energiahordozó lehet, amely alapvetően fenntarthatóan is használható, még a mezőgazdaságban is.
A hidrogéntermelés és a felhasználás energiahatékonysága, valamint az alkalmazás biztonsága terén azonban továbbra is kihívások állnak fenn.
Az Európai Unió már egy ideje szorgalmazza, hogy az autóiparban a fosszilis tüzelőanyagokat más megújuló energiaforrásokkal helyettesítsék. Másrészt a villamosítás gyors ütemben halad előre, bár néhány kritikus probléma felmerül, mint például az akkumulátorok még mindig nem igazán optimális energiasűrűsége és a töltőállomások nem túl sűrű hálózata.
A jelenleg megvalósítható különféle technológiák közül a hidrogén alkalmazása érdekes távlatokat nyit az előállítási lehetőségek tekintetében is.
A hidrogén felhasználása
A hidrogént alapvetően üzemanyagcellában alkalmazzák ma személyautókban és például autóbuszokban. Ilyenkor az elektromos hajtáslánchoz az üzemanyagcella biztosítja az áramot azzal, hogy a hidrogén és a légköri oxigén kémiai reakcióba lép egymással, így víz és elektromos energia keletkezik, károsanyag-kibocsátás nélkül.
Megfelelő módosításokkal a hidrogén műszakilag képes meghajtani az eredetileg dízel- vagy benzinüzemű belsőégésű motorral felszerelt járművet. De az a fejlesztési irány még nem kellően kiforrott, hogy miként lehet a hagyományos üzemanyagokat közvetlenül hidrogénnel helyettesíteni. A tömítések mellett számos átalakítás szükséges ilyenkor és a technológia még nem szériaérett.
Nitrogén-oxidok
A hidrogénnek mint energiahordozónak az a fő előnye, hogy üzemanyagcellában vagy belső égésű motorban használva a károsanyag-kibocsátást tekintve csak vízgőzt termel, anélkül, hogy szén-dioxidot bocsátana ki a légkörbe.
Megjegyzendő azonban, hogy a hidrogén elégetése a belső égésű motorokban csak kismértékben hatékony, és figyelembe kell venni, hogy a légkörbe történő kibocsátás nemcsak vízgőzt tartalmaz, hanem bizonyos mennyiségű nitrogén-oxidot (NOx) is, a kenőolaj-gőzök egy kis része miatt, amelyet a visszanyerő rendszer nem fog fel, és ezért szétszóródik a légkörbe.
Előállítási probléma
A hidrogén esetében figyelembe kell venni, hogy egy mezőgazdasági traktor (vagy bármely más jármű) ezzel a gázzal való meghajtása jelentős nehézségeket okoz, mivel a sűrűségét rendkívül alacsony. Ezen a nyomás növelésével és/vagy a hőmérséklet csökkentésével lehet segíteni.
Másik fontos probléma, hogy miként állítják elő a hidrogént. Ugyanis, ha azt fosszilis energia segítségével, például földgázból teszik, akkor csak máshova került a kibocsátás. Viszont, ha napenergia révén állítják elő vízbontással, akkor már környezetbarát, zöldhidrogénről lehet beszélni.
Biomasszából hidrogén
A mezőgazdasági szektor számára egy másik nagyon érdekes hidrogénelőállítási lehetőség is megfontolandó, mégpedig a biomassza elgázosításából nyert hidrogén.
Ez azonban egy összetett folyamat, meglehetősen alacsony termelési-energia mérleggel. Mindezzel együtt a mezőgazdasági szektor egy rendkívül ígéretes piaca előtt nyitna meg lehetőségeket.
Traktorok és hidrogén
A traktorpiac több vezető gyártója bemutatott már modelleket (többnyire prototípust), amelyek hidrogénüzeműek, akár üzemanyagcellás villanymotorral, akár módosított endoterm motorral.
Az első esetben jelenleg valószínűleg a legszélesebb körben elismert példa a Fendt Helios, amely két kísérleti prototípust hozott létre a H2AgrarProject részeként. A jármű 5 db hidrogéntartállyal van felszerelve, amelyek a traktor tetején helyezkednek el, összesen 21 kg gázzal, körülbelül 700 bar nyomáson tárolva.
Mindez egy 100 kW-os üzemanyagcellát hajt meg, amely képes elektromos energiát termelni egy maximum 100 kW-os motor meghajtásához. A rendszer egy beépített 25 kWh-s akkumulátorral rendelkezik, amely felhalmozza az üzemanyagcella által termelt felesleges energiát, hogy kompenzálja a terhelési csúcsokat.
Gázolaj és hidrogén
Ezzel szemben a New Holland H2-Dual Power modellt egy 4500 cm³-es FPT Nef Stage 5 motor hajt, és úgy tervezték, hogy akár 65%-os hidrogén-bekeverési aránynál is működjön normál dízellel.
Bár a hagyományos szénhidrogének felhasználását nem csökkenti nullára, ez a megoldás lehetővé teszi a szén-dioxid-kibocsátás 45 és 65%-os mérséklését, valamint némileg csökkenti az NOx-kibocsátást is.
Valójában ugyanazt a megoldást reprodukálja, amelyet régóta alkalmaznak a vegyes dízel+metán üzemanyaggal az autóiparban, mind a haszongépjárműveken, mind az autókon. Ebben az esetben a hidrogént 350 bar nyomáson, 5, egyenként 11,5 kg-os tartályban tárolják.
(Kép: Fendt)
