Nemrégiben vált elérhetővé az USA Energiaügyi Hivatala (DoE) számára készített, 2009-ről szóló Éves Jelentés, amelyet az Energiapolitikai Törvény (Energy Policy Act of 2005) keretében felállított, Hidrogén- és Tüzelőanyag-cella Technikai Tanácsadó Bizottság készített. Az USA a hidrogén és tüzelőanyag-cellás (H-FC) technológiák egyik vezető országának számít, az említett Bizottság pedig autentikus információforrásnak tekinthető, ezért hasznos lehet az említett jelentés néhány fontosabb megállapításának megismerése.
A cikkben bemutatásra kerül továbbá néhány adat és információ a szintén 2010 tavaszán, az USA Nemzeti Hidrogén Szövetsége (NHA) által megjelentetett, „Piaci jelentés az USA hidrogén és tüzelõanyag-cella szektoráról” címû kiadványából . A kivonatolt információkat helyenként saját megjegyzések, gondolatok egészítik ki.
A jelentés bevezetõje megemlíti, hogy különbözõ független tanulmányok – mint például az USA Tudományos Akadémiája (NAS), a Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA), és más szervezetek tanulmányai is – rávilágítanak, hogy a H-FC technológiák valós potenciált jelentenek az ország külföldi olajtól való függõségének csökkentésében és üvegházhatású-gázok kibocsátásnak mérséklésében.
Kereskedelmi terjedés 2009-ben
A tüzelõanyag-cellák növekvõ értékesítése és csökkenõ árak voltak tapasztalhatóak ezen a piacon, különösen a helyhez kötött és back-up áramforrások, továbbá az egyes anyagmozgató jármûvek területén. 2009-ben 24000 tüzelõanyag-cellás egység került értékesítésre, és ez a mennyiség 41%-os (!) növekedést jelent az elõzõ év adatához képest. (Fordítói megjegyzés: itt meg kell említeni, hogy ez a piaci növekmény egy erõteljes gazdasági válság idõszakában volt tapasztalható.)
Megjelentek a kereskedelmi igények a MW nagyságrendû, villamosenergia termelést – ezen belül részben a csúcsigények kielégítését – szolgáló FC technológiák iránt is. Néhány példa: Connecticut Villamos Közmû Hatósága engedélyt adott kilenc darab, olvadt-karbonátos tüzelõanyag-cella (MCFC), villamos hálózatra csatlakoztatott módon történõ telepítésre, összesen 27,3 MW teljesítménnyel, öt helyszínen. A dél-koreai Posco Power – szintén MCFC típusú – tüzelõanyag-cellákra adott megrendelést, összesen 68 MW teljesítménnyel.
A háztartási léptékû, kogenerációra alkalmas tüzelõanyag-cellás megoldások terén Japán tekinthetõ a vezetõ országnak. A Nippon Oil bejelentette, hogy 2500 darab háztartási FC rendszert értékesít 2009-ben.
Meghatározó japán vállalatok, mint a Toyota, Osaka Gas, Kyocera, Aisin Seiki beszámoltak arról, hogy konzorciumot hoznak létre, háztartási alkalmazásra szánt, szilárd-oxidos (SOFC) tüzelõanyag-cellák fejlesztésére. Dél-Korea kormánya is egy komoly támogatási program elindítását jelentette be, amelynek keretében 2020-ig jelentõs arányban (30-80%) támogatni fogják a háztartási FC rendszerek beszerzését. (Fordítói megjegyzés: két fontos tüzelõanyag-cella gyártó cég is dél-koreai, így egyrészrõl saját iparukat támogatják; másrészrõl Dél-Korea még a magyarországinál is súlyosabb energiaimport-függõségtõl szenved. Emiatt az állami támogatás nem tekinthetõ ablakon kidobott pénznek, hanem inkább többszörös hasznú intézkedés.)
Az anyagmozgatás egyes speciális jármûvei -, amely alatt fõként a tüzelõanyag-cellás targoncákat kell értenünk – szintén gyorsan növekedõ, és ígéretes korai piacok, mivel az FC targoncák ugyan drágábbak, mint az akkumulátorosak, de számos olyan elõnnyel bírnak, amelyek a „rendszerszintû” összköltségeiket kedvezõvé teszik. Ilyen például: nagyobb hatótávolság, sokkal rövidebb tankolási idõ (szemben az akkumulátortöltéssel), számottevõen kisebb a helyfoglalás, nagyobb a termelékenység. Egyes cégeknél akár 40 darabos FC targonca-flották mûködnek jelenleg. Ezek tankolása – az amerikai anyagkezelõ jármûvek piacán – 120 ezer alkalommal történõ hidrogén-tankolást jelentett a 2009-es évben, amely nem mellesleg értékes tapasztalatokkal szolgál a hidrogén-infrastruktúra „tanulásához”, a biztonsági szintek fejlõdéshez, további fejlesztésekhez. A 2008-as évben ugyanezen a „piacon” még csak kb. 20 ezer hidrogén-tankolás volt. A DoE egyik Technológia Validációs Programja keretében pedig 115 ezer kg hidrogén tankolása történt különbözõ jármûvekbe, amely szintén tízezres nagyságrendû tankolási alkalmat jelent.
Állami támogatások és adókedvezmények
A 2009-es év a US DoE Hidrogén K+F Programja költségvetésének majdnem számottevõ mértékû csökkenését hozta, a gazdasági visszaesés miatti általános megszorításoknak köszönhetõen, de az USA Kongresszusa a támogatás mértékének – közel eredeti szintjére történõ – visszaállítása mellett döntött. Ez a történet egyben rávilágít arra is, hogy egyrészrõl a H-FC szektor már rendelkezik némi lobbi-erõvel, másrészrõl a H-FC technológiák sokrétû elõnyei részben megjelentek a szakpolitikai döntéshozók látóterében is. A Hidrogén Program végeredményként tehát kb. 174 millió USD támogatást kap a 2010 pénzügyi évre, és 137 millió USD-t a 2011 pénzügyi évre. (Fordítói megjegyzés: összehasonlításként, az EU a Hydrogen & Fuel Cell Joint Undertaking (a jelenlegi FP7 program) keretében kb. 70-110 millió EUR éves támogatást biztosít, az összes tagállamnak együttesen, amelyet a privát szféra forrásai még kiegészítenek. Ugyanakkor az USA-ban nem csak szövetségi szinten létezik a fent említett költségvetésû hidrogén program, hanem emellett egyes államoknak – így például Kaliforniának – önálló hidrogén programja van. Továbbá, az USA-ban más kormányzati szerveknek is van a H-FC területhez kapcsolódó kezdeményezése, mint például a közlekedési minisztérium Hidrogén & Tüzelõanyag-cellás Busz Programja. Fontos megjegyezni, hogy az USA-ban állami szerepvállalás nem csak támogatásokként vagy adókedvezményekként jelenik meg, hanem a „megrendelõ állam” formájában is. Ilyennek tekinthetjük azt, amikor például az amerikai Védelmi Minisztérium (DoD) közel 90 darabos H-FC targonca-flottára adott megrendelést, különbözõ védelmi logisztikai bázisaira, vagy amikor – a költségekre kevésbé érzékeny – katonai célú tüzelõanyag-cellákra ad jelentõs volumenû megrendelést a szektor cégeinek; illetve amikor az egyik hawaii-i légvédelmi bázis megújuló energiák felhasználásán (szél- és napenergián) alapuló hidrogén-elõállítási demonstrációs projektet fogad be.)
A 2008 végén elfogadott energiaügyi jogszabályok az USA-ban kitolták a tüzelõanyag-cellás rendszerekre adható beruházási adókedvezmény határidejét 2016-ig, továbbá megemelték a maximálisan adható adókedvezmény mértékét 500-ról 1500 USD/0,5 kW/év értékre.
Technológiai fejlõdés 2009-ben
A tüzelõanyag-cellás személyautó fejlesztés eredményei bíztatóak, különösen az egy feltöltéssel megtehetõ távolság tekintetében volt számottevõ elõrehaladás. A National Renewable Energy Lab közúton végzett tesztje alapján a Toyota HighLander FC hibrid jármûve 431 mérföldes (~680 km) távolságot tudott megtenni egy tank – komprimált gáz állapotú – hidrogénnel. Az új Kia Borreo FC hibrid jármûve is 426 mérföldes hatótávolságra képes egy tankolással, és 62%-os (!) a rendszerhatékonysága. (Fordítói megjegyzés: ezen adatok is rámutatnak a fejlõdés gyorsaságára, ugyanis akár csak 3-5 éve még 200-250 mérföld körüli hatótávolságokról lehetett olvasni a hidrogén üzem jármûvek kapcsán, az akkor aktuális szakirodalmakban.) A tömegközlekedés területén 2009-ben újdonság volt, hogy egy – Proton Power gyártmányú – hármas hibrid buszt teszteltek, amelynek meghajtását tüzelõanyag-cella, akkumulátor és szuperkapacitás együttese biztosította; belsõ égésû motor nincs a jármûben. (Fordítói megjegyzés: a szintén 2009-ben indult csehországi H-FC busz projekt keretében is az említett hármas-hibrid megoldást alkalmazzák. Ez, és például a szlovén H-FC busz projekt mutatja, hogy nem csak a legnagyobb és leggazdagabb országok foglalkoznak a H-FC technológiákkal.)
A mûködõ hidrogén üzemanyagtöltõ állomások száma az USA-ban 2009-ben 69 volt, és további 38 állt tervezés alatt. A hidrogéntöltõ állomások több mint harmada egyetlen államban, Kaliforniában található, és ez az állam a California Fuel Cell Partnership keretében 50 ezer H-FC jármû üzemeltetését tervezi 2017-re.
A US DoE költségmodellje alapján, 500.000 éves darabszámú gyártás esetén a 2009-es évben, egy 80 kW-os PEM típusú, személyautókhoz használható tüzelõanyag-cella fajlagos gyártási költsége – az elérhetõ legjobb technológiával – 61 USD/kW-ra adódott, szemben az egy évvel korábbi 73 USD/kW értékkel. Ez a fajlagos költség lassan lecsökken a jelenlegi legjobb, belsõégésû motorok fajlagos költségének szintjére, tehát néhány év múlva az FC jármûvek gazdaságilag is közelítõleg versenyképessé válhatnak, ha kellõen nagy szériában történhet a gyártásuk. (Fordítói megjegyzés: meg kell említeni azt is, hogy volt olyan autógyártó, amely elállt vagy „jegelte” hidrogén autó programját, ugyanakkor 2009-ben viszont hét meghatározó autógyártó – Daimler, Ford, GM/Opel, Honda, Hyundai/KIA, Renault/Nissan, Toyota – írt alá szándéknyilatkozatot, hogy 2015-tõl „számottevõ mennyiségû” H-FC személyautó értékesítését kezdik meg. A fejlõdés és fejlesztés tehát nem egy egyértelmû és folyamatos irányvonalat követ, de a tendenciák – különösen hosszútávon gondolkodva – a tüzelõanyag-cellás jármûvek irányába mutatnak.)
Az FC-k költségcsökkentésének egyik fontos területe a (katalizátorként) szükséges platinamennyiség csökkentése. A 3M vállalat olyan MEA egységet állított elõ 2009-ben, amely 40%-kal kevesebb platinát tartalmaz, mint az egy évvel korábbi konstrukció. A Los Alamos National Laboratory pedig két olyan ígéretes katalizátor megoldást mutatott be, amelyek nem tartalmaznak platinát.
Oktatási és munkaerõpiaci helyzet
A nem technológiai jellegû tényezõk közül fontosnak véltem kiemelni, hogy az oktatásban egyre növekvõ érdeklõdéssel fordulnak a diákok a hidrogén és tüzelõanyag-cella szektor, és az ezzel kapcsolatos képzések felé. Az USA-ban jelenleg – 40 tagállam – 130 oktatási intézményében érhetõek el a hallgatók részére H-FC kurzusok (az egyetemitõl a technikusi szintig, tehát ezek nyilván eltérõ mélységû képzések); és ezek a hallgatók körében is igen vonzóak, ugyanis 2006-tól számítva 76%-kal nõtt éves szinten a H-FC kurzusokat választók száma.
A H-FC szektor az USA-ban jelenleg több mint 7000 fõnek ad állást, és a DoE tanulmánya 2020-ra 180 ezer fõre teszi a – gyorsan növekvõ, és tudásintenzívnek tekinthetõ – H-FC szektorban dolgozók számát.
Mayer Zoltán
Szóljon hozzá