Nem csak napelemben érdemes gondolkodni: nemsokára a háztartásokban is megjelenhet a zöld hidrogén

Az energetikai szektor a megújulók egyre erőteljesebb térnyerésével egyre komplexebbé válik, hogyan jutott oda a hagyományos földgáztárolással foglalkozó MFGT Zrt., hogy hidrogént állítson elő?

Kriston Ákos: Az Akvamarin projekt keretében Kardoskúton üzembe helyeztünk egy 2 megawatt teljesítményű elektrolizálót, amely a villamos hálózaton keletkező többlettermelést képes vízbontással hidrogénné alakítani. A Magyar Földgáztároló alapvetően azért kezdett el a hidrogénnel foglalkozni, mert nálunk rendelkezésre áll az az infrastruktúra, amely lehetőséget ad rá, hogy belépjünk a villamosenergia kiegyenlítő szolgáltatások piacára.

Az úgynevezett kiegyenlítő szolgáltatásokra azért van szükség, mert a villamosenergia hálózatban a megújuló energiaforrások kevésbé tervezhetően termelnek, mint a fosszilis energiahordozók vagy akár az atomenergia, ezért amikor az aktuális fogyasztáson felül többlettermelés történik, a fölösleges energiát ki kell venni a rendszerből. Ez sokféle módon történhet, az egyik módszer, hogy valamilyen plusz fogyasztást hozunk be: az elektrolizáló éppen ilyen, amely ezt az energiát hidrogénné alakítja át, ami így hosszú távon tárolhatóvá válik, a későbbiekben pedig visszaalakítható elektromos árammá és újra betáplálható a rendszerbe, amikor az szükségessé válik.

Önmagában ez a 2 megawatt a villamosenergia rendszer egészét tekintve jelentősnek ugyan nem mondható, de egy virtuális erőmű csomag részeként, amelyben más partnerek megoldásaival együtt nyújtunk kiegyenlítő szolgáltatást, már érzékelhető hányadot ér el. A projekt összberuházási értéke közel 5,7 milliárd forint, amiből 2,4 milliárd a kormány és a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal közös pályázatán nyert támogatás, a fennmaradó részt az MFGT önerőből biztosítja.

A kiegyenlítő szolgáltatások piacán a MAVIR körülbelül 300 megawatt kapacitást köt le, amivel az esetleges ingadozásokat kezelni tudja, ezeket eddig jellemzően gázmotorokkal, gázturbinákkal oldották meg, illetve megjelentek a nagyteljesítményű akkumulátorok is piacon. Ezekhez képest mennyire hatékony az elektrolizálóval előállított hidrogén?

K. Á.: Gazdasági alapon vett megtérülésről egyelőre korai beszélni, a kezdeti beruházás nagyon magas, ezért nehéz megmondani, hogy mikortól lehet ez egy rentábilis üzleti vállalkozás. Az elektrolizáló hatásfoka ötven és hatvan százalék között van, továbbá a visszatáplálásnak is lesz energiaigénye, de tekintve, hogy többletenergiát használunk fel, jelenleg ez nem olyan fájdalmas veszteség. Bizakodásra ad okot, hogy nagyon hasonló a helyzet a megújuló energiaforrásokéhoz, kezdetben a naperőmű, szélerőmű beruházásokat is csak azért kezdték el, mert államilag támogatott volt, piaci alapon egyetlen kalandor sem vágott volna bele.

Bohner Zsolt.: A gazdasági megfontoláson túl, ugyanakkor van egy nagyon erős környezeti nyomás: az ipari forradalom kezdetén volt 286 ppm (az egész milliomod része) széndioxid a levegőben, ez mára 400 ppm fölé emelkedett. (A klímakutatók többsége szerint a 450 ppm-es légköri szén-dioxid-koncentráció már visszafordíthatatlan következményekkel járna az éghajlatváltozás szempontjából – a szerk.) A dekarbonizációs célok, amiket uniós és nemzetállami szinten is megfogalmaztak nem érhetők el, ha pusztán gazdasági alapon vizsgáljuk a problémát, itt egyszerűen a jövőbeli élet lehetősége a Földön a tét. Tehát ezt a problémát meg kell oldani, és itt két lehetősége van a jogalkotónak: vagy támogatja ezeket a kezdeményezéseket szubvencionálisan, mint például az Akvamarin projekt esetében, vagy a másik oldalon a fosszilis energia felhasználókat bünteti kvótákkal.

Magyarországon körülbelül egy tucat óriáscég felelős a CO2-kibocsátás egy döntő hányadáért, és a kötelező kvóták bevezetésével ezek a meghatározó súllyal bíró piaci szereplők nehéz helyzetbe kerülnek, főleg úgy, hogy például a legnagyobb vegyipari gyártók az újonnan épített kapacitásaikat is szürke hidrogén alapú működésre rendezték be, pusztán a gazdasági megfontolások alapján. De közben azt is látni kell, hogy

amíg néhány éve a tisztán piaci alapon elektrolízissel előállított zöld hidrogén még 4-5-ször került többe, mint a földgázból, CO2-emisszió mellett készülő szürke hidrogén, addig mára ez az arány már csak 1:2-höz.

Milyen módokon lehet hasznosítani az elektrolízissel előállított zöld hidrogént, melyek azok a területek, iparágak, ahol minél előbb teret nyerhet, a piaci szereplők számára legkevesebb áldozattal járhat az átállás, miközben jelentős hatás érhető el például CO2-kibocsátás szempontjából?

B. Zs.: Alapvetően az elektrolizáló kapcsán két lehetőség merül fel a hidrogén hasznosítására, az egyik a helyben, pufferekben való tárolás és valamilyen célú helyi felhasználása, az adott cég működését támogatva és kiváltva fosszilis energiahordozókat, például a hálózatba visszatáplálni egy üzemanyagcella segítségével. A másik lehetőség a hidrogén elszállítása és értékesítése például olyan ipari gyártók felé, amelyeknek működésük során jelentős hidrogénigényük keletkezik. A Messer elsősorban ez utóbbi lehetőség kapcsán kapcsolódik az Akvamarin projekthez, egy szállítási szerződést kötöttünk az MFGT-vel, hiszen mint iparigáz előállítónak nemcsak a megfelelő felvevőpiaccal van meg a kapcsolatunk, de rendelkezünk a szükséges készségekkel és eszközökkel, és nem utolsó sorban a hidrogén kapcsán több évtizedes tapasztalattal.

A hazai Nemzeti Hidrogénstratégia a dekarbonizációs célokat 4 alapra helyezi, ebből az egyik az említett nagyfogyasztók, amelyek jelenleg fosszilis alapú hidrogéngyártás keretében fedezik igényeiket. Ilyen például a Mol százhalombattai olajfinomítója, a Dunai Finomító (DuFi), vagy a BorsodChem Kazincbarcikán, és a nemsokára induló poliolgyár Tiszaújvárosban. Ezek jelenleg fosszilis alapon, földgázból és vízgőzből, úgynevezett gőzreformálással, szintézisgáz gyártással állítják elő az úgynevezett szürke hidrogént.

Az egyik hosszú távú cél ezeknek a nagyfogyasztóknak a majdani zöldítése, tehát elektrolizálóval előállítani a számukra szükséges hidrogént.

Másik lehetőség a mobilizációs láb, az árufuvarozásban vagy a tömegközlekedésben a hidrogén egy olyan hajtást tud biztosítani, ahol nincs széndioxid vagy egyéb károsanyag kibocsátás. Amennyiben tehát az MFGT nem használja fel a hidrogént a telephelyén saját működésének zöldítésére, a Messernek megvannak a megfelelő eszközei elszállítani és a közlekedés üzemanyagává tenni azt. De ott van még a már említett energiatárolási funkció, amivel a kiegyenlítő piacra lehet belépni, de járható út lehet a hidrogén bekeverése a földgázhálózatba is.

Ugyanakkor legrentábilisabb felhasználási módja ma a hidrogénnek, ha közvetlenül az ipari felhasználókhoz kerül, és ott a szürkehidrogén egy részét tudja kiváltani.

Energiatárolási szempontból mik az előnyei a hidrogénnek az akkumulátorokkal szemben, mik az MFGT stratégiai tervei a hidrogénnel?

K.Á.: A hosszú távú villamosenergia-tárolás technológiája Magyarországon egyelőre nem létezik, ehhez rengeteg kísérletet el kell még végezni, és rengeteg erőforrást kell befektetni.

Az MFGT hosszú távú terve, hogy az említett, hálózati többletenergiából elektrolizálóval előállított hidrogént a meglévő földgáztároló rétegbe sajtolja le nagy mennyiségben, millió köbmétereket,

amit akkor táplálunk vissza a hálózatba – ismét villamosenergia formájában, üzemanyagcellát használva–, amikor arra szükség lesz.

Az akkumulátorok pár órás tárolási képességéhez képest egy ilyen gáztározó mező hónapokig, akár évekig is képes az energiatárolásra. Hasonló, sókavernás gáztárolót használnak erre a célra Európában, tehát ez egy működő technológia, de olyan porózus kőzetű tározót, mint amilyen nekünk rendelkezésre áll, még nem használnak. Ennek lehetőségeit jelenleg vizsgáljuk, a HyUSPRe (Hydrogen Underground Storage in Porous Reservoirs) projekt keretében végzünk kőzettani kutatásokat, aminek eredményei várhatóan jövő májusban lesznek meg. Reményeink szerint az fog kiderülni, hogy Kardoskúton pár tíz millió köbméter hidrogént fogunk tudni tárolni a föld alatt.

Ha működik az elképzelés, és alkalmas a terület a hidrogén tárolására, milyen lehetőségek vannak a további felhasználására?

K. Á.:

Az egyik kézenfekvő megoldás, ha a meglévő földgázhálózatba pumpáljuk a hidrogént, így zöldítve akár a lakossági energiafelhasználást.

Itt azonban fontos tényező, hogy milyen mennyiségben lehet hidrogént keverni a földgázt szállító csőhálózatokba, de az sem mellékes, hogy a háztartási fogyasztók kazánja vagy berendezése milyen hidrogén koncentráció befogadására alkalmas. Előbbire vannak elméleti adataink, korábbi felméréseink szerint ez egy 20% körüli hozzákeverést enged, de a nemzeti stratégiában egyelőre 2 százalékos keverés az előirányzott, ennyit bír el a hálózat jelenlegi formájában biztonsággal.

B. Zs.: A hálózattal kapcsolatban az a legnagyobb aggály, hogy szénacél vezetékek alkotják, a hidrogénnek pedig van egy olyan tulajdonsága, hogy az acélnak a szívósságát, szilárdságát biztosító szenet metán formájában ki tudja oldani, ezzel ellágyítva az anyagot. De ez nem a régi öntöttvas vezetékeknél merül fel, hanem sokkal inkább az újonnan beépített, hegtoldatos szerelvények, szelepek jelenthetnek problémát, amelyeknél hosszú távon repedések keletkezhetnek. Ezért fontos, hogy a hidrogén rendszereknek mindig hidrogénálló acélból kell készülnie, amit egy molibdén nevű ötvözővel lehet elérni. Ezek a rendszerek nem erre épültek, nem vették figyelembe azt a szempontot, hogy itt hidrogén valamilyen mennyiségben, koncentrációban egyszer jelen lesz. Ezért jelenleg a kétszázalékos keverés az, ami biztonsággal elfogadható.

K. Á.: Ugyanakkor a kapcsolódó jogszabály jelenleg még ezt sem teszi egyértelműen lehetővé, de az Energiahivataltól arra kaptunk ígéretet, hogy év végéig ennek megteremtik a jogszabályi hátterét.

Melyek azok a területek a hidrogén-felhasználás kapcsán, ahol még hiányosak a hatósági előírások?

B. Zs.: Ha például a Nemzeti Hidrogénstratégia legkönnyebben megvalósítható lábát, a mobilitást vesszük, akkor is azzal szembesülünk, hogy miközben a közelmúltban is adott a Messer egy tender keretében árajánlatot hidrogénhajtású buszok ellátásra, addig a jövedéki törvény a mai napig nem tér ki a hidrogénre, mint üzemanyagra, így nem tudni, milyen adókulcs vonatkozik rá. Ezzel kapcsolatban már kerestük a Pénzügyminisztériumot is állásfoglalásért, de nem kaptunk egyértelmű választ. Más kérdés, hogyha támogatni szeretnénk a technológiát, akkor ezt egy 0 százalékos adókulccsal volna érdemes bevonni a jövedéki adóköteles termékek körébe.

K. Á.: Amikor elkezdtük az Akvamarin projekt építési előkészületeit ott érthető módon elég komoly engedélyezési eljáráson kellett keresztül menni, és a tapasztalat az volt, hogy a hatóságok a gáztároló területén létesítendő hidrogén technológiát illetően nem igazán kompetensek az engedélyezési kérdésekben, egyik hatóságtól mentünk a másikig, és végül sikerült megoldani. Nyilvánvalóvá vált, hogy az ezzel a tevékenységgel kapcsolatos engedélyek kiadása ma még egy szintén avatatlan terület.

De a zöld hidrogén kérdése még az uniós szabályozás szintjén sem igazán tisztázott, tehát hogy pontosan mi tartozhat bele ebbe a kategóriába, például a jövőben a kardoskúti kiegyenlítői szolgáltatásunk beletartozik-e ebbe a kategóriába vagy sem. Mert ha lenne egy naperőművünk és az onnan nyert villamosenergiával működne az elektrolizáló, az egyértelműen zöld tanúsítást kapna, de ha a hálózatból veszem ki ezt az áramot kiegyensúlyozási célból, már nem ilyen egyértelmű a helyzet, a szabályozás nem ad erre vonatkozóan biztos támpontot.

B. Zs.: Mindazonáltal én hiszek benne, hogy ha a méretgazdaságosság okán a technológia elterjed, akkor nem feltétlen lesz drágább a zöld hidrogén a kvótával sújtott szürkével szemben, ezt az elmúlt évek tendenciája is alátámasztja, a korábbi 4-5-szörös beruházási költség mára körülbelül már csak a duplája, és ez is a jelenlegi alacsony földgázáraknak köszönhető, de ez nem lesz mindig így. Másik megközelítés pedig, hogy ha akarunk dekarbonizálni, akkor annak ez az ára.

A cikk megjelenését a Messer Hungarogáz Kft. támogatta.

Címlapkép forrása: Akos Stiller via Portfolio