hidrogen_energia
Gazdaság

Versenyt fut Európa és Kína a klímaválság megoldásához kulcsfontosságú technológiáért

Jelenleg Kína gyártja a legolcsóbb elektrolizálókat a világon, de a megújuló energiával termelt zöld hidrogén előállításához szükséges új, innovatív technológiák fejlesztésében Európa jár az élen. A vízbontással karbonmentes módon hidrogént előállító elektrolizálók várhatóan alapvető elemei lesznek a gazdaság dekarbonizálásának, vagyis a klímaváltozást okozó szén-dioxid-kibocsátással járó fosszilis energiaforrásokról a tiszta, döntően megújuló energiaforrásokra való átállásnak.
A Portfolio legtöbb tartalma ingyenesen hozzáférhető, ahogy ez a cikk is.
A médiapiaci helyzet azonban folyamatosan változik: ha támogatni szeretnéd a minőségi gazdasági újságírást, és szeretnél részese lenni a Portfolio közösségnek, akkor fizess elő a Portfolio Signature cikkeire. Tudj meg többet

Amikor hidrogénstratégiáját júliusban ismertette, az Európai Bizottság egyben az elektrolizálók tömegtermelését lehetővé tevő fejlesztési versenyt is indított. A testület célja, hogy 2030-ra legkevesebb 40 gigawattnyi, akár 10 millió tonna zöld hidrogén előállítását is lehetővé tevő elektrolizáló kapacitás települjön az EU-ban. Bár egyéb előállítási módjai is ismertek, a Bizottság fő célja a nap- és szélenergia használatával történő hidrogéntermelés felfejlesztése. Ez jelentős technológiai fejlesztéseket igényel ugyan, de a testület ebben is lehetőséget lát az európai ipar számára; a stratégia szerint Európa rendkívül versenyképes a tiszta hidrogén technológiák előállításában, és helyzete a tiszta hidrogén mint energiahordozó globális elterjedéséből származó előnyök kihasználását tekintve is kedvező, a szektorba történő beruházások pedig a koronavírus-válságból való zöld gazdasági fellendülést is támogatják.

Németországban már javában épül is a világ legnagyobb, 10 megawattos úgynevezett PEM elektrolizáló üzeme. A projektet az Üzemanyagcella- és Hidrogéntechnológiai Közös Vállalkozáson (FCH-JU), egy ppp-konstrukción keresztül az EU finanszírozza. Az üzem a terv szerint 2021 elején kezdheti meg működését, és megújuló alapon termelt árammal fog napi 4 tonna, évi körülbelül 1300 tonna tiszta hidrogént előállítani. A Bizottság egyfajta mintaként tekint a projektre, mivel innovatív, megújuló alapú, továbbá összehozza az állami és a magánszektort az EU globális technológiai vezető szerepének biztosítása érdekében. Az elektrolizálók gyártását az iparági vezetőket, kormányzatokat és civil társadalmat tömörítő Európai Tiszta Hidrogén Szövetség is támogatni fogja, ezáltal megalapozva a tömegtermelést lehetővé tevő beruházásokat, valamint a tiszta hidrogén iránti keresletet az EU-ban.

hidrogen1

Európa átvette a vezetést

Napjainkban az elektrolizáló technológiák három fő típusa létezik: a már említett PEM mellett az úgynevezett alkálikus és a szilárd oxid-elektrolizáló cella (SOEC) technológiák. Bár abban mindhárom metódus megegyezik, hogy árammal hajtja végre a vízbontást, ugyanakkor különböző anyagokat, beállításokat és üzemi hőmérsékleteket alkalmaznak, így összességében eltérő erősségekkel és gyengeségekkel rendelkeznek. Jelenleg a legelterjedtebb és legolcsóbb az alkálikus technológia, e téren pedig a kínai gyártók dominálják a piacot.

A kínai gyártók átlagosan 200 USD/kilowattóra áron értékesítik az e technológián alapuló elektrolizálókat, ami 80 százalékkal olcsóbb a hasonló típusú európai gyártmányoknál,

legalább is a BloombergNEF jelentése szerint. Ez a technológia különösen népszerű Kínában, amely az alkálikus elektrolizálók globális piacának több mint 50 százalékát reprezentálja. A hatalmas kínai piacon pedig a helyi gyártók jóval nagyobb mértékben részesülnek a méretgazdaságossági, automatizálási és egyéb előnyökből, mint az EU és az Egyesült Államok gyártói saját piacaikon.

Az európai gyártók azonban átvették a vezetést az olyan innovatív technológiák terén, mint a PEM, a szilárd oxid vagy a magas nyomású elektrolizálók

- mondta Mirela Atanasiu, az FCH-JU üzemeltetési és kommunikációs vezetője az Euractivnak. Bár ezek a technológiák egyelőre jóval drágábbak, más téren ugyanakkor fontos előnyöket mutatnak a hagyományos alkálikus elektrolizálókkal szemben. A PEM például jóval kompaktabb berendezés, ráadásul a váltakozó rendelkezésre állású megújuló energiaforrásokkal való együttműködésre is alkalmasabb, dinamikus üzemelésének köszönhetően pedig rendszerbe való integrálhatósága is jobb.

Ezen tulajdonsága pedig különösen fontos az EU, illetve a Bizottság számára, mely a hidrogénre az energiarendszer költséghatékony dekarbonizációjának és integrációjának kulcsaként tekint. A pillanatnyi megújulóenergia-termeléstől, valamint az árampiaci árak alakulásától függően könnyen be- és kikapcsolható elektrolizálók megjelenésével ugyanis lehetségessé válik olyan üzleti modellek megalkotása is, amelyek kifejezetten a megújuló energiaforrások időszakos, váltakozó rendelkezésre állású jellegét aknázzák ki. Így, amikor a megújulók a felhasználást meghaladó mennyiségű áramot termelnek, az árak pedig a túlkínálat miatt nyomottak, vagy akár a negatív tartományba is kerülhetnek, a többlet zöldáramból olcsón lehet majd hidrogént előállítani.

Változó fókusz

Az olcsó, megújuló alapon elállított villamos energiával való termelés az egyik leglényegesebb elvárás a technológiával szemben, ami nagyban meghatározhatja a hidrogén versenyképességét, az elektorolizálók fejlesztésétől várható további költségcsökkentés potenciálja ugyanis korlátozottnak tűnik. A termeléshez felhasználható áram alacsony ára a hidrogén előállítási költségeit meghatározó legfontosabb tényező a Nemzetközi Energiaügynökség (IEA), illetve a szervezet 2019 nyarán publikált jelentése szerint. Az előállítási költségek ugyanakkor jelentősen függenek az áramárakat terhelő adóktól, hálózati díjaktól és az elektrolizálók kapacitáskihasználási rátáitól is, amelyek regionálisan jókora eltéréseket mutathatnak.

hidrogen2

Az ipari felhasználók igényeinek sokkal jobban megfelel egy másik innovatív technológia, a SOEC elektrolizáló, amelynek fejlesztésében szintén Európa jár élen. A körülbelül 900 Celsiu-fokon működő elektrolizálók az ipari hulladékhőt is képesek hasznosítani, ezáltal csökkentve a folyamathoz szükséges villamos energia mennyiségét.

A PEM és a SOEC technológiák terén Európa a kapcsolódó szabadalmak és publikációk száma alapján globális vezető szerepet tölt be.

Ennek egyik fő oka az lehet, hogy az FCH-JU ernyőszervezet alatt az iparág fókusza az üzemanyagcellák felől az elektrolizálók fejlesztése és gyártása felé mozdult el már évekkel ezelőtt, amikor a zöldárammal történő hidrogéntermelés előnyei nyilvánvalóvá váltak.

Miután az elektrolízis lényegében az üzemanyagcella működtetésének fordított módját jelenti, ekkorra már számos társaság jelentős, az elektrolizálók gyártásában is hasznosítható tudással rendelkezett, jó alapot teremtve a fejlesztésekhez. Az európai innovációs előnyt az időben történt felismerést és irányváltást követően az FCH-JU agresszív politikája is erősíti, melynek köszönhetően a már említett épülő németországi üzem előtt Linzben már tavaly év végén megkezdhette működését a világ akkori legnagyobb, zöld hidrogént termelő elektrolizálója, de a 2 megawattos tervezett rotterdami SOEC elektrolizáló is említhető például.

Import és kék hidrogén

A zöld hidrogén termelésének természetesen alapfeltétele az is, hogy elegendő mennyiségű megújuló alapon termelt villamos energia is elérhető legyen. Az EU felhasználásának jelenleg mintegy 32 százalékát fedezi a zöld áram, ezért az a lehetőség is felvetült, hogy Európa importálhatna is zöld hidrogént olyan országokból, ahol bőséges mennyiségben és olcsón lehet a megújuló villamos energiát megtermelni. Erre tekintettel a Hydrogen Europe iparági szervezet szerint az Európai Bizottság által megcélzott 40 GW uniós elektrolizáló kapacitás megépítése mellett ugyanekkora mennyiséget lenne szükséges importálni is.

Az olaj- és gázipar közben a fosszilis alapú hidrogéntermelést ellenzőkkel szemben amellett érvel, hogy az uniós hidrogénpiac megteremtése érdekében először a CCS-, vagy CCUS-technológiával kombinált földgáz alapú kék hidrogén gyártást kellene felfuttatni. Az Eurogas tanulmánya szerint a 2050-es karbonsemlegesség elérése érdekében Európa már egyszerűen nem késlekedhet, és minden szóba jöhető megoldást alkalmaznia kell, így a szén-dioxid felszín alatti leválasztásával és tárolásával kombinált földgáz-alapú előállítást is, ami szerintük nem opció, hanem jelen helyzetben más sokkal inkább szükségszerűség.

Energiatároló és hiánypótló másodlagos energiahordozó

Sokak szerint a hidrogén jelentheti az energiaátmenet utolsó láncszemét, mivel az éppen fel nem használt megújuló energiát vízbontásra használva megoldást kínálhat nagy mennyiségű energia hosszabb időre való tárolására, amire a lítiumion-akkumulátorok csak korlátozottan képesek. Másodlagos energiahordozóként széles körű felhasználási lehetőségeivel olyan területeken válthatja ki a fosszilis energiaforrásokat, ahol ez a leginkább problémásnak tűnt, például a nehéziparban, a hosszú távú szállításban vagy az ingatlanok fűtésében. A hidrogén égése során üvegházhatású gáz helyett mindössze víz (és egy kis hő) keletkezik melléktermékként, és bár meglehetősen robbanásveszélyes, sok szempontból tehát optimális választásnak tűnik az energiarendszerek klímasemlegessé alakításához.

A szén-dioxid-kibocsátástól mentes, megújuló energia felhasználásával előállítható úgynevezett zöld hidrogén gazdaságos, kereskedelmi célú tömegtermelése egyelőre nem megoldott. Az iparban jelenleg is használt hidrogént földgázból és földgázzal állítják elő, az úgynevezett szürke hidrogén egy tonnájának megtermelése során azonban 7-9 tonna szén-dioxid is képződik. A gyártás során képződő szén-dioxid felszín alatti leválasztásával, hasznosításával és tárolásásával (CCUS) kombinálva maga az eljárás dekarbonizálható, de egyrészt igencsak költséges, másrészt az úgynevezett kék hidrogén előállítása továbbra is fosszilis alapanyagra és energiahordozóra támaszkodik. Bár a szürke és kék hidrogén előállítása egyelőre még jóval olcsóbb, mint a zöld hidrogéné, az ehhez szükséges elektrolizáló technológia költsége célzott innovációval viszonylag ütemesen leszorítható a várakozások szerint.

Címlapkép: Getty Images

vera jourova europai bizottsag magyarorszag orban viktor lemondas felszolit
forint mnb épület sötét magyar jegybank
bét
bika3
varsó
müller cecília operatív törzs
Aria Hotel Budapest High Note SkyBar
Friss hírek TÖBB FRISS HÍR
Online előadás
A-tól Z-ig átvesszük a platform funkcióit és a megbízástípusokat.
Online előadás
Legfontosabb aktualitások, elemzés, ötletelés.
Portfolio hírlevél
Ne maradjon le a friss hírekről!
Iratkozzon fel megújult, mobilbarát
hírleveleinkre és járjon mindenki előtt.

Eladó új építésű lakások

Válogass több ezer új lakóparki lakás közül Budán, Pesten, az agglomerációban, vagy vidéken.

Infostart.hu
2020. október 8.
Budapest Economic Forum 2020
2020. november 10.
Öngondoskodás 2020
2020. november 10.
Portfolio Private Health Forum 2020
2020. november 11.
Energy Investment Forum 2020
forint mnb épület sötét magyar jegybank