Magyarországon még várni kell, hogy a fehér hidrogén megváltoztassa az életünket

A hidrogén színtelen, vagyis se nem zöld, se nem fehér, de nem véletlen, hogy számtalan színnel jellemzik – magyarázta Lente Gábor fizikai kémikus a novemberi Tudományünnep Plusz esti előadás-sorozatának egyik rendezvényén. A Pécsi Tudományegyetem professzora évek óta részt vesz a hidrogénkutatásokban, de nem érzi magát elkötelezettnek, inkább objektív képet kívánt adni az ezen a területen látható lehetőségekről. A téma azért aktuális, mert az elmúlt egy év újdonságai az eddig kialakult képet megváltoztathatták.

Terv van bőven, de Magyarországon például nincs hol tankolni

A hidrogén nagyobb arányú felhasználásához szükséges technológiák már húsz éve is léteztek. Használata elterjedésének fő akadályai jelenleg gazdaságiak a professzor magyarázata szerint, de van szerepük a jogiaknak is. Magyarországon például azért nem lehet hidrogénüzemű járművel közlekedni, mert nincs hol hidrogént tankolni. (Az egyetlen töltő nem nyilvános, a berendezés a Linde Gáz Illatos úti telephelyén működik.) 

Például egy 2023. februári uniós rendelet szerint az Európai Unióban nem szabad eladni olyan, új személygépkocsit 2035-től, amely szén-dioxidot bocsát ki. (A rendelet átlagosan nulla kibocsátást enged meg.) Ugyanakkor ezt a 100 százalékos csökkentést azért írhatták elő Lente Gábor szerint, hogy 2024-ben az egész előírás értelmét egyetlen szám átírásával meg lehessen változtatni. A professzor felhívta a figyelmet az MTA fenntartható fejlődés elnöki bizottságának állásfoglalására is a telepítendő akkumulátorgyárak kapcsán, azaz arra, hogy még az sem biztos, hogy egy-két évtized múlva az elektromos járművek dominálják a közlekedést. 

Viszonylag új tendencia, hogy világszerte nagy pénzeket fektetnek a hidrogénhajtásba. A technológia fejlesztésére az Egyesült Államokban 7 milliárd dollárt szánnak, az Európai Parlament és Tanács most szeptemberi állásfoglalása szerint 2030. december 31-ig a TEN-T hálózat mentén, egymástól legfeljebb 200 kilométer távolságra tagországoknak nyilvános hidrogéntöltő állomásokat kell telepíteni. A töltőknek legalább 700 bar nyomásúak és napi 1 tonna összkapacitásúaknak kell lenniük. Ilyen berendezésből legalább egynek kell állnia minden városi csomópontban. 

A vállalás Magyarország esetében legalább egy tucat nyilvános hidrogéntöltőt jelentene. A tankolás nagyjából annyi ideig tart, mint a benzin esetében – vagyis sokkal rövidebb ideg, mint az elektromos autóé – és hasonló a töltőberendezés is. Kaliforniában több mint 50 nyilvános H-töltő működik, ebből sok Los Angeles közelében. Ott, ha nem is általános a hidrogén üzemű autó vásárlása, de az út járható. 

Egy bő egyéves magyarországi kormányhatározat előírja, hogy ki kell építeni egy kamionok és haszonjárművek töltésére is alkalmas nyilvános H-töltőt Tatabánya Óváros az M1-es autópálya-lehajtó parkolójában, egy 17 állásos, maximum 350 kilowattos villámtöltő-rendszer telepítésével együtt. Viszont a jogszabály nem pénzt ad a beruházáshoz, mindössze egy céget támogat abban, hogy a beruházásához uniós forrásra pályázzon. Lente Gábor a céget nem nevezte meg, csak azt közölte, hogy miközben jellemzően ipari gázokkal foglalkozó cégek foglalkoznak hidrogénnel, az érintett vállalkozásnak nincs ilyen múltja. (A hivatkozott rendeletből azonban kiderül, hogy a társaság a Elektro Kft., amelyet honlapja szerint három magyar magánszemély alapított elsősorban elektromos kivitelezésre.)

A leggyakrabban emlegetett H-autó a Toyota Mirai, de Budapesten is közlekedett kísérletként hidrogénes busz, egy Solaris Urbino. A Toyota Mirai tankjába körülbelül 5 kilogramm hidrogén fér, de 70 megapascalon (MPa), vagyis a légköri nyomás több mint hétszázszorosán. A tartálya 100 kilogrammos. Kiemelendő, és esetleg majd problémákat okozhat, hogy a hidrogén, ha kis lyukon át a környezetbe kertül, akkor sok más gázzal ellentétben a környezetet nem hűti, hanem melegíti, ezáltal öngyulladásra képes. Ezért az autóban a hidrogénből áramot előállító tüzelőanyag-elem a robbanás elkerülése érdekében nem keveri össze közvetlenül a hidrogént és az oxigént.

Folyamatosan fűteni kell a reakciókat

Lente Gábor ismertette a belső égésű motorok és a hidrogén-tüzelőanyag-elem tulajdonságait, ezeket az előadásán bemutatott (és a cikkben is szereplő) táblázat mutatja. Mivel összességében a belső égésű motorok mellett szól több érv – bár inkább a kevésbé fontos kategóriákban – manapság hidrogénüzemű belső égésű motorokat is fejlesztenek.

Bár a hidrogén tiszta üzemanyag, de ha az előállításakor szén-dioxid kerül a környezetbe, akkor nem nyerünk vele sokat – mutatott rá a professzor. Márpedig ha metánból, vagy metánból és oxigénből, illetve ha szénből és vízből indulunk ki, akkor szén-dioxid is keletkezik, ráadásul mindhárom folyamathoz több száz Celsius-fokos hőmérsékletre van szükség. A vízből való előállítás esetén nem keletkezik szén-dioxid, elég a szobahőmérséklet is, viszont sok áramra van hozzá szükség. Pillanatnyilag a metán plusz vizes módszer a legolcsóbb. Ha nem vállaljuk a reakció miatt a folyamatosan magas hőmérséklet fenntartását, akkor el kell fogadni valamennyi szén-dioxid felszabadulását.

Hidrogénszivárvány

A hidrogént attól függően, hogy milyen módon állítják elő, más-más színűnek nevezik. A szén plusz vízalapú hidrogén a fekete, a földgázból és vízből – az előbbinél kicsit kisebb, de még mindig óriási szén-dioxid-kibocsátás mellett – termelt pedig szürke. A kék hidrogén földgáz és vízalapú, ez esetben meg is kötik a szén-dioxidot, a türkiz pedig metán hőbontása után jelenik meg. Míg e négy folyamat kémia, a következő három elektrokémiai: a zöld hidrogén megújuló energia hasznosításával, elektrolízissel keletkezik, a sárga napenergiával és elektrolízissel, a rózsaszín pedig nukleáris energiával és elektrolízissel. Az újdonság a földből kinyert fehér hidrogén.

Magyarországon még várni kell

A hidrogénbányászat a hetvenes években kezdődött egy Maliban véletlenül felfedezett – víz helyett kékes lánggal, korom nélkül égő gázt – kútnál. Ma ott ezzel a hidrogénnel termelik az áramot az érintett kis falu számára, amelyben előzőleg nem volt villamos energia. A föld alatti hidrogén folyamatosan  keletkezik, vagyis valamennyire megújulónak tekinthető. Magyarországon ilyen lelőhelyről egyelőre nem tudnak a szakemberek, bár két potenciális területet számon tartanak. Igaz, nem is vizsgálják, hogy a kinyert földgáz tartalmaz-e hidrogént, míg néhány más országban (Mali mellett Ománban, a Fülöp-szigeteken, Brazíliában, Törökországban, Kansasban és Új-Kaledóniában) igen. 

Nem is fehér, hanem arany hidrogén?

Szeptemberben Dél-Ausztrália szövetségi állam bevonta a bányászható anyagok közé a hidrogént is. Az államnak már az 1930-as évekből vannak feljegyzései nagy hidrogéntartalmú lelőhelyekről. Jelenleg egy kilogramm hidrogén előállítása megújuló árammal bontott víz esetében legalább 4 euróba kerül, metán-víz reakcióval 2 euróba, viszont a spanyol tervekben szereplő fehér hidrogén csak 40-50 eurócentet vinne el. Igaz, még meg kell hozzá változtatni a helyi bányatörvényt. Az alacsony költségek alapján egyesek szerint a fehér (geológiai) hidrogént át kellene nevezni arany hidrogénnek. Most szeptemberben az USA-ban 20 millió dollárt különítettek el az ilyen feltárásokra, a fent említett hétmilliárd dollárnak egyelőre a töredékét. Nebraska államban már folyik ilyen termelés.

Lente Gábor előadása ezen a linken nézhető meg: