A hidrogén zöldebbé teheti a jövőt – Hol tart Magyarország más európai országokhoz képest?

Az elmúlt 1-2 év fontos tanulsága volt, hogy a környezetvédelmi célok mellett az ellátásbiztonság érdekében is teljesen át kell alakítani a magyar, és az európai energiamixet. Ennek két fő eszköze a nukleáris energia és a megújuló energia nagyobb arányú felhasználása lehet. A két energiaelőállítási mód közül az atomerőművek kiszámítható, úgynevezett zsinóráramot szolgáltatnak, tehát a termelésük minimális elmozdulások mellett szinte állandónak tekinthető, viszont nem túl rugalmas. Ezzel szemben a megújuló energiatermelés a vízerőműveket leszámítva rendkívül ciklikus. Ennek a ciklikusságnak a kiegyenlítésére sokféle megoldással próbálkoznak, a legtöbb módszer azonban felvet kérdéseket, az akkumulátoros energiatárolók esetében például azt, hogy mi lesz az elhasználódott akkumulátorokkal.

Mire használhatjuk a hidrogént?

Az egyik legtisztább módja az energiában bőséges (napos/szeles) időszakokban termelődő áramtöbblet eltárolásának a hidrogén-technológia alkalmazása lehet. Ezen belül is az úgynevezett zöld hidrogéné.

Zöldhidrogén alatt azt a fajta hidrogént értjük, amit megújuló forrásból származó energia segítségével állítunk elő. Az ipar eddig is állított elő hidrogént nagy mennyiségben, ehhez azonban többnyire fosszilis energiahordozókat használnak.

Felmerülhet a kérdés, hogy milyen módon segíthet a hidrogén, ha az előállításához energiát kell eltárolni. Ahhoz, hogy ezt megértsük, fontos leszögezni, hogy a hidrogént nem mint primer energiaforrást szeretnék felhasználni, hanem egyfajta energiatároló anyagként lehet alkalmazni. Ennek lényege leegyszerűsítve, hogy a napelemparkok és szélturbinák közelében hidrogén előállító telepeket hoznak létre. A hidrogént többek közt víz bontásából lehet előállítani, ehhez alapvetően energiára, elektromos áramra van szükség és a folyamat végén oxigén és hidrogén keletkezik, ezt az eljárást pedig elektrolízisnek hívják. Zöld hidrogén esetében a szükséges áramot a már említett nap-, és szélerőművekből nyerik, méghozzá azokban a periódusokban, amikor éppen ideálisak a környezeti körülmények és olyan sok energiát tud termelni a napelem, vagy a szélturbina, amit a hálózatba nem lehet, vagy nincs értelme betáplálni.

Ebben az esetben a többlet energia gyakorlatilag el lesz tárolva a hidrogénben, amit kétféle módon lehet kinyerni. Egyrészt üzemanyagcellákban, ahol a hidrogént újra egyesítik az oxigén molekulákkal. Egy ilyen reakció során víz keletkezik és energia szabadul fel, amit például fel lehet használni egy autó meghajtására. Utóbbira jó példa a szériagyártott Toyota Mirai. Másrészt ma már vannak olyan gázturbinák, amelyek bizonyos arányban bekeverve a földgáz mellett tudnak hidrogént is használni. Az elv itt is hasonló. Ilyen módszerrel a hidrogénben eltárolt energia visszajuttatható a hálózatba olyan időszakban, amikor a megújulókkal nem lehet termelni.

Összességében tehát a hidrogén rendkívül ideális energiatárolási célokra.

A hidrogéntechnológia alkalmazásához az infrastruktúra kiépítése természetesen beruházásigényes, hosszú távon azonban mindenképpen szükség van rá.

Felfutóban az uniós hidrogéntermelés

Ezt egyre több helyen, többek közt az Európai Unióban is felismerték. Így az EU saját hidrogén stratégiát dolgozott ki, és a REPowerEU-tervben is helyet kapott ez az energiahordozó. Erre szükség is van, mivel a hidrogén részesedése 2022-ben az Unió energiatermeléséből mindössze 2 százalék volt, ami elhanyagolható. Ennél is problémásabb, hogy a felhasznált hidrogén 96 százaléka földgáz alapú energiával lett előállítva, ami CO2 kibocsátással jár, utóbbit nevezik szürke hidrogénnek. A helyezt megoldásának érdekében az Európai Bizottság jelenlegi célkitűzése, hogy a közösség területén 2030-ig 10 millió tonna zöld hidrogént állítsanak elő, és további 10 millió tonnát importáljanak az EU-ba harmadik országból.

Az EU ehhez különböző pénzügyi eszközöket is rendelt, valamint a jogszabályi háttér és elméleti háttér kidolgozását is megkezdte.

Ambiciózus brit célok

A Deloitte tanulmánya alapján ahhoz, hogy az európai kontinens tudja tartani a 2030-ig kitűzött céljait a majdani nettó zéró CO2 kibocsátás elérése érdekében, összesen 30 millió tonna zöldhidrogénre lesz szükség a kontinensen. Az eddig bejelentett projektek alapján már biztosra vehető, hogy ebből 5,2 millió tonna előállítása biztosítva lesz. Ezen túl az előrejelzések alapján további 15,1 millió tonna előállítási kapacitás is létrejöhet. A 30 millió tonnából tehát összesen több mint 20 tonna biztosítva lehet Európában. Ez a kapacitás érezhetően több, mint amivel az EU számol, de ez nem is csoda, hiszen a Deloitte kimutatása nem csak az unió területére vonatkozik. Nagy-Britanniának köszönhetően, a szükségesnek vélt kapacitás kétharmada a kontinens területén biztosítva lehet, hiszen a szigetország önmagában 10 millió tonnás kapacitást szeretne kiépíteni. A maradék hiányzó rész más nem EU tagok kapacitásaiból és vélhetően importból lesz majd biztosítva, mint azt az EU tervei is mutatják. A 10 milliós uniós kapacitásból 3 millió tonnát tervez Németország kiépíteni.

Melyik ország rendelkezik hidrogén stratégiával?

A kontinensen egyébként jelenleg Nagy-Britannia (nem EU tag), Németország és Hollandia járnak a legelőrébb a hidrogén alkalmazásában. Utóbbiak közül a Shell épp Hollandiában építi Európa legnagyobb zöldhidrogént előállító üzemét. Dánia, Portugália és Spanyolország is nyitni terveznek a hidrogén felé és a csehek, finnek, franciák, lengyelek, olaszok is támogatják a hidrogén használatát, végül, de nem utolsó sorban Magyarország is számol a hidrogénnel.

Európában egyébként jelenleg csak a fent felsorolt országok rendelkeznek hidrogén stratégiával. Számos ország, köztük Ausztria, Írország, Belgium, Horvátország, Szlovákia, Románia, Svédország egyáltalán nem dolgozott még ki saját hidrogénstratégiát.

A lengyelek némileg kilógnak a sorból, mivel ők nem zöldhidrogén előállításában gondolkoznak, hanem alacsony karbonfelhasználás mellett terveznek hidrogént előállítani. Dánia, Németország, Franciaország, Spanyolország és Portugália elsősorban elektrolízis útján előállított zöld hidrogénben gondolkoznak, míg hazánk, Olaszország, Csehország, Hollandia, Finnország, Norvégia és az Egyesült Királyság vegyesen zöldhidrogén és kék hidrogén, azaz dekarbonizált hidrogén előállítását és használatát is tervezi.

Nemzeti Hidrogénstratégia

Hazánk esetében a kitűzött célok a 2021-ben elfogadott Nemzeti Hidrogénstratégiában találhatóak. Ez alapján Magyarországon kiemelt cél, hogy 2030-ig évi 16 ezer tonnás zöld és egyéb karbonsemleges hidrogén előállítási kapacitás jöjjön létre, ezen túl évi 20 ezer tonna karbonszegény hidrogént állítsanak elő az országban. Az évtized végére emellett összesen 240 MW elektrolizáló kapacitást szeretnének létrehozni. Utóbbi a napelemparkok többlet energiáját, a Paksról származó éjszakai áramot, esetenként olcsó karbonsemleges import áramot használna.

Viszonyításként a Mátrai Erőmű jelenlegi beépített kapacitása 950 MW, így ez az elektrolizáló kapacitás elsősorban a kisebb kilengéseket áthidaló kiegyenlítő szerepet tölthet be a magyar villamosenergiarendszerben. Emellett évi minimum 2 százalékos arányban a földgázrendszerbe terveznek bekeverni hidrogént.

Zöld magyar ipar

A karbonszegény hidrogén egészét és a zöld hidrogén egy részét (évi 4 ezer tonnát) az ipar zöldítésére tervezik felhasználni. Ez évi 95 ezer tonna széndioxid kibocsátást spórolna meg. A zöldhidrogén jelentős részét emellett a közlekedés zöldítésére fordítanák.

Mindebből jól látható, hogy a hazai hidrogénstratégiában kiemelt szerep jut az ipar zöldítésének. Ez nem véletlen, hiszen jelenleg évi mintegy 160 ezer tonna hidrogént használ fel az ipar. Ezen belül jelenleg a vegyipar, az ammóniagyártás és a kőolajfinomítás a fő felhasználók. Ennek a hidrogénnek most 100 százaléka földgázból, magas széndioxidkibocsátás mellett előállított szürke hidrogén.

A tervek alapján 2030-ig a felhasználás mintegy 2 ezer tonnával nőne, viszont másik oldalon 25 ezer tonna már fenntartható forrásból származna. A 2050-ig kitűzött célok jóval ambíciózusabbak, addigra ugyanis az acéliparban és a cementgyártásban is szeretnék megnövelni a hidrogén felhasználását, míg a hidrogéntermelést szinte teljes egészében karbonszegény, illetve karbonmentes úton tervezik addigra előállítani.

A versenyképesség fenntartásához -többek közt a karbonvámok miatt- elkerülhetetlen lesz az ipar zöldítése, így például a Dunai Vasmű esetében is elengedhetetlen lesz a karbonszegény, illetve zöld hidrogén bevonása a termelésbe.

Bükkábrányi hidrogén

A tervek mellett az első hidrogénes beruházások is elindultak Magyarországon. Két éve, 2021-ben Budapesten átadták az első hidrogén üzemanyag töltőállomást.

Az első hidrogén töltőállomás átadásán a Növekedés.hu is jelen volt

Idén nyár végén pedig működésbe állították Bükkábrányban az ország első hidrogéntermelő üzemét. A lokáció azért ideális, mert jelenleg a hevesi településen működik az ország egyik legnagyobb napelemparkja. A rendszerbe állított elektrolizáló berendezés egy pilot projekt része. Az elektrolizáló berendezés a naperőmű többlet energiáját fogja majd felhasználni. Az új berendezés Közép-Európában egyedülállóan magas minőségű hidrogént fog előállítani, amit palackba tölthetnek és tisztasága miatt még az egészségügyben, gyógyszeriparban is felhasználható lesz. A bükkábrányi projekt sikere esetén mintaként szolgálhat a későbbi kapacitások kiépítéséhez.

Erőművi felhasználás

Eközben felhasználási oldalon is megtörtént az első fontos lépés. Tiszaújvárosban a Tiszai Erőműben és a Mátrai Erőműben új CCGT kombinált ciklusú gázturbinás blokkokat fognak rendszerbe állítani. Ezek alapesetben földgázt égetnek, de különlegességük, hogy 30 százalékos bekeverési arányban alkalmasak lesznek hidrogén eltüzelésére is. A hidrogént mindkét esetben az erőmű területén tervezik előállítani, napenergia felhasználásával.

Fontos első lépések

Összességében tehát az első lépések megtörténtek mind Európában, mind pedig Magyarországon. Az uniós tervekkel összhangban hazánk is elkezdte kiépíteni a saját hidrogén infrastruktúráját, amelynek az első kézzel fogható elemei már megvalósultak. A jövőben ennek a tovább fejlődése az ország energiaellátásának a biztonsága, a fenntarthatósági célok teljesülése és az ipar versenyképessége szempontjából is rendkívül fontos.