Adódik tehát a kérdés: mégis, miért ez a nagy felhajtás a hidrogén körül? Ez főleg két egyszerű okra vezethető vissza. Egyfelől a megújuló energiaforrások közül a nap és a szél áramtermelő ereje – mint köztudott – erősen függ az időjárástól, miközben az így termelt zöld-energiák felhasználása nem feltétlenül esik egybe a szeles és/vagy napos termelési csúcsokkal.
Az energia tárolásának ismert problémáját azonban úgy igazából a mai napig sem sikerült ipari méretekben és kellő megbízhatósággal, egyúttal elfogadható költségszint mellett megoldani.
Bár egy mobiltelefon vagy egy autó működéséhez szükséges energiát már kellőképpen olcsón és hatékonyan tudunk tárolni, de egy kisváros vagy akár egy közepes üzem több napnyi, vagy mindössze néhány órányi működéséhez szükséges energiáját nagyon nehezen tudjuk környezetkímélő és egyúttal költséghatékony és biztonságos módon, a mai technológiánk mellett eltárolni.
És itt jön képbe a hidrogén, amely a mindenütt könnyen nagy mennyiségben elérhető víz elektromos bontásával (elektrolízisével) szabadul fel, melléktermékként igen értékes, például az egészségügyben vagy az iparban másutt is használható tiszta oxigént is előállítva, a gázokhoz keverve, vagy magában, vagy üzemanyagcellákban is hasznosítható hidrogén mellett.
Csakhogy van egy nagy bökkenő: túl drága és túl rossz hatékonyságú a hidrogén vízbontással történő előállítása. Nem is meglepő így, hogy karbonsemleges, azaz úgynevezett zöld hidrogén előállítása nem jellemző ma még az energetikában.
A zöld hidrogén globális energia-mixben történő alacsony felhasználása mögött elsősorban a magas előállítási költségek állnak.
A jövő persze biztató: az amerikai Energiaügyi Minisztérium egy korábbi előrejelzése szerint az ipari hidrogén előállítási költsége a korábban jellemző kilogrammonkénti hat dollárról 2025-re két dollárra esik majd. És ahhoz, hogy érdemi energiatárolási szerepet lehessen „adni” a hidrogénnek, minderre nagy szükség is van, ám a két dolláros küszöböt ma még nem sikerült igazán megközelíteni sem, de persze vannak próbálkozások. Nézzünk ezek közül néhányat.
A szakértők szerint éppen a fenti a két dolláros ár az, amely a zöld hidrogént valóban versenyképessé teszi más üzemanyagforrásokkal szemben. A Siemens egyik innovatív leánycége, a Gamesa Renewable Energy tavaly nyáron jelentett be egy olyan szélturbina fejlesztést, amely komplex megoldással helyben, a turbinánál is képes hidrogént termelni (azaz ilyen módon áramot „raktározni”), ha éppen nincs szükség a szélturbina által termelt többletáramra.
A Dániában bemutatott fejlesztés azonban csak 2030-2035-re lesz teljesen piacérett, bár állítólag addigra a fosszilis energiahordozókkal előállított olcsó, „szürke” hidrogén árával versenyképes lesz a megoldás.
Érdemes közben azt konkrét számokkal is kiemelni, hogy a 2020-ban világszerte előállított hidrogén nagy része fosszilis tüzelőanyag-forrásokból származik.
Közelebbről: a hidrogén üzemanyag 99%-a szénalapú forrásokból származik, azaz „szürke” hidrogén. Ám a zöld hidrogénnek lényegesen alacsonyabb a szén-dioxid-kibocsátása, mint a szürke hidrogénnek. A zöld hidrogén, pontosabban a víz elektrolízisével előállított hidrogén a teljes hidrogéntermelés egészen elhanyagolható részét, kevesebb mint 0,1%-át teszi ki jelenleg!
A Siemenshez köthető projektnél is gyorsabban piacképessé tehető és látványosabb megoldással állt elő néhány ausztrál tudós a Sydney melletti Wollongongi Egyetemről. Sőt, kutatásukat egy startupba vitték, amely egyre nagyobb figyelmet kap, mivel döbbenetesen hatékony technológiát dolgoztak ki az olcsó hidrogén-elektrolízisre. Az, hogy a dolog nem csupán egy újabb „örökmozgó-átverés”, onnan is nyilvánvaló, hogy nemrég az igen neves Nature tudományos folyóiratban is megjelent az egyedülálló kutatás leírása.
A tudományos cikk megerősíti, hogy a Hysata „kapilláris táplálású elektrolíziscellája” nem kevesebb, mint 98%-os belső cellahatékonysággal képes vízből zöld hidrogént előállítani. Ez pedig már ma látványosan kenterbe veri a Nemzetközi Megújuló Energia Ügynökség (IRENA) 2050-re kitűzött hatékonysági célját, és jelentősen jobb, mint a meglévő elektrolízis technológiák. Lehetővé téve azt, hogy a hidrogén fent is emlegetett előállítási költségét kilónként 1,5 dollárra szorítsa le, végleg kitűnő energiatárolási forrássá változtatva az eddig mellőzött zöld hidrogént.
Jól tudjuk ma már, hogy pár év és a zöld hidrogén létfontosságú lesz az olyan ágazatok, mint az acélgyártás, az árufuvarozás, vagy éppen a vegyipar karbonlábnyomának drasztikus csökkentéséhez. A szakmában jól ismert tanácsadó szervezet Energy Transition Commission (ETC) várakozásai szerint a zöld hidrogén iránti kereslet 2050-re évi 500-800 millió tonnára fog nőni, hogy kielégíthessük az említett ágazatok igényeit. Mindez pedig egy új, több ezer milliárd dolláros energetikai iparágat hoz létre.
Jelenleg azonban, mint többször utaltunk rá, a zöld hidrogén túl drága ahhoz, hogy a fosszilis tüzelőanyagokkal versenyezzen, ami nagyrészt a meglévő elektrolízis-berendezések alacsony hatásfokának köszönhető. A Hysata ultra-nagy hatékonyságú elektrolízise most azonban a korábban vártnál hosszú évekkel korábban teheti versenyképessé a zöld hidrogént, felgyorsítva a globális dekarbonizácót, továbbá jelentősen növelve az energiabiztonságot. A kérdés csak az, hogy milyen gyorsan terjedhet el ipari méretekben is ez az ígéretes technológia.
Halász W Géza
