Mire jó a hidrogén #3 – fűtés

A zöldhidrogén felhasználásának lehetséges módjai közt a fűtésben való használatát övezi egyelőre a legtöbb bizonytalanság. Noha mennyiségileg és gazdasági hatását tekintve is a legnagyobb változást idézhetné elő, egyelőre nem egyértelmű, hogy a hidrogént lehet, és érdemes a meglévő földgáz infrastruktúrához illeszteni. Aktuálisan szinte minden európai ország kormányát foglalkoztatja, hogy megoldható-e viszonylag kis ráfordítással az „egyetemes hidrogénfelhasználás”.

Az elméleti felvetés az, hogy a földgázzal keverve, a meglévő vezetékhálózaton egyszerűen csak hasznosítani kezdjük a megújuló energiával termelt hidrogént. Ha ez működik, akkor annak látványos szén-dioxid-kibocsátás csökkentési eredményei lennének. A keverés ideális mértékéről megoszlanak a vélemények; az Egyesült Királyságban a Vaillant például úgy véli, hogy 20 százaléknyi hidrogén földgázba keverése különösebb változtatások nélkül is megoldható, és ezzel a szigetország azonnal 7 százalékkal kevesebb szén-dioxid-kibocsátást érhetne el. A magyar hidrogénstratégia ennél szerényebb, 5 és 10 százalékos keverésről állít fel szcenáriókat.

Ugyanakkor ilyen mennyiségű hidrogén még egyáltalán nem áll rendelkezésünkre. Még a bükkábrányi üzem is csupán csepp lenne a tengerben. Optimista számítások szerint az Európai Unióban 2024-ben várhatóan előállított hidrogén mennyisége – ha azt az európai földgázrendszerbe kevernék – messze nem érné el az 5 százalékos arányt.

Természetesen a földgázhoz kevert hidrogén elegye eltérő jellemzőkkel bír; kisebb tömeggel nagyobb energiatartalom érhető el. Térfogatát tekintve viszont csökkenő fűtőértékkel számolhatunk. Természetesen a fogyasztót nem károsítaná az, hogy más karakterisztikájú mixet kap. A fűtőérték korrekciós tényezője jelenleg is részét képezi a gázszámlának, tehát ha hidrogén is lenne a csőben, akkor is a valódi Joule-okért fizetne a fogyasztó, nem pedig köbméter alapon.

Azonban a hidrogénnek van egy olyan tulajdonsága, ami a fenti elméleti gondolkodás realitását alapjaiban ingatja meg. A hidrogén ugyanis a hagyományos csővezetékekből elillan: lévén a vezeték anyagának szerkezete nem képes kordában tartani a két protonból és két elektronból álló hidrogénmolekulát! Így tehát a hazai gázelosztóknál nem várható, hogy hidrogén bukkan fel a csövekben – vagy éppen azokon kívül. Nagyobb az esélye annak, hogy speciális palackokban szállítanák felhasználási helyére a hidrogénnel kevert földgázt – ahogy például a PB gázpalackok jutnak el a nyaralókba. Ráadásul célszerűbb lenne nyomás alatt tárolni és szállítani a hidrogént, ahogy az történik ipari méretekben: 350-700 baron. Ez a nyomás azonban már komoly elővigyázatosságot igényel, rozsdás csőfogóval nem szerencsés rákötni az otthoni kazánra. Ez persze áthidalható speciális nyomásszabályzóval, biztonságos csatlakozókkal. A már említett Vaillantnál például úgy számolnak, hogy ezt a műveletet akár már az idén el lehetne kezdeni; jelenleg azt vizsgálják, hogy a szigetországban használatban lévő gázkazántípusok mindegyike megfelelően működhet-e az új gázkeverékkel.

A nagy gázkazángyártó cégek, mint a Worcester Bosch, a Vaillant, a Baxi és az Ideal már úgy tervezik, hogy bár technológiailag kicsit módosítaniuk kell a konstrukciókon, a „hydrogen ready” kazánok ára nem lesz több, mint a hagyományos, ma a boltokban kapható gázkazánoké. De a gázkazánokat ma már eleve úgy építik meg, hogy a 20 százalékos hidrogén bekeverést kezelni tudják.

Eközben mindenki a németországi helyzet alakulását figyeli, ahol áprilisban nem csak azt iktatták törvénybe, hogy 2024-től nem telepíthetők fosszilis tüzelőanyaggal működő fűtési rendszerek, hanem azt is, hogy 2034 végéig a teljes gázhálózatot klímasemleges hidrogénnel üzemelésre kell átállítani – vagy: le kell állítani.

Ha minden technológiai akadályt le is küzdünk, továbbra is megmarad kérdésként, hogy megéri-e a zöldhidrogént fűtésre használni? Azt is vizsgálni kell, hogy mik az alternatívák és azokat milyen megtérüléssel használhatjuk. Legutóbb Jan Rosenow, a belgiumi Regulatory Assistance Project igazgatója jutott el annak kimondásáig, hogy aktuálisan a földgáz-hidrogén csere károsanyag kibocsátási szempontból ugyan előrelépést jelentene, ám a hidrogén fűtésből kinyerhető maximálisan 70 százalékos hatékonyság (a hidrogén előállításához szükséges elektrolízis 80 százalékos, a bojlerek 85 százalékos hatékonyságot produkálnak) egyelőre alatta marad a hőszivattyús technológiában meglévő és kiaknázásra váró lehetőségeknek. Vagyis, ha már van felesleges villamos áramunk, akkor azt inkább a hőszivattyúkra vezessük el, semmint hidrogént csináljunk belőle, amit körülményesen juttatunk el új vagy felújított kazánjainkba.

Konklúzióként levonható, hogy ha nem is kézenfekvő a zöldhidrogén fűtésre való használata, a technikai akadályai áthidalhatók, és ideiglenesen hozzájárulhat a klímavédelmi célokhoz. Mindez azt jelenti, hogy a hidrogén fűtési célú felhasználására az is elég indok lehet, hogy néhány évtizedig időt lehet nyerni vele. Elég időt arra, hogy ha be is bizonyosodik, hogy nem érdemes hálózati szinten a tiszta hidrogénnel való fűtés irányába haladni, más karbonszennyezés-mentes alternatívát találjanak a kutatók, fejlesztők.