Budapest, 2022. 11. 24. – Neumann István, Magyar Vasút

Aktiválták magukat a legnagyobb járműgyártók, térségünkben is HEMU-bemutató körutakkal csábítják a nagyérdeműt és a döntéshozókat. Az idei kormányzati lépések nyomán elképzelhető a technológia megjelenése a hazai hálózatban is. De hogyan szerepelhetnek a hidrogén üzemanyagcellás járművek az alternatívákkal szemben, és mi a realitása a HEMU-alapú vasútüzemnek a hazai viszonyok között? A területen már felhalmozott ismeretekből kiindulva keressük a kézenfekvő válaszokat.

hirdetés

Egyvalamit már elöljáróban kijelenthetünk: a jövő – amennyiben lesz – nem egyértelmű. A művészet a hosszú távú stratégiai gondolkodásban rejlik, az életciklusköltség és a helyi adottságok elemzésében, a szinergiák kiaknázásában.

Peremfeltételek

Amikor egy sor változón múlik, hogy adott hálózaton mely alternatív hajtású vasúti járművek üzemeltethetők gazdaságosan, megér egy elemzést ezek összehasonlítása a főbb változók mentén. Pavel Homolka 2020-as tanulmánya az akkumulátoros megoldás potenciálját a cseh térségi vasutak példáján szemlélteti azáltal, hogy kategorizálja a vasútvonalakat, és kategóriánként alkalmaz különböző menetrendi sémákat és időhorizontokat. Így kiszámíthatóvá válik, hogy a BEMU (battery electric multiple unit, akkumulátoros villamos motorvonat) alkalmazása milyen paraméterek megléte esetén, hány üzemév után térül meg jobban a DMU-nál (dízel motorvonat).

Kérdés tehát: milyen feltételek fennállása esetén értelmezhető a HEMU-üzem (hydrogen electric multiple unit, hidrogénmeghajtású motorvonat), melyek a reális elvárások az alternatív meghajtási technológia gazdasági és klímavédelmi teljesítményével szemben, a BEMU-val és a DMU-val összehasonlítva?

Elvárások

Minden új technológiánál megfigyelhető, hogy túlzott elvárások fogalmazódnak meg a kezdeti sikersztorik hatására (még az esetleges sikertelen tesztek ellenére is), amit az elkövetkező hónapok-évek során kiábrándulás vált fel. Innen már azonban az optimális alkalmazás révén az elvárások közelíthetik a reális szintet.

A HEMU-ra való átállás célja hármas lehet: a vasút energetikai, gazdasági és emissziós mérlegének javítása.

Energetikailag és gazdaságilag a hidrogénhajtás legjobb esetben hasonló nagyságrendet képvisel, mint a DMU. Az emissziók és a teljes árszint tekintetében azért összetettebb a képlet, mert ezek nagymértékben függenek a hidrogén elérhetőségétől, összeállításának és szállításának a módjától, körülményeitől, a helyben elérhető technológia fejlettségétől, a hidrogénes infrastruktúra hatékonysági fokától, valamint az érvényesülő ipari-energetikai elsőbbségektől. Az energiahordozók és az áram jövőbeni árképzése fenntartásokkal, különböző feltételezések alapján jelezhető előre – hosszabb távon valószínűsíthető, hogy a gázolaj ára emelkedik, a hidrogéné viszont nagyjából megfeleződhet.

Szempontok

Amire a döntéshozóknak feltétlenül összpontosítaniuk kell, azok a következők:

  1. Több árut és utast szállíthassunk vasúton, ezáltal messze a legtöbb emisszió takarítható meg (a közúti járművek fajlagos energiaigénye 260–500 százalékkal magasabb a vasúti villamos vontatáshoz képest). Ehhez gazdaságosabbá kell tenni a vasúti és kombinált szállítási megoldásokat, egyúttal alacsonyabb szintre hozni a vasút hozzáférési küszöbét.
  2. A vasútnál a villamos trakció szinte mindenhol a legjobban szerepel energetikailag és gazdaságilag, legalább hosszabb távon.
  3. Fokozatos villamosítás mellett jellemzően előnyösebb az akkus jármű, így a villamos vontatás energetikai előnye párosítható a módszeres fejlesztés hosszabb távú gazdasági előnyével.
  4. Utolsóként fontolható meg a HEMU, mint alternatív hídtechnológia a teljes villamosítás felé vezető rögös úton. Az üzemanyagcellás erőforrás olyan szigetüzem esetén lehet kifizetődő, ahol nincs legalább részben villamosított útvonal, és helyben, vagy a közelben van olcsó hidrogénforrás. Példák a szomszédból: a 760mm nyomtávú osztrák Zillertalbahn, ahol egy vízierőmű és helyi gazdasági szereplők hidrogénszükségletének köszönhetően a vasútüzem előnyös feltételek mellett lehet a helyben előállított „zöld” hidrogén beszerzője, vagy a Frankfurt környéki HEMU-üzem, ami ipari hulladékként keletkező „fehér” hidrogént használ.

HEMU szerelvények beszerzése akkor indokolt, ha egyértelműek a hidrogénalapú gazdaságra irányuló tervek. A magyar szabályozás gyakorlatilag blokkolja a szélenergia hazai fejlesztését. Amennyiben ez a zárlat feloldódna, és egymás közelében létesülhetnek újabb szél- és napenergiaparkok, amelyek áramfeleslege elektrolitikusan átalakítható hidrogénné, más felhasználókat (helyi hidrogénklasztereket) feltételezve meg lehetne nézni, hol van a közelben nem villamosított térségi vasútüzem, ahol a HEMU-alapú közlekedésnek van létjogosultsága.

Előnyök, hátrányok

Általánosságban a hidrogénhajtás legnagyobb előnyének az tekinthető, hogy egy töltéssel nagyságrendileg ezer kilométert képes megtenni a vonat. Az akkus megoldás ennek legfeljebb az egyötödét tudja újabb töltés nélkül, a hosszabb hatótáv főleg többletsúly, további akkupakkok beépítése árán növelhető – de nyilván nem a végtelenségig. A három fő lehetőséget összehasonlítva, a dízel rendelkezik a legjobb energiasűrűségi tulajdonságokkal. Előnye továbbá, hogy jól működik a szállítási logisztikája, amit a hidrogén esetében drágán kell kiépíteni, továbbá a dízelerőforrások egy része növényolajjal, különböző bio- és szintetikus üzemanyagokkal is üzemelhet.

Az akkus, gázolajos és hidrogénes vontatás energiasűrűsége, volumen és súly szerint

Az akkus, gázolajos és hidrogénes vontatás energiasűrűsége, volumen és súly szerin

A jelenleg leginkább rendelkezésre álló szürke hidrogén mellett nincs klímavédelmi jelentősége annak, ha HEMU-val szeretnénk kiváltani a dízelmotorvonatokat. Ha Paks II a buktatók ellenére felépül, az új erőmű kapacitása hidrogénelektrolízisre is felhasználható. A megújuló energia esetén érdekellentétet okoz az, hogy miközben a hidrogéngyártási kapacitást is szeretnénk kiaknázni, csak viszonylag rövid időszakokra áll rendelkezésre felesleges nap- vagy szélenergia; ezek kombinációja már gazdaságossá teheti az üzletet, mivel időben gyakran eltérnek az előállítási csúcsok.
Figyelembe kell venni, hogy jelenleg a „zöld” hidrogén ritka, keresett jószág. Előállításának felfuttatása azért lenne kívánatos, mert számos olyan iparág karbonmentesítését alapozná meg, ahol jelenleg ennek semmilyen alternatíváját nem ismerjük. Ilyen az acélgyártás: például az évi 45 millió tonnás német acélipar karbonmentesítésére 2,4 millió tonnányi „zöld” hidrogénre lenne szükség, márpedig ennek a mennyiségnek az előállítására hozzávetőlegesen a teljes 2020. évi (német) megújuló energiatermelésre lenne szükség! Az acélipar CO2-kibocsátása évi 67 millió tonna, ehhez képest az ország vasúti dízelvontatása 0,8 millió tonnát bocsátott ki, ami 0,07 millió tonnányi hidrogénnel lenne kiváltható. A vasútnak viszont a hidrogénnél nagyságrendekkel előnyösebb választási lehetősége van: a villamosított vasútüzem.

Nem a vasút az a terület, ahol a hidrogén tömeges alkalmazása érdemben tudja csökkenteni az emissziókat. A HEMU alkalmazása ezért – presztízsprojektek helyett – olyan szigetüzemekre korlátozódhat, ahol összességében előnyös lehet.

Európai kitekintés

Szerelvényei németországi üzembehelyezése alkalmából az Alstom képviselői jelezték: néhány éven belül Európa-szerte körülbelül háromezer dízel motorvonatot válthatnak ki a hidrogénhajtású szerelvények. A World Rail Market Study azzal számol, hogy 2035-ig a HEMU-k részesedése földrészünkön eléri a húsz százalékot.

Irreális viszont az elképzelés, hogy a dízeltrakciót a hidrogénüzemű vonatok teljesen kiváltsák – méghozzá az országok eltérő adottságai, különböző pénzügyi lehetőségei és energetikai prioritásai, továbbá a „zöld” üzemanyagok megjelenése, a BEMU hozzávetőleges előnyei, továbbá a teljes villamosítás, mint távlati cél miatt.


Az írás a kétheti Magyar Vasút lapban jelent meg, amely a vasúti szektor első számú vasútgazdasági lapjaként naprakészen tájékoztatja olvasóit a vasúti ágazat híreiről, és javítja a szektor reputációját a döntéshozók és a széles közvélemény körében. Az olvasók rálátnak arra a közös építkezésre, amelynek célja egy tisztább közlekedési rendszer kialakítása. Aktuális információkkal, a döntéshozók és valamennyi érintett, valamint a vasút iránt érdeklődő olvasók hiteles, objektív, naprakész tájékoztatásával segít a lap az eligazodásban a vasúti piacon.
A minden páratlan hét csütörtökén megjelenő lap az alábbi terjesztőknél érhető el: http://bit.ly/MagyarVasut
Előfizetés és további információ: magyarvasut@magyarvasut.hu

KERESÉSHEZ KEZDJEN EL GÉPELNI, MAJD NYOMJON ENTERT