Energia és mobilitás zöld szemszögből

A hidrogén nem a végső válasz mindenre

2020. február 21. • írta: ZöldEnergia

A hidrogén az a csodás üzemanyag, amelyet a világ csak nem akar komolyan felhasználni. Annak ellenére, hogy időnként nagy lelkesedéssel fordul a közvélemény a hidrogén felé, mint például az 1970-es években, amikor sokak szerint ez lesz a tényleges, szennyezés nélküli olajat kiváltó üzemanyag, a tényleges felhasználás soha nem érte el a sokak által várt (vagy megálmodott) szintet, írja a Financial Times.

Fog valami a mostani fellendülés során változni? Sokak szerint igen. A mostani vélemények szerint a hidrogénre való átváltás fontos szerepet játszik a nyugati országok szén-dioxid kibocsátásának csökkentése körüli tervekben, hogy a 2050-es célokat, főleg a "net zero" ambíciókat el tudjuk érni, az igazán nehezen szénmentesíthető iparágakat is beleértve. Ezek közé tartozik a háztartási fűtés (és hűtés) és a közlekedés is, de azok a nehézipari ágazatok is, ahol a közvetlen elektromos áram felhasználás nehézségekbe ütközik, mint pl. a cement vagy acél gyártás.

A hidrogén evangelisták szeretik felemlegetni a hidrogén felhasználás előnyeit.

Ezek között a legfontosabb az, hogy a hidrogén felhasználás (égetése) során nem keletkezik szén-dioxid vagy más üvegházhatású gáz, de azt sem szabad elfelejteni, hogy a hidrogén gyakran közvetlenül — vagy csak nagyon kismértékű átalakítások után — felhasználható a jelenlegi energetikai alkalmazások területén, vagyis a már meglévő csöveket, kazánokat, stb. nem kellene óriási költségek árán újra telepíteni vagy átalakítani, és így a tényleges alacsony szén-felhasználás felé vezető út kevesebb tényleges (fizikai) akadályba ütközik.

Túl rózsás ez a jövőkép? Nos, csak úgy mint máskor, egy kicsit mélyebbre ásva már nem ilyen egyszerű a helyzet.

Nem véletlen az, hogy jelenleg a hidrogén alapú energiatermelés részesedése csak kb. 4% a teljes palettán: a hidrogén drága. Nem csak azért, mert az előállítása sokba kerül, hanem azért is, mert a szállítása, tárolása és felhasználása rendszerint különleges előírásokat és elővigyázatosságot követel meg.

A szén-dioxid kibocsátás mentes hidrogén előállítása nem ütközik technikai vagy technológiai akadályokba már most sem. Fosszilis energiahordozók esetében az egyébként kibocsátandó szén-dioxidot fel lehet fogni és tárolni (ez az úgynevezett "kék hidrogén"), de lehet hidrogént gyártani pl. elektrolízis segítségével, ahol megújuló energiaforrást használunk fel az elektromos áram termeléséhez (az úgynevezett "zöld hidrogén"). De egyik megoldás sem olcsó, sőt. Míg a földgáz alapú gyártás fajlagos költsége kb. 1 dollár kilogrammonként, addig pl. egy európai szélerőmű farm alapú áramtermeléssel összekötött elektrolízis költsége elérheti a 6 dollár/kg értéket is.

Ha a hidrogén fajlagos árát visszaszámoljuk pl. olajárra, akkor a 6 dollár/kg nagyjából 270 dolláros hordónkénti kőolaj árnak felel meg. Persze ez az ár majd csökken a felhasználás kiteljesedésével, és a megújuló energiaforrások fajlagos ára is csökkent majd idővel. A portugál napenergia árverések már most 16 dollár/MWh árral számolnak a 40–50 dollár/MWh helyett. Ilyen energiaárak mellett a hidrogén előállítása sokkal inkább kedvező. Az elektrolízis üzemek fajlagos ára is folyamatosan csökken, a 2014-es 1750 dollár/kW szintről a mostani 1200 dollár/kW szintre. A McKinsey becslése szerint minden egyes alkalommal, amikor a teljes gyártási kapacitás megduplázódik, a fajlagos előállítási költségek 9 és 13 dollár centtel csökkennek hosszútávon.

De még az ilyen szintű költségcsökkenés esetében is a jelenlegi célzott ár érték — az 1 dollár/kg hidrogén ár, ami kb 45 dollár/hordó olajárnak felel meg — egyelőre még messzire van. Azt is fontos megjegyezni, hogy ez a fajlagos költség még nem foglalja magában a szállítás, tárolás, stb. költségeit, vagyis a rövid távolságon belüli azonnali felhasználás esetein kívül ez az ár csak iránymutató lehet.

A jelenlegi és jövőbeli költségek miatt a hidrogén, ismételten, csak marginális üzemanyag alternatívaként jöhet csak szóba a cikk szerint.

Az igazán kedvező fogadtatás és a legtöbb pozitív visszajelzés, kétségtelenül, a gáz elosztó vállalatok és a hajózás felől jön jelenleg is. A nagy kérdés azonban most is az, mint ezelőtt mindig is volt, hogy ki fogja a nagy, infrastrukturális fejlesztések költségeit állni, mielőtt a tényleges kereslet kialakul. A "zöld hidrogén" csak olyan gyorsan tud elterjedni, amilyen gyorsan a megújuló energiaforrásokon alapuló elektromos áram termelés terjed, amely globálisan még mindig viszonylag kis mennyiségeket ölel fel. (Az összes többi számításba jöhető energiaforrás, mint pl. az atomenergián alapuló áramtermelés, jelentős befektetést kíván meg önmagában is.)

Eközben azt sem szabad elfelejteni, hogy az ipari méretű alkalmazáshoz szükség lesz egy garmada elektrolízis üzem telepítésére, ami több milliárd dollár értékű befektetést kíván majd meg. Nem véletlen, hogy az ipar az állami támogatások és állami befektetések megindulását várja árgus szemekkel, ahol az adófizetők pénzének kell majd bábáskodnia az új hidrogén alapú ipar megszületéséhez.

De a politikusoknak óvatosnak kell maradniuk, hiszen a közpénz jellegű források már most is komolyan támogatják a jelenlegi környezetvédelmi és klímaváltozáshoz kapcsolható kezdeményezéseket, akár magasabb adók vagy kedvezményes jövőbeli árazás keretében, amelyek mind elengedhetetlenek a jelenlegi infrastruktúra átalakításához és az új rendszer kiépítéséhez.

Vagyis nem lehet minden kérdést és felmerülő problémát állami támogatások keretében megoldani.

A központi megoldások akkor a leghatékonyabbak, ha azok a rendszer szintű irányadásra és a megoldásoktól független mértékekre, mint pl. a szén-dioxid kibocsátásra, koncentrálnak, és közben hatékonyan akadályozzák meg pl. a "maradék", energia-éhes vagy alacsony hatékonyságú iparágak exportálását más, kevésbé szigorú rendelkezéseket felvonultató országokba.

Ha a szakértők tényleg jól látják, és a jövőben a hidrogén elengedhetetlen része lesz az ipar és közlekedés átalakulásának, akkor várhatóan a befektetések is megjelennek majd idővel. Vagyis, ha tényleg lesz kereslet a szén-mentes hidrogén iránt, akkor az olaj- és földgáz-vállalatok majd megoldják a szén-dioxid tárolás technológiai és gazdasági akadályait. A (tengeri) szállítási vállalatok pedig maguk is el tudják dönteni, hogy a hidrogén alapú meghajtás tényleg jövedelmező-e a többi alacsony szén-dioxid kibocsátású megoldáshoz képest. Ha szerintük nem, akkor majd a piac alkalmazkodik ehhez. Az sem kizárható, hogy az egyik lehetséges válasz a tengeri szállítás általános csökkenése is lehet ebben az esetben.

A hidrogén alapú megoldások biztosan részei lesznek az nulla szén-dioxid kibocsátással járó gazdaságnak ott, ahol tényleg szükség lesz rájuk. A kormányok persze segíthetnek a megtérülés, az első ipari szintű alkalmazások vagy a kutatás és fejlesztés finanszírozása terén. De a legnagyobb segítséget azzal érhetik el, ha nem kötelezik el maguk egy technológia mellett, hanem inkább a közélet számára is hihető és hosszútávon is fenntartható szabályozás megteremtésére és a 2050-es célok elérésére koncentrálnak.

16 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://zoldenergia.blog.hu/api/trackback/id/tr3415483926

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

GyMasa 2020.02.21. 08:00:09

Ez elég kusza lett.
Nem lehetne egy kicsivel többet várni publikálás elött?
Én mindig megosztom az irományaimat valakivel, akinek nincs fogalma a témáról, és, ha ö legalább nagyjából érti, hogy miröl van szó, akkor az írás OK.
Javaslom a nagyit...

ZöldEnergia 2020.02.21. 11:44:47

@GyMasa: Köszönöm a visszajelzést. Nehéz egyszerre angol eredeti szöveget fordítani is, és magyarítani is. De majd írok a FT Editor-nak, hogy csak óvatosan. De azért én is csiszolok még rajta. :)

A kérdéskör meg egyébként is bonyolult és összetett is egyszerre, amit a poszt megpróbál visszaadni. A gond persze az, hogy még a lehető legvilágosabb megfogalmazás esetén is egy ilyen problémakör rendszerint már önmagában is elég ahhoz, hogy az ezzel foglalkozók legalább felét helyből összezavarja.

De legalább beszélünk róla. ;)

Laci A Lakli 2020.02.22. 15:02:40

Nekem lenne egy fontos kérdésem, amit nagyjából nem igazán látom, hogy miből is lehetne előállítani azt a sok hidrogént.
Ugyanis nagyon szép és jó, hogy van víz és felbontjuk, csak az a gond, hogy gyakorlatilag teljesen tiszta desztilált, vagy ionmentesített vizet kell hozzá használni.
Azaz, ha fúrt kútról dolgozik egy ilyen üzem az nem jó, ugyanis a vízben sok oldott ásványi anyag van, a tengervíz is hasonló.Még az eső víz sem. Nálunk a munkahelyen 2 mikro Siemens az a határ amivel dolgozik a hidrogéngenerátor.
Emiatt gyakorlatilag saját magunk állítjuk elő a megfelelő minőségű vizet a hidrogéngenerátorhoz. Tehát a nagyipari gátja az, hogy a vizet is kezelni kell kémiai úton ami mellesleg nem kevés energiával és vegyi anyagokkal is jár. Az esővizet ilyenre nem nagyon használnám.
Szóval elég sok megfelelő minőségű víz kéne, hogy kiváltsuk az a napi pármillió hordónyi olajat amit el égetünk.

ZöldEnergia 2020.02.22. 16:41:58

@Laci A Lakli: Amennyire én tudom, a Siemens új, nagyteljesítményű elektrolízis üzemei (100 MW szinten) már tengervíz közvetlen felhasználására lesznek tervezve (vagy legalább is jobban tűrik majd a magasabb sótartalmat), hiszen pl. az Északi-tengeren létrehozandó mesterséges szigetekre akarják majd őket telepíteni (remote operation)...

Laci A Lakli 2020.02.22. 17:49:11

@ZöldEnergia:
Köszi a választ, csak akkor az nem tiszta, hogy mit csinálnak a maradványvízzel :). Ugyanis az így megmaradt víznek sokkal nagyobb lesz a sótartalma amely így potenciális veszélyt jelent a környezetre. Ergó a végén igencsak sok energiát kell elhasználni mindenféleképp, hogy párologtassunk, ami már eleve kétségessé teszi a technológiát. Bár lehet, hogy az én jelenlegi tudásomat meghaladta már a technológia, de egyelőre szkeptikus vagyok.

masada 2020.02.22. 18:04:33

@Laci A Lakli: ez már meg van oldva. Mi olyan eszközt (svájci vagy spanyol is van) használunk ami sima vízzel működik. Nem kell előkezelni.

masada 2020.02.22. 18:07:05

@Laci A Lakli: a só mióta veszélyes? Ipari felhasználása végtelen

GyMasa 2020.02.22. 18:08:52

@Laci A Lakli:
Szerintem simán elég csak keringetni a vizet benne.
A bejövő "új" víz sótartalma ugye egyenlő a tengerével.
A kifolyó "sűrűbb" vízé pedig szintén egyenlő lesz a tengerével.

eßemfaßom meg áll · http://tahobloggerek.blog.hu 2020.02.23. 07:38:57

A végső válasz mindenre a 42, nem a hidrogén

eßemfaßom meg áll · http://tahobloggerek.blog.hu 2020.02.23. 07:43:33

@Laci A Lakli: okos üzletemberek meglátják a lehetőséget a nagyonsós víz felhasználásában és építenek sógyárat a hidrogéngyár mellé, és eladják az itt gyártott tengeri konyhasót zöldsó néven a himalájasó duplájáért az erre fogékonyaknak..

nyelv-ész 2020.02.23. 12:21:07

Ne menjünk el a szállítás és tárolás veszélyei mellett. Már egész kevés hidrogén is nagyot szólhat, nagyobbat, mint bármely benzinkút vagy földgáz tartály:

villanyautosok.hu/2019/06/11/felrobbant-egy-hidrogentolto-allomas-norvegiaban/

gigabursch 2020.02.23. 16:15:25

"a hidrogén felhasználás (égetése) során nem keletkezik szén-dioxid vagy más üvegházhatású gáz"

Dehogynem. Vízgőz.
Az pedig elég erősen üvegházhatású.

@eßemfaßom meg áll:
Hehehe.
Ez nekem is eszembe jutott.

Laci A Lakli 2020.02.25. 06:32:18

@GyMasa:
Ez nem ilyen egyszerű. A sokkal sósabb víz a környezetben nagy pusztítást tud végezni. Ugyanis például másabb a sűrűsége és így előbb utóbb a mélyben landol, ha nincs megfelelő áramlás ami el tudná szállítani, ekkor iszonyatosan le tudná pusztítani az élővilágot.

Laci A Lakli 2020.02.25. 06:39:40

@masada:
ÉS milyen filterek vannak benne? Milyne gyakran kell cserélni, mekkora a teljesítmény hány l hidrogén előállítására alkalmas 1 percen belül mekkora nyomáson?

GyMasa 2020.02.25. 08:31:53

@Laci A Lakli:
SZerintem lesznek mérnökök, akik ezt majd alaposan végigszámolják.
Valamiféle áramlás meg mindnehol van.
Ha más nem, akkor az ár-apály.
Az, szerintem már elég alaposan megkeveri a vizet.
Azon felül meg egyszerüen eltörpül a kivett víz mennyisége a tengerhez képest.
Végsö esetben pedig jöhet a lepárlás, és eladás prémium, "Mélytengeri só"-ként...