Korábban környezeti és fenntarthatósági okokból, az orosz-ukrán háború kitörése óta pedig energiafüggetlenségi megfontolások miatt is egyre komolyabban kutatják világszerte a földgázt és kőolajat kiváltani képes energiahordozók területét.

Egy ígéretes irány a hidrogén használata, annak számtalan előnyös tulajdonsága miatt – ezért sokan máris a jövő üzemanyagát látják a hidrogénben. De milyen jellemzők teszik ideális jelöltté a hidrogént, és mennyiben tűnik reálisnak, hogy ez hozza el az energiaügyi megváltást az emberiségnek?

Miért épp hidrogén?

A hidrogén a periódusos rendszer legelső, legkönnyebb, és legegyszerűbb eleme. A földön szinte mindenhol jelen van, a leggyakoribb elem, ami egyébként a világegyetem mintegy 75%-át is alkotja. Mindennapi hőmérsékleten és nyomásviszonyok között színtelen, szagtalan, íztelen, nem mérgező, viszont igen gyúlékony gáz. Égése csendes, a színtelen láng fő mellékterméke pedig a tiszta víz.

Elsősorban az idén februárban kitört háborúnak miatt gyorsultak fel a hidrogént érintő kutatások és projektek. Német és norvég vezetők például már márciusban belengették egy hidrogén-csővezetékrendszer kiépítését, ezzel megkönnyítve az átállást a nagy tételben Oroszország által szállított földgáz és kőolaj-alapú energiahordozókról. Megkönnyíti a helyzetet, hogy a földgáz és a hidrogén akár keverhető is, tehát a meglévő infrastruktúra jó része akár használható is maradhat, ha átállnánk hidrogénre.

Problémák a hidrogénre való átállással

A pozitív tulajdonságai alapján nem meglepő, hogy a hidrogént ma széles körben ígéretes energiahordozónak tartják. Azonban megoldandó problémából is van elég: az azonos térfogatú hidrogén energiasűrűsége például jóval kisebb, mint a ma ismert energiahordozóké. Bár tömegegységre vetítve a hidrogén jobb tényezőkkel bír, azonos fűtőértékhez jóval nagyobb (a benzinhez képest háromszoros, a földgázhoz képest majdnem kétszeres) térfogatú hidrogénre van szükség. Emellett pedig kémiai kölcsönhatások miatt sok fémet rideggé és törékennyé is tesz, ami megnehezíti a szállításához és tárolásához szükséges tartályok és vezetékek tervezését.

Apró bökkenő emellett, hogy a hidrogén előállításához is nagyrészt földgázt, illetve tetemes mennyiségű energiát vagyunk kénytelenek felhasználni. A hidrogén gyártása történhet izzó szén és vízgőz felhasználásával, de például földgázbontással és víz elektrolízisével is előállítható. Ezekhez viszont mind energia felhasználására van szükség. A hidrogén égésekor ráadásul nem csak víz, de erősen szennyező nitrogén-oxidok is felszabadulnak.

Hidrogénalapú technológiák

Tehát a hidrogén felhasználása sem egy egyszerű fekete-fehér kérdés – mégis, mára világszerte kutatják, hogyan állhatnánk át egy hidrogénalapú energiagazdálkodásra.

Ígéretes technológiai irány például a hidrogénüzemanyag-cellák használata. Ezek alkalmazását már olyan vezető vállalatok kutatják, mint a Daimler Truck AG és a Volvo Csoport által létrehozott Cellcentric. A cég célja, hogy tiszta energiát felhasználó motorokat fejlesszenek a jövő közúti teherszállítóiba. Még előrébb jár a Toyota, ami már piacra is dobta a Mirai névre hallgató, hidrogénmeghajtású modelljét. Bár az infrastruktúra hiánya miatt az autó egyelőre korlátozottan használható (Magyarországon például egyetlen hidrogén-töltőállomás van), arra alkalmas, hogy megmutassa az előremutató technológia erejét.

A közúti közlekedés mellett az ipar már ma is nagy tételben használ fel hidrogént, a karbonadóhoz hasonló pénzügyi ösztönzők pedig segíthetik a tiszta energiahordozó terjedését. A Thyssenkrupp például pontosan emiatt kezdett egy zöld hidrogéngyár építésébe, ami nap- és szélenergiából termeli majd meg a hidrogén előállításához szükséges zöld elektromos áramot.

Az EU “Fit for 55” javaslatcsomagja is számol a hidrogénnel, mint lehetséges tiszta energiahordozóval, ez azonban megköveteli a lakossági felhasználás felfuttatását is. Bár a ma is használt, földgázalapú háztartási berendezések, sütők, gázkazánok, stb, képesek a földgáz-hidrogén keverék felhasználására, károsodás nélkül maximum 5% körüli hidrogén-koktélt tudnak elégetni. Ezek átalakítása, illetve az új hidrogénkazánok felszerelése megnyitná annak lehetőségét, hogy a lakossági fogyasztás is átterelődjön a tisztább hidrogénre – ám ez persze jelentős befektetéssel is járna.

Összességében tehát kijelenthető, hogy a dekarbonizáció és az energiafüggetlenség kérdései miatt a hidrogénnek jelentős szerepe lesz a jövő fenntartható energetikai rendszereiben. De hogy milyen gyorsan, és milyen költségekkel történhet meg ez az átállás, az még a jövő zenéje.