Miért zöld?
A hidrogén előállítása hagyományos, konvencionális módszerekkel rendkívül környezetszennyező. A ma elterjedt un. SMR (Steam Methane Reforming – gőzreformálás) technológiával több probléma is adódhat. Egyrészt mivel a technológia alapvetően földgáz alapú, továbbra is fosszilis energiahordozót használunk. Másrészt a technológia jelentős károsanyag emisszióval is jár (így csak szürke hidrogén állítható elő). Egy egység tiszta hidrogén előállításakor akár 7-szer annyi üvegházhatású gáz is keletkezhet. Az iskolából ismert elektrolízis, melynek során a vizet egyenáram segítségével hidrogénre és oxigénre bontjuk, ipari méretekben csak a közelmúltban vált biztonságosan és gazdaságosan kivitelezhetővé. Zöld hidrogénként hivatkozunk arra a hidrogénre, melynek előállítása ezzel a környezetbarát, karbonsemleges eljárással történik.
Miért most?
Miért itt?
Magyarország villamosenergia-fogyasztásának csúcsidőszaka továbbra is télen van, még ha egy-egy nyári napon alkalmilag rekord is születik a légkondicionálók miatt. A napi kilengések okozta ingadozás megközelítőleg 2000 MW, mely megegyezik Paks 1 négy darab névlegesen 440 MW-os atomreaktorblokkjának megnövelt elektromos teljesítményével. Ez egyébként egyenértékű az atomerőmű teljes elektromos teljesítményével. Azonban nem csak a villamosenergia-fogyasztás függvénye a napszakoknak és évszakoknak, hiszen a megújulók által termelt villamosenergia mennyiséget is épp úgy befolyásolják ezek a tényezők. Ennek az ingadozásnak, eltérésnek a kiegyenlítése műszaki, biztonsági, valamint gazdálkodási szempontból is kívánatos.
Elméletben számos különböző eljárás létezik a túltermelési időszakban keletkező áram tárolására és későbbi felhasználására. Ezek gyakorlati megvalósítása azonban több környezeti aggályt is felvet. Az akkumulátorokhoz szükséges komponensek ilyen mennyiségben nem elérhetők (és a néhány órán túl nyúló időtáv nem gazdaságos), a víztározós erőművek pedig a természetes környezet jelentős átalakítását igényelnék.
A zöld hidrogénen alapuló innovatív energiatárolási eljárások az elmúlt években a tervezőasztalról a megvalósítási fázisba kerültek, és reális alternatívát nyújtanak, nagyipari méretekben is. Az immár olcsón elérhető, megújulóalapon termelt villamos energiával vízből hidrogént állíthatunk elő – ezt nevezik power-to-gas, vagy röviden P2G technológiának. A hidrogént pedig az energetikában gyakorlatilag bármikor és bárhol felhasználhatjuk, például a közlekedésben (személy- és teherforgalom), vagy akár a nehézipar szén-dioxid-kibocsátásának csökkentésében.
A Bükkábrányi Energiapark a túltermelési időszakában jelentős költségelőny mellett tud energiát biztosítani elektrolízis céljára. Terveink szerint a területre tervezett komplex energetikai mintaprojekt 2023-ban valósulhat meg teljesen.
Miért előnyös?
A palackokba fejtett hidrogén könnyedén szállítható, környezetbarát üzemanyagcellás járművekbe tölthető, és azokban hosszú távon működtethető. (Egy feltöltéssel kb. 500-600 km.) De az általunk előállított nagy tisztaságú hidrogén felhasználható, többek között, az élelmiszeriparban, az üveggyártásban, az analitikában, a hegesztésben vagy a chipgyártásban is. Ugyanakkor keverhető hálózatos földgázhoz is, ezzel csökkentve az égéstermék károsanyag-tartalmát, anélkül, hogy jelentősen megváltoznának a gáz égési paraméterei.
A megtermelt hidrogén helyben is felhasználható. Például amikor a napelemek nem az elvárt és tervezett menetrend szerint termelnek, a villamosenergia-rendszer stabilitási problémákkal küzd, vagy esetleg a fogyasztók igényelnek többlet villamos energiát. Ilyenkor tüzelőanyag-cellák segítségével a hidrogénben tárolt energia újra villamosenergiává alakítható. A tüzelőanyag-cellában – nevével ellentétben – nincs hagyományos tűzzel járó folyamat, hanem valamilyen tüzelőanyag (pl.: hidrogén) oxidációja zajlik le benne. Ezért ez egy speciális elektrokémiai áramforrás, melynek egyik legfőbb tulajdonsága, hogy nem tölthető fel és nem merül le, mint egy hagyományos galvánelem (pl.: akkumulátor), hanem mindaddig képes működni, amíg a tüzelőanyag-utánpótlás biztosított. A cellák csoportosítására a működési hőmérséklet és/vagy az elektrolit anyaga szolgál. Jelenleg az egyik legelterjedtebb tüzelőanyagcella a PEM (Proton-exchange membrane). Ez egy protoncseremembrán-technológián alapuló elektrokémiai áramforrás. A hidrogén tehát a mi esetünkben az a közeg (energiahordozó), ami a túlkínálat idejéről átviszi az energiát a keresleti időszakra.
Miért fontos?
A 2020-30-as évek energetikai forradalmát a hidrogén hozhatja el. Magyarország felkészült, a hidrogénstratégia 2021-es kihirdetése minden illetékes szereplőnek megfelelő iránymutatást és ösztönzést jelent.
Ezek a technológiák a hazai, karbonmentes forrásból termelt villamos energia átalakításának és tárolásának lehetővé tételével a földgáz importigényét is csökkenthetik, így ellátásbiztonságunk erősítéséhez is hozzájárulhatnak.
Miért működik?
A szabályozható PEM-elektrolizáló és a hozzá kapcsolódó infrastruktúra a víz elektrolízise során hidrogént és oxigént állít elő. A folyamathoz szükséges villamos energiát napelemek biztosítják, így az előállított „zöld hidrogén” egy valóban karbonsemleges és a technológiából adódóan nagy tisztaságú üzemanyag, mely palackozva is értékesíthető, vagy a körforgásos energiamodellben helyben felhasználható.
Miért különleges?
Magyarországon először Bükkábrányban tesztelik azt az innovatív vezérlési és rendszerszabályozási technológiát, mely folyamatosan, valós időben tudja szabályozni az elektrolizáló berendezés működését, attól függően, hogy éppen mennyi menetrenden felüli villamos energia érhető el a napelempark termeléséből.
A Bükkábrányi Energiapark a Szegedi Tudományegyetemmel közös konzorciumban nemcsak egy 1,0 MW-os elektrolizáló létrehozását vállalta, hanem további kutatások céljára a bükkábrányi telepítést szimuláló erőművi modellt (demonstrációs üzemet) is létrehoznak Szegeden. Így olyan kísérletekre és elemzésre nyílik mód, amelyek további energetikai innovációkat eredményezhetnek, és akár önálló szabadalmakban, piacképes találmányokban ölthetnek testet.