hidrogén
Üzlet

Az energiaválság nagy nyertese: így robbanhat be a zöld hidrogén a piacra

A karbonmentes „zöld” hidrogén az egyik kulcseszköze a klímavédelmi célok elérésének, hiszen előállítása és felhasználása nem jár üvegházhatású gáz kibocsátással. Továbbá olyan területeken is jól alkalmazható, ahol az elektrifikáció nem képes valós „zöld” alternatívát nyújtani, mint például a nehézgépjármű-közlekedés vagy az ipar. Az energiaár-krízis előtt a „zöld” hidrogén árban nem tűnt versenyképesnek a földgázból előállított „szürke” (vagy „kék”) hidrogénnel szemben 2030 előtt, jelen piaci körülmények között azonban megváltozott a helyzet.

A hidrogénben rejlő potenciál maximális kiaknázása érdekében ambiciózus célokat és stratégiákat fogalmazott meg az EU és hazánk is a közelmúltban. Az EU-s hidrogénstratégia 2020 nyarán, míg Magyarország Nemzeti Hidrogénstratégiája 2021 nyarán jelent meg. Tehát ezeket az energiaválság, a háború és a covid előtt és alatt dolgozták ki az egyes nemzetállamok és a hidrogéngazdaságban érintett társaságok. A megfogalmazott célok és stratégiák egyik kulcsfeltételezése a különböző „színű” hidrogének előállítási ára és azok várható alakulása. A hidrogén előállítási költsége döntő tényezője annak, hogy az egyes hidrogénalapú megoldások milyen ütemben képesek elterjedni és leváltani a mai fosszilis megoldásokat.

Mivel a hidrogén-előállításnak jelentős az energiaigénye, ezért a mai extrém magas földgáz-, villamosenergia- és CO2 emissziós árak jelentősen növelik a hidrogén-előállítás önköltségét, ami egy teljesen új helyzetet teremt a hidrogéngazdaságban.

Az extrém magas árak mellett az ellátásbiztonsági kérdések is napirenden vannak. Az EU-ban az energiafüggetlenség, a zöld átállás és a fosszilis energiahordozókról való leválás sosem volt ennél fontosabb és sürgetőbb. Ezt az elköteleződést erősíti meg a Téli csomag, a Fit-55 és a közelmúltban megjelent RePowerEU csomag is.

A zöld hidrogénről is szó lesz a szeptember 6-ai Sustainable World konferencián. A részletekért kattints!

A szürke, a kék és a zöld hidrogén

A hidrogén döntő többségét földgázból állítják elő (úgynevezett gőz-metán reformálási eljárással). Az így készült hidrogént „szürke” hidrogénnek nevezi a szakma. 1 kg szürke hidrogén előállításához (technológiától függően) kb. 3 kg földgáz felhasználása szükséges. A szürke hidrogén előállítási ára 1-1,5 EUR/kg körül mozgott az elmúlt évtizedben, ~20 EUR/MWh földgázárak, ~50 EUR/MWh áram és ~30 EUR/tCO2 ár mellett.

A szürke hidrogén előállítása jelentős szén-dioxid-kibocsátással jár, kb. 9 kg CO2 kerül a légkörbe minden előállított kg „szürke” hidrogén után.

A szürkehidrogén-előállítás szén-dioxid-kibocsátását szén-dioxid leválasztó technológia alkalmazásával lehet mérsékelni, ezzel „kék” hidrogén nyerhető. A szén-dioxid leválasztó (carbon capture, CC) technológiával felszerelt hidrogén-előállító üzemek (SMR CC) a kibocsátott CO2 50-90%-át is képesek lehetnek megkötni. Ennek révén mérsékelhetők a CO2-kibocsátásra fordított költségek, azonban ezen berendezések beruházás- és energiaigénye jellemzően magasabb, mint a konvencionális (SMR - gőz-metán reformáló) berendezéseké. Az ilyen módon előállított „kék” hidrogénnek a fent említett földgáz-, CO2- és villamosenergia-árak mellett kb. 2-2,5 EUR/kg-ba kerülhet az előállítása. Európában csak néhány „kék” hidrogén-előállító üzem létezik jelenleg. A befogott szén-dioxid tárolása / kezelése nagy kihívás és komoly logisztikai igénye van.

A hidrogén továbbá előállítható villamosenergia-alapon, vízbontásos elektrolízis technológiával. Ha a felhasznált villamos energia megújuló, akkor az így előálló hidrogén „zöld” hidrogén lesz, mely teljes mértékben karbonmentes. Jelenleg a zöld hidrogén előállítási ára jelentősen magasabb, mint a fosszilis társaié, főleg az elektrolizáló berendezések jelenleg még magas ára és a felhasznált „zöld” villamos energia ára miatt. A „zöld” hidrogén a fosszilishez képest 2-3-szor drágább, 4-10 EUR/kg-os sávban mozoghat előállítási helyétől és a megújuló áram árától függően. Azokban a régiókban olcsóbb a „zöld” hidrogén előállítási ára, ahol nagy volumenben, magas termelési kihasználtsággal, és ezáltal olcsón áll rendelkezésre megújuló villamos energia (pl. Spanyolország, Chile, az Arab-öböl országai).

Az energiaválság miatt drágul a fosszilis alapú hidrogén-előállítás

2021 második felétől jelentős emelkedésbe kezdtek az energiaárak, melyeket tovább fűtött az orosz-ukrán háború. A földgáz és villamos energia ára történelmi magasságok közelében van jelenleg is. Mindkettő közel 4-5-szörösére emelkedett az elmúlt egy évben, a CO2 pedig a 30 EUR/tonna értékről a 80-90 EUR/tonna körüli árszintre nőtt.

Az energia és a szén-dioxid árak idősoros változása az elmúlt években a 2019-es évhez képest

Energia és szén-dioxid árak változása 2019-es évhez képest. Forrás: Mezősi András (REKK): Az európai és regionális nagykereskedelmi villamosenergia-piacok 2021. évi értékelése

A földgáz árának növekedése a jelenleg széles körben elterjedt „szürke” hidrogén árát is jelentősen növelte. Számításaink szerint a „szürke” hidrogén előállítási költsége a mai földgázárakkal számolva akár az 5 EUR/kg-os szintet is elérheti, a „kék” hidrogén pedig akár 6 EUR/kg is lehet,

ami közel 3-szoros drágulás az energiaválság előtti időszakhoz képest.

A nemzetközi, geopolitikai kilátások és a RePowerEU irányai alapján a földgáz ára rövid távon nem fog az energiaválság előtti árszintre csökkeni, amit a földgáz határidős árak eddigi alakulása is mutat:

Földgáz határidős árak alakulása (EUR/MWh - TTF). Forrás: theice.com 2022. május végén jegyezett árak szerint, esetleg korábbi árszint egy sávval (20-25)

Az energiaválság előtt ismert és a várható energiaárak mellett számításaink szerint a következőképpen alakul a különböző színű hidrogének ára az évtized végéig:

A hidrogén-előállítás önköltsége a 2020-as premisszák alapján. Forrás: IFUA Horváth kalkuláció

Az energiaár-krízis előtt a „zöld” hidrogén árban nem tűnt versenyképesnek a földgázból előállított „szürke” (vagy „kék”) hidrogénnel szemben 2030 előtt. Az árak konvergenciáját a szakértők 2030 utánra várták 2,5-3 EUR/kg körül áron.

A korábbi árszinthez rendelt forgatókönyvek szerint erős beruházási támogatás mellett tud csak megindulni a nagy volumenű, megújuló alapú hidrogéntermelés. A piaci szereplők rövid- és középtávon nem tudják a tiszta hidrogén magas árát megtérülő módon beépíteni saját üzleti terveikbe. A tiszta hidrogén elterjedését az alacsony földgázár és a magas zöld villanyár egyszerre akadályozta.   

Azonban, ha a ma ismert és a jövőben várható energiaárakkal kalkulálunk, számításaink szerint a következőképpen alakulnak a hidrogén-előállítási költségek az évtized végéig:

Hidrogén-előállítás önköltsége a megváltozott piaci körülmények szerint 2022 tavaszán. Forrás: IFUA Horváth kalkuláció

A kialakuló energiaár-krízis miatt a „zöld” hidrogén olcsóbb (vagy közel azonos árú) lehet, mint a földgázból előállított „szürke” (vagy „kék”) hidrogén már ma is. Az árak konvergenciája az új árakkal számolva korábban, az évtized végére várható az eddigi várakozásoknál magasabb 3-4 EUR/kg körüli áron. Érdemes megjegyezni, hogy rövid távon nem csak a fosszilis alapú hidrogén drágult, hanem a zöld hidrogén árának csökkenése is lassult a válság előtti forgatókönyvekhez képest. Ennek fő oka a megújuló termelő kapacitások (szél- és naperőművek) átmeneti drágulása, mely a covid miatti ellátásilánc-problémák és az elszálló nyersanyagárak miatt következett be.

Az aktuális és a ma várható árszinthez rendelt forgatókönyvek szerint beruházási támogatás mellett akár pár éven belül is meg tud indulni a nagy volumenű, megújuló alapú hidrogéntermelés. A piaci szereplők – igaz, magasabb hidrogéntermelési költségek mellett -, de már rövid/középtávon is be tudják építeni a tiszta hidrogén árát megtérülő módon a saját üzleti terveikbe, ezzel komoly keresletet jelenthetnek a karbonmentes hidrogénre. A tiszta hidrogén elterjedését a zöld villanyárhoz felzárkózó magas földgázár is segítheti.

Az új árak kedveznek a zöld átállásnak...

Dráguló konvencionális előállítás, dráguló végtermékek

Ilyen magas földgázárak mellett a jelenleg széles körben elterjedt „szürke” hidrogén előállítási ára 3-szorosa a korábban megszokottnak. Az előállítási költségek ilyen mértékű növekedését a hidrogén-előállítók és az ipari felhasználók nem tudják kigazdálkodni: a vegyipari-, és petrolkémiai termékek, műtrágyák előállítási ára meredeken emelkedik, és ez végül beépül a végfelhasználói árakba (szegmensenként eltérő módon).

Szemléletes a műtrágyák világpiaci árának alakulása, melynek előállítási költségét leginkább a földgáz alapú szürke hidrogén költsége befolyásolja. A világbank adatai szerint a műtrágyák világpiaci ára 2021-től ugrásszerűen nőtt és az előrejelzések szerint csak 2024-ben várható az árak lassú konvergenciája.

Műtrágya világpiaci árának változása és várható alakulása (UREA = karbamid; DAP = Di-ammonium Phosphate)

Műtrágya világpiaci árának változása és várható alakulása (UREA = karbamid; DAP = Di-ammonium Phosphate) Forrás: Világbank (https://www.worldbank.org/en/research/commodity-markets)

Felgyorsított zöld átállás

Az EU-s és az eddig megjelent nemzeti hidrogénstratégiák fontos célja a meglévő szürkehidrogén-előállítás és felhasználás zöldítése. Ez elsősorban a kőolajfinomítói, ammóniagyártási és vegyipari folyamatokat érinti. Viszont a jelenlegi nagy hidrogén-előállítók és fogyasztók nem látják az utat a gyors megújulóenergia-alapú technológiai átálláshoz mindaddig, amíg a zöld módon előállított hidrogén ára nem versenyképes. Külön szempont még ezen felül a „zöld” hidrogén logisztika: hogyan lehet eljuttatni a meglévő felhasználási helyre folyamatosan, nagy volumenben a karbonmentes módon előállított hidrogént.

Most, hogy a hagyományos „szürke” hidrogén ára megközelítette a „zöld” hidrogén árát, a zöldhidrogén-technológiák pénzügyi megtérülése is összehasonlíthatóvá válik a fosszilis technológiákkal, így a zöldhidrogén-beruházások nagy löketet kaphatnak a közeljövőben.

Az új hidrogénalapú felhasználási területek térnyerésére a „szürke” hidrogén drágulása kevésbé hat közvetlenül, hiszen az új területeken a „zöld” hidrogén nem a „szürke” hidrogénnel versenyez, hanem alternatív technológiákkal és alternatív üzemanyagokkal. A mobilitásban a benzin, a dízel vagy az (akkumulátoros) elektromos meghajtást kell felülmúlni, az energetikában pedig az akkumulátoros technológiát. Mivel a (hálózati) villamos energia és a kőolajtermékek piaci ára is rendkívül magas, a zöldhidrogén-technológiák jobb pozícióba kerülhetnek, mint eddig, azonban az üzemanyagárak mellett a technológiák hatásfoka, az energiaforrás folyamatos rendelkezésre állása is meghatározó tényező az új technológia elterjedésében. 

A fosszilis energiahordozók (főként a földgáz) rendkívül magas ára mellett a földgázzal kapcsolatos ellátásbiztonsági, a metánszivárgásból adódó környezetszennyezési kockázatok is napirenden vannak. Ezért a fosszilis erőforrásoktól való függés óriási kitettség és kockázat lett a régió nagyfogyasztói számára. A megújuló alapú „zöld” hidrogéntermelés a földgáztól való függetlenedésben játszhat így fontos szerepet.

Bár a zöld technológiák elterjedésének kedvez a jelenlegi piaci helyzet, vannak olyan tényezők, amelyek ettől függetlenül korlátot szabnak a zöld átállás sebességének.

…de vannak korlátok is

Elektrolizáló gyártókapacitások korlátja

Ahhoz, hogy a szürkehidrogén-előállítást dekarbonizáljuk, nagyon sok elektrolizáló berendezésre van szükség. A rendkívüli módon megugró igényt az ipar egyelőre nem tudja lekövetni, hiszen a piacon eddig csak néhány kisebb szereplő volt jelen. Azonban az európai elektrolizáló gyártók 2025-ig megtízszerezik gyártókapacitásaikat, amiben az EU is hathatós pénzügyi és adminisztrációs segítséget nyújt. A kitűzött cél az évi 17,5 GW elektrolizáló gyártási kapacitás kiépítése az EU-ban.

Megújuló alapú hidrogén-előállítás termelékenysége és kihasználtsága

Az ipari szereplők folyamatos (24/7), nagy volumenű hidrogénellátást igényelnek, azonban az elektrolizálók hidrogéntermelő kapacitása jelenleg jóval kisebb, mint a konvencionális földgázalapú berendezések kapacitása és mivel (jellemzően időjárásfüggő) megújuló villamosenergia-termelők biztosítják a zöld áramot a hidrogéntermeléshez, a kihasználtságuk is jelentősen alacsonyabb és a hidrogéntermelés mennyisége is váltakozó. A megújuló termelők közül hidrogén-előállítás szempontjából a (tengeri) szélerőművek, magas fotovoltaikus potenciállal bíró régiók (pl. Spanyolország) és vízerőművek teljesítenek a legjobban magas kihasználtságuk miatt. Ezek viszont jellemzően a hidrogénfelhasználás helyétől távol helyezkednek el, így a hidrogén szállításáról is gondoskodni kell, ami további kihívás és jelentős költség.

A megújulóhidrogén-termeléshez a szabályozás szerint új megújuló villamosenergia-termelő kapacitás létesítése szükséges. A prognosztizált zöldhidrogén-igényhez óriási volumenben szükséges további megújuló áramtermelő kapacitásokat kiépíteni, ami igen nagy kihívás.

Technológiaváltás költsége

További korlátja a gyors zöld átállásnak, hogy a meglévő szürkehidrogén-termelők (pl. vegyipari, petrolkémiai szereplők) beruházási ciklusa nagyon hosszú, akár 30-50 év is lehet. Ezért sok esetben a gyors zöldítés a meglévő eszközök hasznos élettartam előtti leírását jelentené. Továbbá jelentős műszaki és üzleti kihívás az új (zöld) technológiának a meglévő konvencionális termelési folyamatba való integrálása. Ezen szereplők piaci stabilitásának megőrzése érdekében az átállásnak zökkenőmentesen kell megtörténnie.

Tehát összességében elmondható, hogy az energiaválság kedvező körülményeket teremt a zöld hidrogén projekteknek, hiszen közel azonos áron állítható elő zöld hidrogén, mintha földgázból állítanánk elő.

Azonban a gyors zöld átállásnak még fennállnak bizonyos műszaki-technológiai korlátai, melyeket le kell küzdeni. A kialakult helyzet nem hozza el rögtön a karbonmentes világot, de új löketet ad és egyértelmű irányokat jelöl ki, ami nem más, mint a zöld hidrogén. Mikor, ha nem most vágunk bele?

EZ ITT AZ ON THE OTHER HAND, A PORTFOLIO VÉLEMÉNY ROVATA.

A cikk a szerző véleményét tükrözi, amely nem feltétlenül esik egybe a Portfolio szerkesztőségének álláspontjával. Ha hozzászólna a témához, küldje el meglátásait a címre. A Portfolio Vélemény rovata az On The Other Hand. A megjelent cikkek itt olvashatók.

Címlapkép: Getty Images

munkás dolgozó fizikai acélipar
szárazság mezőgazdaság
trader23
orosz ukrán háború konfliktus katona helikopter repülő légierő fegyveres ukrajna oroszország stock
rakéta High Mobility Artillery Rocket System himars
kremencsuk pláza robbanás rakétatámadás
2022. október 18.
Portfolio Future of Finance 2022
2022. szeptember 6.
Sustainable World 2022
2022. szeptember 7.
Private Health Forum 2022
2022. szeptember 15.
Property Investment Forum 2022
Hírek, eseményajánlók első kézből: iratkozzon fel exkluzív rendezvényértesítőnkre!
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
Díjmentes online előadás
Érdemes most beszállni?
Könyvajánló
Alapmű mindenkinek, akit érdekel a tőzsde világa.
medve bear