Vetyä pyttyyn – JCB:ltä mullistavia käyttökohteita alkuaineista yleisimmälle

Brittiläinen työkonejätti JCB on esitellyt perin mielenkiintoisen voimanlähdevaihtoehdon sekä polttokennokaivinkoneen – ennen kollegoitaan Kaukoidässä.

Vedystä puhutaan tulevaisuuden polttoaineena paljon, mutta sillä tuntuu olevan vaikeuksia lyödä itseään läpi. Tähän on kaksi merkittävää syytä: jakelun järjestäminen sekä polttokennotekniikan kalleus. JCB on nyt lähtenyt ratkomaan ongelmista jälkimmäistä yhdistämällä perinteisen mäntämoottorin vetypolttoaineeseen. Samaan aikaan brittivalmistaja on esittelemässä myös kaivinkoneen, joka saa voimansa vedystä tässä tapauksessa perinteisen polttokennon kautta. Kone on nyt ollut testikäytössä reilun vuoden verran, ja tulokset ovat lupaavia.

JCB:n vetyinnostus selittyy lyhyellä sukuselvityksellä. Yrityksen perusti vuonna 1945 Joseph Cyril Bamford (J. C. B.). Hänen poikansa, JCB:n nykyinen toimitusjohtaja sekä myös Yhdistyneen kuningaskunnan parlamentin ylähuoneen ainaisjäsen lordi Anthony Bamford peri yrityksen ja sen johtajuuden isältään. Anthony Bamfordin poika Jo taas työskenteli JCB:llä, kunnes siirtyi Ryse Hydrogenin vetybisnekseen. Näin perheestä löytyi omasta takaa hyvä syy lähteä kehittämään vetykäyttöisiä työkoneita. Toki useita muitakin syitä löytyi, kuten alla kerromme.

Lordi Bamford uskoo vakaasti vetyyn ja erityisesti siihen, että se on täyssähköä huomattavasti parempi ratkaisu ainakin työkoneiden osa-alueella. Jos sähköautolla ajetaan vain esimerkiksi työhön tai harrastukseen, riittää sen kapasiteetti useimmissa tapauksissa näihin. Mutta työkoneella ansaitaan rahaa ja se on raskaassa käytössä työmaalla koko päivän. Kuinka konetta ladattaisiin työmaaolosuhteissa, ja kuinka paljon sen paino nousisi valtavan akuston vuoksi? Esimerkiksi 20-tonnisen kaivinkoneen kohdalla peräti kahdeksalla tonnilla. Lordi Bamfordin oman arvion mukaan myös täyssähköisen kaivinkoneen hinta pomppaisi kerralla tuplaksi. JCB:llä on toki täyssähköinenkin mallistonsa, mutta se kattaa vain kevyimmän sarjan koneita.

Lordi uskoo edelleen polttomoottoriin, pitäen sitä monin puolin hyvänä tulevaisuuden ratkaisuna, kunhan polttoaine vain on oikeanlaista. Raskaat työkoneet ovat testialustoina erinomaisia niiden työn vaativuuden vuoksi. Tulevaisuudessa tässä jutussa esiteltävää tekniikkaa halutaan soveltaa myös muissa käyttötarkoituksissa.

Maailman ensimmäinen kaivinkone polttokennolla

Vetykaivinkone perustuu varmaksi testattuun tuotteeseen, JCB 220X-sarjaan. Dieselkäyttöisenä koneen käyttöpaino on noin 23 700 kilogrammaa ja sillä hoituvat helposti esimerkiksi omakotitalon pohjatyöt. Nelisylinterisen, 4,8-litraisen Dieselmax-voimanlähteen teho on 173 hevosvoimaa ja maksimivääntö 690 newtonmetriä. Se ei kuulosta massoihin nähden kovin paljolta, mutta kaivinkoneessa moottorin päätehtävä on ruokkia hydraulijärjestelmää, mihin siltä ei vaadita mitään erityisen järisyttävää tehokapasiteettia. Se on sinänsä ihan hyvä juttu polttokennoteknologian kannalta, kuten myös energiatarpeen tasapaksuisuus.

JCB:n lisäksi myös Hyundai Construction Equipment on tulossa vetykisaan mukaan ilmoittamalla aikeensa vetykäyttöisten kaivinkoneiden sarjatuotannon aloittamisesta vuonna 2023. JCB:n osalta maailman ensimmäisestä unelmasta todeksi muuttuneesta vetykaivinkoneesta on julkaistu joitakin kuvia, mutta toistaiseksi vain vähän tietoa. Sen sijaan toisesta varsin mielenkiintoisesta vetysovelluksesta tiedämme jotakin.

Vedyllä ruokittu mäntämoottori

Polttokennon lisäksi vedyn polttamiseen löytyy toinenkin, melko hurjasti edullisempi keino, joka omalla tavallaan tulisi ihan ensimmäisenä mieleen. Se on vetypolttoaineen käyttäminen tavanomaisessa mäntämoottorissa. JCB on kehittänyt tällaisen moottorin pohjautuen vahvasti Dieselmax 448:aan, jonka ominaisuuksia kertasimmekin jo yllä. Vetymoottori jakaa perusasiat kuten sylinterilohkonsa dieselversion kanssa. Uutta ovat sen sijaan asiat sylinterinkannessa, jossa lähes kaikki on erilaista kuin dieselissä.

Vetykäyttöisen mäntämoottorin tekeminen ei ole yhtään kalliimpaa kuin vastaavan perinteisemmillä polttoaineilla käyvien eli lähtökohdat ovat tätä katsoen paljon täyssähkö- ja polttokennokoneita paremmat. Ainoastaan vedynjakelu ja sen säilytys koneessa tulevat aiheuttamaan ylimääräisiä kustannuksia. JCB onkin suunnitellut työmaajakelua varten erillisen vetykontin. Kuvan kaltainen kauhakuormaaja toimii viidellä kilolla paineistettua vetyä kymmenisen tuntia, vedyn energiasisältö kun on dieseliin verrattuna ihan toista.

Vetymoottorin pakoputkesta tulee ulos näkyvää valkoista vesihöyryä, aivan kuten höyrykoneesta. Sen ääni on huomattavasti lähempänä bensiini- kuin dieselmoottoria.

Lordi Bamford paljastaa, että kun maailman ensimmäinen polttomoottori patentoitiin jo vuonna 1807, se oli itse asiassa nimenomaan vetykäyttöinen. Tässä sveitsiläisen François Isaac de Rivazin vetymoottorissa oli kipinäsytytys. On hassua ajatella, että suurin osa nyt kovasti tapetilla olevista teknologioista ovat itse asiassa olleet olemassa jo valtavan pitkään.

Lähteet: JCB, Constructionglobal.com Kuvat: JCB Teksti: Benjamin Helander

Lisää aiheesta

• 70 000 euron ympäristöauto – Päästöt pelkkää vesihöyryä
• Honda lopettaa kolmen mallin tuotannon – listalla mukana vetyauto Clarity
• ”Ehkä myöhemmin” – Audin polttokennosuunnitelmat vuosien päässä
• BMW esittelee vetysuunnitelmiaan – sarjatuotantoon 2025
• Boschilla uskotaan: vedystä voisi olla myös polttomoottoreihin
• Vaihtoehtoiset polttoaineet raskaassa liikenteessä – missä mennään?
• Merten mirai – maailman ensimmäinen vetykäyttöinen matkustaja-autolautta tähtää liikenteeseen 2027