Németország búcsút akar mondani a földgáznak. A zöld hidrogén lehet az alternatíva. De hogyan állítják elő, fenntartható-e, és mennyire hatékonyan használható?
A német kormány azt szeretné elérni, hogy a fűtésben térjenek át a megújuló energiákra, és búcsút mondjanak a földgáznak. A Szövetségi Gazdasági és Éghajlatvédelmi Minisztérium (BMWK) szerint ez az éghajlat védelméről szól, de Németország energiafüggetlenségéről is. Különösen a korábbi szállítótól, Oroszországtól való függőség és az ukrajnai háború kitörése óta tapasztalt meredek áremelkedés adott súlyt a tervnek. De hogyan lesz a jövőben a fűtés, és vajon a hidrogén környezetbarát alternatívája-e a földgáznak? Áttekintés.
Mi az a hidrogén és hogyan állítják elő?
A Német Energia- és Vízipari Szövetség (BDEW) különösen támogatja a hidrogént, mint a földgáz klímasemleges alternatíváját. Kémiai szempontból egy tonna hidrogén 33 330 kilowattóra energiát tartalmaz, ami tizenegy háromszemélyes háztartás átlagos éves fogyasztásának felel meg. A német villamosenergia- és energiaipar lobby- és érdekképviseleti szervezete szerint a hidrogén a Föld legnagyobb mennyiségben előforduló kémiai eleme. Szabad formában azonban nem áll rendelkezésre. Az anyagot először hidrogénben gazdag alapanyagokból kell kinyerni. Ilyen például a víz – ez két rész hidrogénből és egy rész oxigénből áll. A H2O-ból a H2O-t különböző módszerekkel lehet leválasztani. De nem minden hidrogén egyforma. Csak az úgynevezett zöld hidrogén valóban környezetbarát. A Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium (BMBF) szerint ez a négy előállítási forma létezik:
- Zöld hidrogén: A zöld hidrogén előállítása elektrolízissel, azaz a víz leválasztásával történik. Annak érdekében, hogy az eredmény “zöld” és éghajlatbarát legyen, a folyamat során megújuló energiaforrásokból származó villamos energiát használnak fel. Ezért a zöld hidrogén klímasemleges és CO2-mentes. A hidrogént például Bajorországban állítják elő.
- Szürke hidrogén: A szürke hidrogént úgynevezett gőzreformálással állítják elő, általában fosszilis földgázból. Ebben az eljárásban a hidrogént kémiai reakcióban, gőz hozzáadásával szén-dioxidból hidrogént hasítanak ki. Ennek során a hidrogén tonnájánként körülbelül tíz tonna CO2 keletkezik, amely a légkörbe kerül.
- Kék hidrogén: A kék hidrogén előállítása szintén gőzreformálással történik. A keletkező szén-dioxid egy részét azonban leválasztják és a földben tárolják. A keletkező CO2 legfeljebb 90 százaléka tárolható.
- Türkiz hidrogén: A türkiz hidrogén előállítása úgynevezett metán pirolízissel történik. Ebben az eljárásban a metánt hővel hasítják fel. A gőzreformálással ellentétben ez az eljárás nem CO2-t, hanem szilárd szenet termel. A BMBF szerint az eljárás még fejlesztés alatt áll.
Egyébként a hidrogén mindig színtelen gáz. Az elemet csak a megfelelő eredete miatt nevezik zöldnek, szürkének, kéknek vagy türkizkéknek.
A hidrogén mint alternatíva: Hogyan használható az anyag fűtésre?
A BMBF szerint a hidrogént kis mennyiségben már most is adagolják a meglévő gázhálózathoz. A határérték azonban jelenleg tíz százalék. Elvileg azonban növelhető lenne a fűtésre szánt zöld hidrogén aránya. Fűtéskor a hidrogént a földgázhoz hasonlóan elégetik. A földgázzal ellentétben azonban csak vízgőz keletkezik, ami nem káros az éghajlatra.
Fűtés hidrogénnel: Mik a problémák és a kritikák?
Ahhoz, hogy a hidrogén fűtőközegként való széles körű alkalmazása Németországban megfelelő infrastruktúrára lenne szükség. A Redaktionsnetzwerk Deutschland (RND) jelentése szerint azonban ez jelenleg hiányzik. A jelentés szerint a gázhálózat segíthetne. A két anyagot azonban csak kis százalékban lehet keverni, és nem minden gázfűtési rendszer alkalmas a hidrogénnel való használatra. Az üzemanyagcellás fűtés további lehetőségeket kínál. Ez szintén klímasemleges, de magas bekerülési költségekkel jár.
A BMBF szerint a zöld hidrogén előállítása is problémás.
Legalábbis jelenleg ez még mindig magas költségekkel jár. Ezeket a költségeket a zöld hidrogén előállításához szükséges megújuló energiaforrások bővítésével lehetne csökkenteni. A BMBF szerint a pontos költségek még nem láthatók előre, de a megújuló energiával termelt villamos energia árához mérhetőek lennének. A szövetségi minisztérium azt is feltételezi, hogy a hidrogén előállítására szolgáló tömeggyártású elektrolízisek hatásfoka a jövőben 70 százalék körüli lehet. Ez azt jelentené, hogy a felhasznált energia 70 százalékát szintén hidrogénné alakítanák át. Mindkét pont jelenleg még a jövő álma.
A BMBF szerint alkalmazásuk különösen a hőellátás területén vitatható, mivel az “Ariadne” kopernikuszi projekt szerint már most is vannak hatékonyabb alternatívák, különösen ezen a területen. Tehát alapvetően várnunk kell és meglátjuk.
