Hatalmas potenciált látnak a Toyota hidrogén üzemanyagcellás elektromos technológiájában

Az amerikai szállítmányozási iparág egyértelmű támogatásáról biztosította az áruszállítás zöldítése tekintetében rendkívüli lehetőségeket rejtő, a Toyota által jegyzett zéró emissziós hidrogén üzemanyagcellás elektromos technológia térnyerését. A nemrégiben végzett a ‘Parttól partig’ névre keresztelt ZANZEFF (Zero- and Near Zero-Emission Freight Facilities – azaz zéró és közel zéró emissziós áruszállítási létesítmények) projekt Los Angeles kikötőjében ugyanis megmutatta, hogy a hidrogénhajtású teherautók jól teljesítenek mostoha körülmények között is. A szállítmányozók és a teherautóvezetők ezért készen állnak a Toyota üzemanyagcellás moduljainak felhasználására, ami Georgetown-ban még 2023-ban megkezdődik.

A Toyota a közelmúltban sikeres kísérleti projektet végzett Los Angeles kikötőjében, hogy példát szolgáltasson a zéró emissziós szállítmányozásban érkező forradalomra. A korábbi próbálkozások közül sok futott lyukra, amelyek azt igyekeztek bebizonyítani, hogy a tiszta technológiát a teherszállításnál is kompromisszum nélkül lehet használni. A legtöbb ilyen teherautót ugyanis olyanok tervezték, akik nem rendelkeztek tapasztalattal az áruszállításban. A teherautók papíron jól néztek ki, de nem tudtak megfelelően teljesíteni a való világban. Voltak szerelvények, amelyek ügyesek voltak, de nem tudtak egy teljes műszakon át dolgozni vagy csupán az átlagos munkanap töredékét voltak képesek teljesíteni.

Egészen más volt a helyzet azonban a kaliforniai San Pedróból, Észak-Amerika legnagyobb szerelvénygyárából induló projektnél. Innen a Toyota és a Kenworth által közösen fejlesztett 10 üzemanyagcellás elektromos T680-as teherautó indult útnak a Zero and Near Zero Emissions Freight Facility (ZANZEFF) ’Parttól partig’ (S2S) projektjének részeként, bizonyítva, hogy a nehézáruszállítás mostoha világában is lehetséges az emissziók részleges vagy akár teljes csökkentése a kikötők között is.

„A hidrogén utat mutat a kevés kompromisszummal járó zéró emissziós szállításhoz.” – véli Andy McGarvery, a Toyota Logistics Services vezető menedzsere, aki maga is napi szinten használja az üzemanyagcellás, nagyméretű szerelvényeket. „Ez a projekt igazán megmutatta, hogy a hidrogénnek is nagy szerepe van a megoldásban.”

A jelenleg használt teherautók sikeres zéró emissziós helyettesítésének egyik legnagyobb kihívásai azok a követelmények, amelyekre a szállítmányozóknak szükségük van munkájuk elvégzésévhez – és amelynek a dízel hajtásláncok nagyon jól tesznek eleget. Az amerikai 8-as kategóriás nyerges vontatóknak erőseknek kell lenniük, mivel gyakran akár 37 tonnás össztömeggel utaznak. A hatótáv is fontos, jellemzően 480-960 kilométerre van szükség. Órák helyett perceken belül, gyorsan kell tankolniuk, hogy minél több hasznos időt tölthessenek el az úton, hogy megtérüljön a befektetés. A jövőbe tekintve McGarvey elmondása szerint valójában csak két zéró emissziós hajtáslánc-variációból választhatnak a teherautó-gyártók: az akkumulátoros elektromosból és a hidrogénes üzemanyagcellásból.

Az akkumulátoros alternatíva arra a technológiára épül, amelyet mindannyian ismerünk. Ezt használják az elektronikai cikkekben, például mobiltelefonokban, számítógépekben, távirányítós autókban és minden más mobil készülékben is. A teherautókhoz szükséges méretben azonban minden nagyon nehéz, a hozzáadott tömeg pedig hátrányt jelent a szállítmányozási iparágban, ahol az akkumulátor által elfoglalt minden egyes kilogramm éppen ugyanannyi hasznos tehertől veszi el a helyet. Ez pedig komoly aggodalomra ad okot a szállítmányozóknál, ahol a szállított áru tömege adja a bevételt, a szerelvények pedig általában az előírt súly felső határán egyensúlyozva igyekeznek megdolgozni a maximális profitért.

A hidrogénes üzemanyagcellák és a szükséges üzemanyagtank ugyan nehezebb manapság, mint a hagyományos dízel platformok, de könnyebb, mint a jelenlegi akkumulátoros technológia. Emellett élményben is hasonlót nyújtanak, mint amihez a sofőrök hozzászoktak. Például nagyobb hatótávval rendelkezik. A Los Angeles-i kikötő projektben dolgozó teherautók hatótávja 300 mérföld, ami elég ahhoz, hogy lefedje az átlagos sofőrök 240 mérföldes napi igényét, mondta el McGarvey. Az üzemanyagcellás teherautók újabb verziói már akár a 400 mérföldes hatótávot is megközelítik. Nagyobb üzemanyagtartállyal pedig még messzebbre juthatnának.

„Kétségtelen, hogy a hidrogén kulcsfontosságú szerepet játszik a jövő szállítmányozásában.” – teszi hozzá Joe Adems, a Kenworth vezető mérnöke. „A klímaváltozás okán csökkenteni kell a teherautók szennyezését, emellett pedig a kormányzati előírások és a szállítmányozó vállalatok is zöldebb hozzáállást kívánnak. A Kenworth vásárlóinak nagy része zéró emissziós célt tűzött ki maga elé a következő 10-15 évre. A vállalat úgy kalkulál, hogy a zéró emissziós teherautók gyártása a kevesebb mint ezres példányszámról több mint 70.000-re növekszik 2030-ra és több mint 180.000-re 2040-re.” – avat be Adems. „A ZANZEFF program sikeresen demonstrálta, hogy a hidrogén üzemanyagcellás teherautók kiváló hosszútávú szállítmányozási megoldást biztosítanak, a dízelhez hasonló működés mellett. A Kenworth évtizedes tapasztalattal rendelkezik a prémium minőségű teherautók terén, a Toyota pedig ugyancsak évtizedes tudást épített fel az üzemanyagcellás technológia fejlesztésével. A program keretében végzett közös munkánk magasra tette a lécet a haszongépjárművek iparágában és kiváló alapot fektetett le a hidrogénes teherautók fejlesztéséhez.” – fogalmaz Adems.

A hidrogén üzemanyagcellás elektromos kamionok nagy előnye

Az egyik legfontosabb és legnagyobb különbség a hidrogénes és az akkumulátoros elektromos szállítmányozás során annak lehetősége, hogy a járműveket gyorsabban megtankolhatjuk és folyamatosabban működtethetjük, lehetővé téve több műszak elvégzését is egy nap alatt. A San Pedro-i projektben használt, Shell által kialakított hidrogén töltőállmások nagyon hasonlítanak a dízel töltőállomásokhoz, valójában a hidrogénes sávok pont a dízel sávok mellett vannak. A projektben résztvevő sofőrök szinte egyöntetűen megerősítették, hogy a folyamat mennyire hasonló – csupán a megfelelő töltőpisztolyt kell behelyezni. A hidrogéntartályok utántöltése általában kb. 25 percig tart, amely időtartam közel áll ahhoz a 15-20 perchez, amelyet a sofőrök általában a shopban töltenek, mielőtt ismét útnak indulnak. Az akkumulátoros elektromos járművek esetében még fejlett gyorstöltő használatával is órákig tarthat az újratöltés, ugyanakkor ez az idő azért rövidülhet a technológia előrelépésével. Jelenleg a hajós konténereket mozgató csőrös kamionok a San Pedro-i és a Long Beach-i létesítmények legnagyobb üvegházhatású gázkibocsátói, árulta el Jacob Goldber, a Los Angeles-i kikötő levegőminőség specialistája. Ez nagyobb emissziót jelent, mint az óceánjáró hajók, a kikötő kisebb hajói, a rakománymozgató gépek (például daruk) vagy a vonatok esetében. A nagyteljesítményű teherautók közel 400.000 tonna széndioxidot bocsátottak ki 2020-ban a kikötőben. Rövid szolgálati idejük alatt az S2S demonstrációs projekt keretében a 10 üzemanyagcellás teherautó ezt az emissziót 500 tonnával csökkentette. Ha széles körben őket használnánk a kikötőben minden nap megforduló 13.000 teherautó helyett, az igazán jelentős mértékben csökkentené a kikötő emisszióját.

„Kapcsolatba léptünk a szállítmányozás világával és valóban értékes, helyi tapasztalatot gyűjtöttünk arról, hogy miképpen fejlődnek a teherautók és hogyan tesztelik őket.” – avat be Goldberg. „Komoly potenciál rejlik a hidrogénben, amely gazdasági értelemben is átrendezheti a lapokat a szállítmányozásban.”

„A Los Angeles-i siker egyik fontos tényezőjét adta a szállítmányozási közösség visszajelzése.” – mutat rá Craig Scott, a Toyota Motor North America üzemanyagcellás megoldásokért felelős igazgatója. „Ez a hozzáállás már sok évvel ezelőtt is hasznosnak bizonyult a Prius fejlesztése során. A Toyota felismerte a hibrid autókkal, hogy az ügyfelek megértése fontos dolog a tömeges adoptációhoz. Ugyanez igaz a teherautókra is.” – teszi hozzá.

Sok teherautóvezető szereti a dízelmotoros vontatóját, árulja el Danny Gamboa, a Toyota egyik legelső üzemanyagcellás teherautóvezetője, aki a kikötőnél dolgozó sofőröket képezi ki. Mások szeretik a dízelmotor erejét és érzetét – hiszen már sok éve ezt szokták meg. De még a régi sofőrök számára is gyorsan megy a hidrogénes hajtásra történő átállás – osztja meg tapasztalatait Gamboa. Az egyik legelső dolog, amit Gamboa észrevett a teherautós műszak végére nem az volt, hogy nem fáradt el, hanem hogy nem volt gázolajszagú.

„Nagy különbséget jelent a nyomatékleadás is. Az üzemanyagcellás teherautónál mindig elérhető a teljes nyomaték. Olyan, mint egy hatalmas gokartot vezetni – amint lenyomja a pedált a sofőr, a teherautó nekilódul. Ez könnyebbé teszi a vezethetőséget, akár kihajtásról, akár szűk helyen való manőverezésről van szó. Amint beülnek és kipróbálják, megváltozik a gondolkodásuk.” – avat be Gamboa.

A kikötőkre jellemző környezetben, ahol a teherért fizetik a sofőröket, a gyors sorbaállás nagyobb terhet, ezáltal pedig nagyobb fizetséget jelent. A gyorsabb teherautók előnyben vannak.

„Nagy a verseny,” mondta Gamboa. „A legjobbat kell nyújtanod. A sofőrök nem vacakolnak. A gyorsabb autó kulcsfontosságú lehet.”

A demonstráció végeztével a Toyota tovább folytatja a hajtáslánc kereskedelmi forgalmazásra történő felkészítését. A következő lépés a nagyteljesítményű üzemanyagcellás modulok építése lesz a Toyota georgetowni gyárában. Lehet, hogy a kereskedelmi forgalmazásig még évek telnek el, de már sokat nem kell arra várni, hogy az üzemanyagcellás üzletág beinduljon, mondta Andrew Lund, a TMNA zéró emissziós terméktervezésért felelős vezető mérnöke.

„Az adoptálási pont közel van,” mondta Lund. „A pontos évet nehéz megjósolni. Lehet, hogy egy-két éven belül történik, lehet, hogy 2027-2028-ra. De bármikor is jön el, mi felkészülve várjuk.”

Az üzemanyagcellás technológia hálás munkaalany és lenyűgöző érzés olyan termékeket tervezni, amelyek eleget tesznek a piac elvárásainak, de végülis a legfőbb pont az, hogy segítünk jobb bolygót létrehozni magunknak. Ez pedig egybecseng a Toyota útjával. A filozófia és a hozzáállás megváltozik, az emberekhez való hozzáállással együtt, vallja Lund. A San Pedro-i projekt egyik legfontosabb aspektusa annak potenciális hatása arra, hogy a dél-kaliforniai közösség tisztább levegőhöz juthasson. Ha a hidrogén hajtású, üzemanyagcellás elektromos teherautók szélesebb körben elterjednek, hatalmas potenciállal járulnak majd hozzá a széndioxid-kibocsátás elleni harchoz.

„Teljes mértékben biztosak vagyunk benne, hogy ez egy működőképes üzleti modell, ami segíti a társadalmat,” mondta Lund. „Ez tökéletesen egybecseng a Toyota értékrendjével.”

Gamboa számára a ZANZEFF projekt személyes ügy. Long Beach-en felnőve Gamboa minden nap látta a hatalmas darukat, amelyek minden nap rengeteg konténert pakoltak. Az édesapja és a nagybátyja is itt dolgozott sofőrként és úgy gondolta, hogy jó dolog közel élni a kikötőhöz. A környéken lakó gyerekekhez hasonlóan Gamboa első munkahelye is itt volt: rakodott, majd targoncázott, végül pedig teherautózott. Csak később kezdett el Gamboa a szennyezésről, illetve annak egészségre gyakorolt hatásáról gondolkodni.

„Már gyerekként asztmás voltam,” mondta Gamboa. „Mindhárom gyerekem asztmás. A családomban senki sem volt asztmás, amíg nem költöztünk Long Beach-re. A Toyotánál végzett munkám nem a járművek eladásáról szól. Hanem a levegő és a régió megtisztításáról. Ha ezt letudjuk, a közösségnek már nem kell tovább birkóznia ezzel a teherrel.”

– írta Jeff Plungis