Sokat beszélünk a hidrogénről, az Európai Uniónak is nagyívű tervei vannak vele. Érdemes azonban alaposabban megvizsgálni, hogy jelenleg mekkora a szerepe, milyen potenciál lakozik benne, és mennyiért állítják elő.
Nagy tervei vannak az EU-nak a hidrogénnel
Az Európai Unió kiszolgáltatott helyzetben van az energiaforrásokra nézve, így nem véletlen, hogy az orosz-ukrán háborút követően még hangsúlyosabban igyekszik növelni hidrogéngyártási kapacitását. Már 2020-ban uniós zöldhidrogén-stratégiát fogadtak el, és a 2022-es REPowerEU terv is kitér a hidrogénre, tovább gyorsítja a hidrogén használatát és elterjedését.
A terv egyik célja, hogy 2030-ra az EU 10 millió tonna megújuló hidrogént állítson elő, és további 10 millió tonnát importáljon. (Ez jelentős növelés a 2021-es tervhez képest, amelyben még csak 5,6 millió tonna szerepelt.)
Muszáj lesz változtatni az energiaszektoron
Az IEA adatai szerint az EU energiatermelése és -fogyasztása tette ki a teljes CO2-kibocsátás 75%-át. Másik probléma, hogy az EU energiájának több mint 50%-a még most is importtól függ.
Hol tart most a hidrogén?
Energiatárolás vagy energiaforrás tekintetében a hidrogén még gyerekcipőben jár. A Nemzetközi Energiaügynökség legfrissebb adatai szerint 2021-ben 94 millió tonna hidrogént állítottunk elő világszerte. (Körülbelül 75 millió tonna tiszta hidrogént és további 45 millió tonna hidrogéngáz-keveréket.)
Bár Európa piacvezető a megújuló hidrogén előállításában, még itt is igen elenyésző a zöld hidrogén aránya. A hidrogén Európa jelenlegi energiafogyasztásának kevesebb mint 2%-át teszi ki, és elsősorban vegyi termékek, például műanyagok és műtrágya előállítására használják. A hidrogéntermelés 96%-a földgázból történik, ami jelentős mennyiségű, mintegy 70–100 millió tonna CO2-kibocsátást eredményez évente.
A hidrogén előállítása
Bár a hidrogén az Föld leggyakoribb eleme, tiszta formában alig található meg, így valamely más vegyületből kell kinyernünk, mint például a víz vagy a metán. Ennélfogva a hidrogén nem energiaforrás, hanem olyan energiahordozó, amelyet energia felhasználásával tudunk előállítani.
Előállítása még mindig szénhidrogénekhez kötődik
A gyártás túlnyomó többsége földgáz gőzzé alakításával történik. Ennek során magas hőmérsékleten (700–1100 °C-on) a vízgőz reagál a metánnal, így szén-monoxid és hidrogén keletkezik.
Másik, főként Kínában használt módszer a szén gázosítása. Ennek során a szén, az oxigén és a vízgőz magas hőmérsékleten és nagy nyomáson lép reakcióba.
A harmadik módszer a fizika óráról is ismert elektrolízis. Ennek három technológiája létezik: az alkalikus, a protonáteresztő membrános és a szilárd-oxidos elektrolízis, melyek közül az alkalikus elektrolízis a legérettebb. Ezeken kívül léteznek más eljárások is, de ipari mennyiségben ezzel a hárommal lehet termelni.
Az IEA szerint az európai hidrogén 75%-át földgázból, 23%-át szénből és a maradék 2%-ot egyéb módszerekkel állítják elő. Vízbontásos elektrolízissel a hidrogén mindössze 0,1%-át termelik csupán.
Az éves globális 75 millió tonna hidrogént hatalmas energia lenne elektrolízissel előállítani. Megközelítőleg 3,6 PWh (petawattóra, ami 1 millió gigawattórának felel meg). A világ áramtermelése jelenleg 26 PWh. (Hogy érzékeltessük, ez mennyi energia: a Golf-áramlat által szállított becsült hőáramlás energiája kb. 1,4 petawatt.)
A hidrogén előállítási költsége
Jelenleg a földgázból 1–2 dollárba kerül 1 kg hidrogén előállítása. Ezzel szemben a zöld, hidrolízissel előállított hidrogén kilónkénti ára 8–10 dollárra tehető. Az olcsóbb megújuló energiával, a bővülő beruházásokkal és a méretgazdaságosság fokozásával a piac a zöld hidrogén 8–10 dolláros árát 2030-ig 1,5 dollár alá szeretné nyomni.
A hidrogén szállítása és tárolása
A hidrogén elsődlegesen a hosszú távú energiatárolás miatt fontos. Az alapmodell az, hogy megújuló energiából hidrolízissel hidrogént állítanak elő. Ezt jelen pillanatban tartályokban, de nagyobb mennyiségben akár sóbarlangokban vagy kimerült gázmezők mélyén is tárolhatják.
Az eltárolt hidrogént, akárcsak a földgázt, amikor szükséges, áramtermelő turbinák meghajtására használják. Annyi különbséggel, hogy ebben az esetben az égéstermék nem CO2, hanem tiszta víz.
A világon jelenleg 5000 km hidrogénvezeték létezik, ami eltörpül a 3 millió kilométernyi gázvezetékhez képest. A gázvezetékek részben alkalmasak a hidrogén szállítására is, de természetesen egy új infrastruktúrát szükséges felépíteni.
Az EU-ban 2021-ben 136 hidrogénes töltőállomás volt, 2028-ra a kutak számát annyival szeretnék gyarapítani, hogy 100 kilométerenként lehessen hidrogénes töltőállomást találni.
A pillanat, amikor olcsóbb volt a hidrogén, mint a földgáz
A hidrogén előállítási ára nagyban függ attól, hogy milyen módszerrel és hol állítják elő. Ha zöld hidrogénről beszélünk, azt leghatékonyabban és legolcsóbban szélerőművekkel lehet megtermelni. A hidrogén előállítási árát alapvetően két költségtétel határozza meg: az elektrolizáló és a felhasznált áram ára.
Az energiaforrások közül Európában a szárazföldi szélenergia képes a legolcsóbban áramot biztosítani az elektrolízishez, kivéve Törökországot, ahol a napenergia felhasználása számít gazdaságosabbnak.
2022 augusztusában az a helyzet állt elő, hogy a gáz világpiaci ára olyan szédületesen magasra ugrott, hogy az Európában előállított zöld hidrogén konkrétan olcsóbb volt a földgáznál. Azóta a földgáz ára mérséklődött, de ez a páratlan eset rávilágított arra, hogy annak ellenére, hogy újra kellene gondolni az egész energiaszektorunkat, a hidrogénben valós potenciál lakozik.
Sok területen ki tudná váltani a földgázt, szinte bárhol előállítható, az ára stabil. Sőt, a zöldhidrogén-előállító kapacitás exponenciálisan nő. 2023-ban a Mol is átadja saját zöldhidrogén-üzemét, melynek éves kapacitása 1600 tonna. Más olajcégek is igyekeznek nyitni a hidrogén felé.
A jövő energiaforrása, de sokat kell még tenni érte
Sokszor hangoztatjuk, hogy a hidrogéné a jövő, de a számokból látható, hogy a jelenben még marginális, így fejleszteni kell. Egyfelől a zöld hidrogént termelő megújuló erőműveket, másfelől azt az infrastruktúrát, amely lehetővé teszi a hidrogén széles körű alkalmazását. De mindenképpen bizakodásra ad okot, hogy a fotovoltaikus napelemek 20 év alatt akkora technikai fejlődésen estek át, hogy az áruk töredékükre csökkent. Egy hasonló folyamat a hidrogén esetében is teljesen reálisnak mondható.
Kapcsolódó bejegyzések
A vártnál előbb jöhet el a hidrogén ideje Magyarországon
A magyar kormány is változtat a stratégiáján, és hosszú távon fektet a hidrogénbe. 2050-re a hazai energiamix 10 százaléka lehet hidrogén.
