Hidrogén: az arany olcsóbb lehet mint a zöld, ráadásul nekünk is van belőle
A fosszilis energiától való ódzkodás ráirányítja a figyelmet a hidrogén intenzívebb felhasználására, nemcsak energiahordozóként, de úgy is, mint a villamos energia tárolásának, gáz halmazállapotban történő szállításának egyik alternatívájára.
Jelenleg azonban ez a megoldás igen drága, így nem meglepő, hogy a világon sehol nem áll rendelkezésre elegendő mennyiségű hidrogén. Különösen szűkös a kínálat a zöld-, vagyis megújulóenergia-alapon termelt és szén-dioxid-kibocsátás nélkül előállított formájából. A kutatók ezért úgy vélik, a geológiai eredetű, geológiai formákban dúsuló, úgynevezett fehér vagy aranyhidrogén nagyban hozzájárulhat a jövő hidrogéngazdaságának fejlődéséhez.
A fosszilisek költségelőnye befoghatatlannak látszik
A Miskolci Egyetem/ME/ME Bányászat és Energia Intézetének igazgatója, Szunyog István egyetemi docens szerint sem a világ egészére nézve, sem pedig a Magyarország alatt található mennyiségről nincsenek még validált adatok, mint ahogy arról sincsenek megbízható becslések, hogy milyen befektetéssel lehetne ezt a kincset a felszínre hozni. Az viszont valószínűsíthető, hogy a bányászat költségei jócskán elmaradnak a vízbontásos technológiával előállítható zöldhidrogén termelési ráfordításaitól.
Magyarországon a kardoskúti Akvamarin projekt keretében indult el a zöldhidrogén-termelés, az ott működő elektrolizáló (vízbontó) kapacitása 2 megawatt, de Szunyog István tájékoztatása szerint további műszaki megoldások fejlesztése is napirenden van.
Ezek a termelés mellett a föld alatti tárolással és a csővezetékes szállítással is összefüggenek, és
- a Miskolci Egyetem mellett
- a Debreceni Egyetem,
- a Pannon Egyetem és
- a BME is részt vesz bennük.
Idén a Mol is üzembe helyezett egy zöldhidrogén-előállító üzemet Százhalombattán, ennek teljesítménye 10 megawatt. Folyik a próbaüzem a Bükkábrányi Energiaparkban is, amelynek sikeres lezárását követően az ottani napelemmel működő elektrolizáló további egy megawatt teljesítménnyel növeli a magyarországi zöldhidrogén-termelést.
Ezekkel a kapacitásokkal azonban a 8,6 milliárd köbméter körül alakuló, éves hazai földgázfogyasztásnak alig pár tized százalékát lehetne kiváltani.
Még a kék-, vagyis az ipari hidrogéntermelés során keletkező szén-dioxid „megfogása” mellett előállított hidrogén hasznosítása esetén is jócskán 1 százalék alatt maradó hidrogénmennyiség rendelkezésre állásával lehet számolni.
Mikor jöhet el a hidrogén térhódítása?
Nem sokkal kedvezőbb a helyzet a világgazdaság más szereplőinél sem: jelenleg a földgáz-hidrogén hasznosítás arány sehol nem haladja meg az 1 százalékot, így egyelőre nehéz megjósolni, mikor lehet a hidrogénnek számottevő gazdasági szerepe. Az ME kutatói szerint
a hidrogén egyelőre nem versenyképes a szénhidrogénekkel szemben, mivel az ipari hidrogén (szürkehidrogén) előállításához földgáz kell, a folyamat során keletkező szén-dioxid elvezetése, s ilyen módon a kékhidrogén előállítása pedig csak tovább növeli a költségeket.
A vízbontással előállítható zöldhidrogén költségei pedig még ennél is magasabbak – igaz, ezen a területen a megújuló energiák használata, újabb műszaki megoldások alkalmazása hozhat olyan megtakarítást, amivel a termelési költségek csökkenthetők.
Nem elég klímabarát, de még mindig bőven van belőle
Az üvegházhatás kialakulásához, illetve a klímaváltozáshoz a tudomány mai állása szerint a fosszilis energiahordozók nagyban hozzájárulnak, ez kétségkívül hordoz kockázatokat. Attól viszont Szunyog István szerint egyelőre biztosan nem kell tartani, hogy a fosszilis készletek kimerülése miatt kellene felgyorsítani a megújulókból származó energia nagyobb mértékű rendszerbe állítását. „Ahogy haladunk előre az időben, azt látjuk, hogy ugyan fokozatosan nő a fosszilis energiahordozók felhasználása, ám a megkutatott és bizonyított készletek legalább ugyanilyen ütemben nőnek.”
Tehát gyakorlatilag nem azt tapasztaljuk, hogy nő a kereslet, és csökkennek a bizonyított készletek, hanem azt tapasztaljuk, hogy nő a kereslet, és a bizonyított készletek is nőnek.
„Ezzel együtt tehát az én véleményem szerint még hosszú évtizedekre elegendő fosszilis energiahordozó lesz, még akkor is, ha nő a kereslet iránta világszinten. És ez ma valóban a legolcsóbb olyan energiahordozó, amit energia előállítására, közlekedésre az emberiség használni tud” – mondta a kutató.
Milliárdtonnás kincsesláda a talpunk alatt
Bár a hidrogén részarányát az energiamixben hosszú távon is csak 10-15 százalékra becsülik, a környezetvédelmi megfontolások – no meg a földgáz és az olaj kitermelési és szállítási költségeinek elképesztő emelkedése – miatt az aranyhidrogén tömeges kitermelése akár áttörést is hozhat. Dobó Zsolt, az ME Energia-, Kerámia- és Polimertechnológiai Intézet kutatója szerint ez a hidrogén elterjedését és térhódítását jelentősen gyorsíthatja.
Ezt vizionálják például azok az amerikai kutatók, akik Minnesota egy felhagyott vasbányájában észleltek hidrogénszivárgást. Szerintük akár több tízmilliárd (!) tonnát is rejthet a földkéreg, a Nebraskában hidrogénkutat fúró vállalkozás szakértői pedig úgy vélik, ebből 10 százalékot hatékonyan ki is lehetne termelni. „Rengeteg természetes hidrogén van a föld alatt, csak ki kellene termelnünk” – írja a Greenergy Market. A termelés költségei alacsonyak:
- a zöldhidrogén-előállítás 4-5,
- a szürkehidrogén-termelés kilónkénti 2 dolláros költségével szemben
- akár 0,5 dolláros áron is felszínre lehetne hozni.
Hidrogénvölgy a Bükkben
A hidrogénkitermelés és -hasznosítás kérdései erősen napirenden vannak Miskolcon is, ugyanis a város mellett az egyetem is esélyesnek látja, hogy a térségben jöjjön létre az ország első hidrogénvölgye. A város pilotprojektként a tömegközlekedést zöldítené hidrogénbuszflotta létrehozásával, amire közvetlenül az EU-tól szeretnének erre dedikált forrásokat.
Az ME számításai szerint a leghatékonyabb megoldáshoz Miskolcra vagy közvetlen vonzáskörzetébe kellene egy új elektrolizálót telepíteni, s mellé akkora felszíni tárolókapacitást kialakítani, ami lehetővé teszi, hogy
egyetlen éjszaka alatt megtankolják a buszflottát.
A fejlesztés természetesen teljesen új buszok beszerzésével is járna. A jelenlegi flotta jórészt földgázalapú, ami robbanómotoros hajtást jelent, szemben a hidrogéntechnológián alapuló megoldással, amikor is valójában villanymotorok viszik előre a járművet, ám a szükséges elektromos áramot hidrogénnel működő tüzelőanyag-cella állítja elő.
A földgázvezetékeket sem kell elfelejteni
Bencs Péter egyetemi docens, az ME Energetikai és Vegyipari Gépészeti Intézet kutatója szerint a hidrogén iránti érdeklődést Európában tovább fűti, hogy míg
a megújuló energiák jelentős része északon keletkezik, addig az ipar délen igényelné azokat.
Különösen így van ez Németországban, ahol a Ruhr-vidéknek szüksége lenne az északon megtermelődő energiára. Kézenfekvő megoldásnak tűnhet a közvetlen villamos hálózatba táplálás – ám ez, amint azt számos haváriahelyzet is bizonyítja, meglehetősen borsos árú hálózatfejlesztés nélkül veszélyezteti az ellátás biztonságot.
Jó megoldás lehet a hidrogén formájában történő tárolás és szállítás – ez az energia valóban zöld lenne, hiszen megújuló energiák felhasználásával állna elő – azonban a szállítás ebben az esetben is gond, mivel
tiszta hidrogén szállítására alkalmas gázvezetékek ugyancsak nem állnak rendelkezésre.
Kivétel persze van, Európa északi részein megkezdték a hidrogénszállításra alkalmas vezetékrendszer kiépítését, és Magyarországon – Mosonmagyaróvár környékén – is van olyan rendszer, amely erre alkalmas.
A világ más tájain folyó kutatásokkal összhangban az ME eredményei is azt igazolják, hogy tiszta hidrogén szállítására teljesen új vezetékrendszert kellene kiépíteni, amihez speciális acélból kellene csöveket gyártani.
Más a helyzet abban az esetben, ha a hidrogén földgázhoz keverve jelenik meg a vezetékekben, a keverési arány pedig néhány százalék. Ebben az esetben
kisebb átalakításokkal alkalmas lehet a jelenleg földben lévő vezetékrendszer is a szállításra.
Erre vonatkozó kutatások ugyancsak folynak a Miskolci Egyetemen, és egyelőre azt találták, hogy néhány százalék hidrogén jelenléte nem okoz kimutatható változásokat még 30-40 éves csővezetékek esetében sem.
Az EU direktívái szerint a keverési arány akár a 20 százalék hidrogénarányt is elérheti majd a földgázvezetékben, erre a terhelésre nézve további vizsgálatok folynak. E kérdés azért nagyon lényeges, mert a hidrogén önmagában szerkezeti változásokat idézhet elő a különböző anyagokban, és a földgázra beszabályozott gázkészülékeknek is van egy gázminőségi toleranciahatára.
Ipari területeken is felhasználható a hidrogén
Nem egyetemi-, hanem ipari területeken folynak már olyan kutatások is, amelyek e 20 százalékos keverési arányú gáz kombinált ciklusú erőművekre gyakorolt hatását nézik, az pedig már gyakorlat, hogy az újabb turbinákat úgy tervezik, hogy a 20 százalék alatti keverési arányú gázzal is jól működjenek.
Lényegi kérdésnek mutatkozik, hogy mivel a hidrogén térfogatra vetített energiatartalma mindössze egyharmada a földgázénak, nem jár-e rosszul a fogyasztó, ha ez a gáz is megjelenik az ipari felhasználóknál, háztartásoknál. A szakértők szerint ettől nem kell tartani, hiszen nem köbméterért, hanem a ténylegesen felhasznált földgázban rejlő energiatartalom után fizetünk.
Az persze más kérdés, hogyan fog megtérülni a szolgáltatónak, ha a földgáznál jóval drágábban előállított hidrogént is befogad majd az energiamixébe.
Jön a zöldtégla?
A világ vezető téglagyártójának számító Wienerberger is szeretné zöldíteni a gyártását, így érdeklődik a hidrogén iránt, k+f partnerként pedig a Miskolci Egyetem felé fordult. Az átálláshoz szükséges infrastruktúra egyes elemeit az egyetem laborjaiban is tesztelik, de valós ipari körülmények között is zajlanak kísérletek, amelyeket elsősorban a tiszavasvári gyáregységben végeznek.
Dobó Zsolt tájékoztatása szerint most ott tartanak, hogy
minden nyolcadik tégla zölddé tehető, vagyis földgáz helyett hidrogén felhasználásával készülhet el.
A rövid távú következő cél pedig az, hogy minden második téglára vonatkozóan ez igaz legyen, ehhez pedig már minden technológiai és fejlesztési akadály elhárult. Hosszú távú cél pedig természetesen a teljes átállás lenne.
Sziget Fesztivál: részvénycsomagokkal stabilizálnák a cég helyzetét – a korán érkezők kevesebbet fizetnek, egy rég várt felújítást is bejelentettek
