Hogy lesz így a hidrogén a jövő energiahordozója? Túl sok a nyitott kérdés

Az Európai Unió egyik kulcsfontosságú környezettudatossági célkitűzése, hogy 2030-ig minimum 55 százalékkal csökkentse az üvegházhatású gázok kibocsátását az 1990-es értékhez képest. Ezt az Unió számos alacsony, illetve zéró szén-dioxid kibocsátással bíró energiahordozók termelésével, illetve felhasználásával érné el, melyek között – más technológiák mellett – a hidrogén is helyet kap. A nyáron elfogadott „Fit for 55” javaslatcsomag a hidrogén közlekedésben való felhasználását szorgalmazza, elsősorban a helyi járatú városi buszok, a kereskedelmi flották (pl. taxik), valamint egyes vasúti hálózatok esetében. A javaslatcsomag megállapítja, hogy ezt jelenleg leginkább az üzemanyagutántöltő-infrastruktúra alulfejlettsége korlátozza.

Ennek megoldása érdekében a javaslat a tagállamok főbb autópályái mentén 150 kilométerenként kiépítendő töltőállomások kötelezővé tételét javasolja. Ez jelentős előrelépés lenne a jelenlegi 625 kilométerenkénti EU-s átlag-lefedettséghez képest, valamint a Magyarországon jelenleg található egyetlen töltőállomáshoz képest.

Ennél is fontosabb szerepet szánnak a hidrogén alapú technológiák alkalmazásának a magyar és az európai uniós hidrogénstratégiák, melyek a hidrogén közlekedési felhasználása mellett az energetikai célú felhasználási lehetőségeket is vizsgálják.

Mindkét stratégia egyetért abban, hogy a hidrogén hasznosításában, többek között klímatudatossági szempontból nézve, hatalmas potenciál rejtőzik, kiaknázásához azonban mindenképpen szükséges a környezettudatos hidrogén előállítási módok versenyképessé tétele. Európában ugyanis ma a megtermelt hidrogén hozzávetőlegesen 96 százaléka földgáz felhasználásával történik. Emiatt a hidrogén technológia ökológiai lábnyoma nagy, főleg az alacsony energiasűrűségéhez képest, és e két tényező megkérdőjelezi a technológia energetikai és ökológiai hatékonyságát.

A tiszta, azaz karbonsemleges hidrogén előállítása ma is lehetséges, ám megfelelő ösztönző-, és befektetéstámogató-programok hiányában rövid- valamint középtávon nem versenyképes más hidrogéntermelési módokkal szemben. Ezen a téren a szén-dioxid kvótaár 2021-es év kezdete óta tartó drasztikus mértékű emelkedése hozhat változást, amennyiben jelentősen csökkentheti a fosszilis alapú hidrogén termelés versenyképességét a tiszta verzióhoz képest.

A termelési oldal mellett azonban a szállítási, elosztási és a fogyasztói oldalon jelentkező nehézségekkel is szembe kell néznie a hidrogén energetikai célból történő felhasználóinak, aminek megoldása elengedhetetlen egy időtálló értéklánc, illetve profitábilis piaci környezet megteremtéséhez. Ennek egyik kulcsfontosságú kérdése a szállító hálózat, mert a jelenleg használatban lévő földgázhálózat nem képes magába fogadni a hidrogént.

Ennek oka, hogy a kompresszoroknak gondot okoz a hidrogén alacsony fajsúlya, az acélvezetékek anyagába pedig idővel „beeszi” magát a gáz, rideggé és törékennyé téve az anyagot, amivel robbanásveszélyt okoz. Hidrogén szállító vezetékekre márpedig szükség lesz. Hogy mennyire, azt jól mutatja, hogy a „European Hydrogen Backbone” tanulmány szerint a 2040-ig megépíteni tervezett hidrogén-hálózat várhatóan mintegy 75 százalékát a hidrogén szállításához átalakított földgázvezetékek fogják kitenni, míg a maradék 25 százalék specifikusan hidrogén szállítására tervezett újépítésű vezeték lesz. A meglévő földgázhálózat újrahasznosításának fontosságát mutatja, hogy míg vezetékhosszban a teljes infrastruktúra 75 százalékát fogják kitenni az átalakított földgázvezetékek, addig a teljes beruházási költségek mindösszesen 50 százalékát.

Ez egyben azt is előrevetíti, hogy a közeljövőben nem várható a dedikált hidrogén-hálózatok nagy léptékű bővítése.

Ha ez megoldódik, akkor is problémát jelent, hogy a jelenleg használatban lévő végfogyasztói termékek (gázbojlerek, sütők, stb.) eltérő arányú hidrogén-földgáz keveréket képesek károsodás nélkül hasznosítani. Amit lényegében minden eszköz elbír, az az 5 százalékos hidrogén bekeverés, ami erős korlátot szab a hidrogén kibocsátáscsökkentő hatásának. Megoldás lehet az eszközök lecserélésének ösztönzése, de az problémákat vetne fel, ha az egyes országok eltérő bekeverési arányt céloznának meg, mert ez megbéníthatja az országok közötti hatékony földgázkereskedelmet.

Fontos továbbá kiemelni, hogy az ACER felmérésében megkérdezett 23 nemzeti szabályozóhatóság közül mindössze 7 jelezte, hogy területén jogilag engedélyezett a hidrogén földgázba történő bekeverése. Mindezek ellenére mind a nemzeti, mind az EU-s hidrogénstratégia hangsúlyozza, hogy a bekeverés segíthet felkészülni a hidrogéninfrastruktúra kiépítésének kihívásaira, és megalapozhatja a későbbi, tiszta hidrogénre való átállást.

További nehézséget okoz a hidrogén értéklánc egyes elemeinek költségmeghatározása és előrejelzése, amely lassíthatja az iparág fejlődését.

Az EU célja, hogy a későbbiekben egy nemzetközi szinten átlátható és összehasonlítható hidrogénpiac jöjjön létre.

Összességében elmondható, hogy a várható költségek és hasznok minél pontosabb előrejelzése kulcsfontosságú egy olyan, meglehetősen fiatal iparág esetében, mint a hidrogénipar, melynek kockázati tényezője jelenleg még magasabb, mint a fejlettebb szektoroké.  

Magyarországon a hidrogén szállításának és elosztásának jogszabályi környezete kidolgozatlan, a jövőbeni támogatások mértéke és igénylésének feltételei nem pontosan definiáltak, továbbá a hidrogénalapú technológiák gyakorlati alkalmazási lehetőségei, illetve profitabilitása további vizsgálatokat és K+F+I tevékenységet igényel.

Mindezek ellenére a hidrogénben rejlő energetikai potenciál megkérdőjelezhetetlen. Ennek megfelelően nemzetközi szinten több elismert, piackutatást, illetve üzleti tanácsadást végző cég, így a KPMG is foglalkozik a hidrogén jogszabályi környezetének, társadalmi megítélésének, valamint piaci és technológiai potenciáljának felmérésével.

A KPMG ausztrál irodája például kifejlesztette a nemzetközileg elismert „H2City” értékelési eszközt, mely által mérhetővé válik egy adott közigazgatási egység, vagy közösség alkalmassága a hidrogénre való átállásra. Részt vesz továbbá egy dél-ausztrál tanulmány összeállításában, mely mérföldkőnek tekinthető a helyi hidrogénipar pénzügyi, befektetési és munkahelyteremtési potenciáljának értékelésében, amit a jelenlegi és jövőbeni hidrogénpiac komplett modellezése által mérnek fel. Ezen felül az indiai iroda több olyan kutatás-fejlesztési projektben is részt vett, melynek fő kérdése a hidrogénalapú technológiák jövője volt. A fentebb említett országokon túl Angliában is aktívan kutatják a hidrogén energiahordozóként való felhasználásában rejlő lehetőségeket, és orosz multinacionális cégek menedzsereivel egyeztetve mérik fel a helyi cégek felkészültségét a hidrogén-forradalomra.

A globális, a hidrogénalapú technológiák gyors ütemű elterjedését előrejelző trendekkel összhangban a KPMG magyarországi leányvállalata is jelentős forrásokat fektet a hidrogénalapú technológiák fejlesztésének támogatásába, a jogszabályi környezet és az intézményi, illetve társadalmi támogatottság felmérése, valamint a megfelelő megtérülési és egyéb piaci-alapú modellek kidolgozása által.

Források:

• European Commission: Stepping up Europe’s 2030 climate ambition - Investing in a climate-neutral future for the benefit of our people. 09.17.
• European Commission: Fit for 55' - delivering the EU's 2030 climate target on the way to climate neutrality. 07.14.
• European Alternative Fuels Observatory: H2 REFUELLING STATIONS PER 100 KM HIGHWAY, 2021.
• Magyarország Kormánya - Innovációs és Technológiai Minisztérium: Magyarország Nemzeti Hidrogénstratégiája, május
• European Commission: A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe, 2020.07.08.
• EMBER: Daily Carbon Prices, 2021
• National Renewable Energy Laboratory: Blending Hydrogen into Natural Gas Pipeline Networks: A Review of Key Issues, 2013.03.
• Enagás, Energinet, et.al: European Hydrogen Backbone, 2020. július
• National Renewable Energy Laboratory: Blending Hydrogen into Natural Gas Pipeline Networks: A Review of Key Issues, 2013. március
• Agency fot the Cooperation of Energy Regulators: ACER Report on NRAs Survey - Hydrogen, Biomethane, and Related Network Adaptations, 07.10.

Címlapkép: Getty Images