A jövő üzemanyaga a "fehér hidrogén"?
A hidrogént a "jövő üzemanyagaként" emlegetik. Égése során csak hőt és vizet bocsát ki, így vonzó alternatívája a fosszilis tüzelőanyagoknak, előállítása azonban - amellett hogy költséges - többnyire gázzal vagy szénnel történik, olyan folyamatok során, amelyek sok szén-dioxidot bocsátanak ki. Létezik azonban a hidrogénnek egy olyan típusa, mely akár a biztonságos és tiszta energia jövőjét is jelentheti.
Hidrogén molekulák - illusztrációForrás: www.pexels.com
Szerző: Rafael Classen
A hidrogén a világegyetemben a legnagyobb mennyiségben, a Földön a leggyakrabban előforduló elem, és bár a természetben a víztől a növényekig mindenben megtalálható, tiszta formában ritkán, jellemzően csak más elemekkel kombinálva létezik, például oxigénnel együtt vizet alkot. - Elméletileg. Gyakorlatilag azonban egy véletlen felfedezés mutatott rá néhány éve, hogy a Föld hatalmas természetes hidrogénkészleteket rejt. 2012-ben Maliban egy korábban fúrt kútban természetes hidrogéngázt találtak, azóta pedig egyre több kutatás indult, hogy a föld felszíne alól kinyerjék a jövő üzemanyagát.
De miért is tekintenek a tudósok a "fehér" hidrogénre a jövő üzemanyagaként? A fosszilis energiahordozók készleteivel ellentétben - amelyek kialakulása évmilliókat vesz igénybe - a természetes vagy "fehér" hidrogén a természetben előforduló molekuláris formájában folyamatosan újratermelődik (a geológusok jelenleg úgy gondolják, hogy víz-ásvány reakciók során képződik). "Fehér" elnevezését azért kapta, mert előállítása nem termel üvegházhatású gázokat, ellentétben az un. "fekete" és a "szürke" hidrogénnel, amelyeket szén, illetve földgáz - vagyis nagy mennyiségű üvegházhatású gázokat kibocsátó fosszilis tüzelőanyagok - feldolgozásával állítanak elő. A "fehér" hidrogén tehát igazán költséghatékony és fenntartható, hiszen nem igényel feldolgozást, elégetésekor pedig nem termel üvegházhatású gázokat, azaz tiszta égésű energiaforrás. Még a negyedik kategóriánál, az un. "zöld" hidrogénnél is olcsóbb és környezetbarátabb, melyet bár a víz elektrolízisével állítanak elő megújuló - nap- vagy szél - energiából származó elektromos árammal, a teljes életciklusát tekintve ugyancsak CO2-kibocsátással jár, előállítása pedig drága. Jelenleg kilogrammonként nagyjából 5 euróba kerül, míg a "fehér" hidrogén piaci ára kilogrammonként mindössze 0,50 euró.
A "fehér" hidrogén azonban nem biztos, hogy az energiaválság megoldására szolgáló csodafegyver. Számos hátránya van, melyek közül több - ha csak egy-két évtizedre is - de eldöntötte a versengés ideiglenes kimenetelét az akkumulátoros EV-k és a hidrogénalapú alternatívák között:
- Lelőhelyek elhelyezkedésének hiányos ismerete: Ausztráliában, Kelet-Európában, Franciaországban, Ománban, Spanyolországban és az Egyesült Államokban, valamint a nyugat-afrikai Maliban már felfedeztek lelőhelyeket, azonban a legtöbb természetes hidrogén valószínűleg nehezebben elérhető, tengeri területeken található. Májusban véletlenül - a talaj metánszintjének vizsgálata során - nagy mennyiségű természetes hidrogénlelőhelyet fedeztek fel Franciaországban, Lotaringia régióban. Becslések szerint a lelőhely mintegy 46 millió tonna "fehér hidrogént" rejt, amely a világ jelenlegi éves "szürke" hidrogéntermelésének több mint a felének felel meg. Eközben Spanyolország északkeleti részén egy bányászati vállalat jelezte, hogy több mint egymillió tonna hidrogéntartalékot tartalmazó tározót talált, amelynek fúrását 2024-ben tervezi megkezdeni.
- Környezeti kockázatok: Egyes tudósok szerint a kitermelést követő tárolás és szállítás során előforduló esetleges hidrogénszivárgások veszélyesek, ugyanis a hidrogén a légkörbe jutva közvetett módon erősíti az üvegházhatást. Emellett probléma lehet a hidrogénszivárgások nyomon követésére szolgáló technológia hiánya is. (Bár az előbbinek ellentmond egy nemrégiben publikált kutatás, mely szerint a diffúz hidrogénkibocsátás közvetett globális felmelegedésre gyakorolt hatása valójában meglehetősen kicsi.)
- Magas költségek: Gáz formájában sok helyet foglal el, cseppfolyósításhoz pedig -253 C fokos hőmérséklet szükséges, mely a jelenleg rendelkezésre álló technológiával igen drága.
- Hiányzó infrastruktúra: A hidrogénhez szükséges csővezetékek és elosztórendszerek nincsenek kiépítve. Bár a fosszilis energia-ipar abban bízik, hogy a meglévő infrastruktúra - például a gázvezetékek - felhasználható, a tudósok szerint a hidrogén korrodálhatja a fémcsöveket, és repedésekhez vezethet.
- Biztonsági kockázat: A hidrogénmolekulák instabilabbak mint pl. a metánban lévő molekulák, és sokkalta robbanékonyabbak, mint a földgáz. Ebből a szempontból a szállítása és tárolása ugyancsak növeli a költségeket, hiszen újabb technológiák kifejlesztését teszi szükségessé.
A fentiek okán jelenleg nincsenek egyértelmű stratégiák a "fehér" hidrogén hasznosítására, így kérdéses, hogy mekkora a piaca, azaz kereskedelmi szempontból egyáltalán mennyire kiaknázható. Egyes vélemények szerint nehézgépjárművek - teherautók, hajók és repülőgépek - üzemanyagaként, valamint az acél- és vegyiparban - pl. műtrágyagyártás folyamatában - lehetne alkalmazni. Korai tehát kijelenteni, hogy a "fehér" hidrogén a biztonságos és tiszta energia jövője, de tény, hogy startupok és tudósok egyre ígéretesebb eredményekkel vizsgálják a jövő üzemanyagának lehetőségeit.
Források: Euronews, IFLScience
Kép forrása: Pexels, Szerző: Rafael Classen
