Mi a hidrogén?

A Földön hatalmas mennyiségű hidrogénatom található a vízben, a növényekben, az állatokban és természetesen az emberekben. De míg az élőlényekben szinte minden molekulában jelen van, gázként nagyon ritka – kevesebb, mint egymillió térfogatrész.

A hidrogén számos forrásból előállítható, például földgázból, atomenergiából, biogázból és megújuló energiából, például nap- és szélenergiából. A kihívást az jelenti, hogy a hidrogént gázként nagy mennyiségben hasznosítani tudjuk otthonaink és vállalkozásaink üzemanyagaként.

Miért fontos a hidrogén, mint a jövő tiszta energiaforrása?

A tüzelőanyag olyan vegyi anyag, amely hasznos energia előállítása céljából “elégethető”. Az égés általában azt jelenti, hogy a tüzelőanyag elemei közötti kémiai kötések felbomlanak, és az elemek kémiailag egyesülnek az oxigénnel (gyakran a levegőből).

A földgázt sok éven át használtuk otthonaink és vállalkozásaink fűtésére, valamint az erőművekben villamos energia előállítására; jelenleg az otthonok 85%-a és az Egyesült Királyság villamos energiájának 40%-a függ a gáztól. Az olaj- és gázmezőkből származó “földgáz” fő alkotóeleme a metán.

Azért használjuk továbbra is a földgázt, mert ez egy könnyen hozzáférhető erőforrás, költséghatékony és tisztább alternatívája a szénnek – a legszennyezőbb fosszilis tüzelőanyagnak, amelyre a történelem során fűtés és villamosenergia-termelés céljából támaszkodtunk.

A földgáz elégetésekor hőenergiát szolgáltat. Hulladékterméke azonban a víz mellett a szén-dioxid, amely a légkörbe kerülve hozzájárul az éghajlatváltozáshoz. A hidrogén elégetésekor az egyetlen hulladéktermék a vízgőz.

Mi a különbség a kék és a zöld hidrogén között?

A kék hidrogént nem megújuló energiaforrásokból állítják elő, két elsődleges módszer egyikével. A metán gőzzel történő reformálása a legelterjedtebb módszer az ömlesztett hidrogén előállítására, és ez teszi ki a világ termelésének nagy részét. Ez a módszer reformert használ, amely magas hőmérsékleten és nyomáson gőzt reagáltat metánnal és nikkelkatalizátorral, hidrogént és szén-monoxidot képezve.

Alternatív megoldásként az autotermikus reformálás oxigént és szén-dioxidot vagy gőzt használ a metánnal való reakcióhoz, hogy hidrogén keletkezzen. E két módszer hátránya, hogy melléktermékként szén keletkezik, ezért a szén-dioxid megkötése és tárolása (CCS) elengedhetetlen a szén megkötéséhez és tárolásához.

A zöld hidrogén előállítása úgy történik, hogy elektromos áramot használnak egy elektrolízer működtetésére, amely a hidrogént a vízmolekulákból hasítja. Ez a folyamat tiszta hidrogént állít elő, káros melléktermékek nélkül. További előnye, hogy mivel ez a módszer villamos energiát használ, lehetőséget kínál arra is, hogy a felesleges villamos energiát – amelyet nehéz tárolni (mint például a felesleges szélenergiát) – elektrolízisre irányítsuk, és hidrogéngázt hozzunk létre belőle, amelyet a jövőbeli energiaszükségletekre tárolhatunk.

A hidrogént már használják üzemanyagként?

Igen. Már vannak olyan autók, amelyek hidrogén üzemanyagcellával működnek. Japánban 96 nyilvános hidrogéntöltő állomás van, ahol ugyanúgy lehet tankolni, mint benzinnel vagy gázolajjal, és ugyanannyi idő alatt, mint egy hagyományos üzemanyaggal működő autóban. Németországban 80 ilyen hidrogéntöltő állomás van, az Egyesült Államok pedig 42 állomással a harmadik.

A hidrogén a közúti, légi és hajózási szállításban is izgalmas, könnyű üzemanyag-változat. A DHL nemzetközi kézbesítő cégnek már van egy 100 “H2 panel furgonból” álló flottája, amely 500 km-t képes megtenni tankolás nélkül.

Melyek a hidrogén, mint tiszta energia felgyorsításának lehetséges fékjei?

Hogy a hidrogén életképes alternatívája lehessen a metánnak, nagy mennyiségben és gazdaságosan kell előállítani, és a jelenlegi infrastruktúrát át kell alakítani.

A jó hír az, hogy a hidrogén gázvezetékeken keresztül szállítható, ami minimálisra csökkenti a zavarokat, és csökkenti az új hidrogénszállító hálózat kiépítéséhez szükséges drága infrastruktúra mennyiségét. Az otthoni életünkben sem lenne szükség kultúraváltásra, mivel az emberek megszokták, hogy a főzéshez és fűtéshez földgázt használnak, és a hidrogénnek már kialakulóban vannak megfelelői.

Mit tesz a National Grid a hidrogénnek mint alternatív zöld üzemanyagnak az előmozdítása érdekében?

Elköteleztük magunkat arra, hogy 2050-re elérjük a nettó nullát, ami azt jelenti, hogy az elkövetkező években el kell kezdenünk felkészülni a gázfelhasználásunk megváltoztatására. Ennek egyik módját a hidrogénen keresztül javasoljuk.

A jelenlegi Nemzeti Szállítási Rendszer (NTS) szállítja a földgázt az Egyesült Királyságban, és az emberek, a vállalkozások és az ipar a mi hálózatunkra támaszkodnak.

Az NTS egy egyedülálló és összetett hálózat, amely acélcsöveket használ a földgáz nagy nyomáson történő szállítására. A hálózat átalakítása előtt teljes mértékben meg kell értenünk, hogy a nagynyomású hidrogénnek való kitettség milyen hatással lehet a csövekre. Kiterjedt tesztelésre és részletes vizsgálatokra van szükség annak megállapításához, hogy milyen módosításokra lehet szükségünk a hidrogén biztonságos szállításához.

A HyNTS – Hidrogén az NTS-ben – címszó alatt már több projektet is lefuttattunk, amelyekben az NTS hidrogénszállítási fizikai képességeit vizsgáltuk. Ezek a projektek nem csak azt vizsgálták, hogy a hidrogén milyen hatással lehet a csővezetékeinkre, hanem az összes kapcsolódó berendezésre, például a kompresszorokra és a szelepekre is, valamint azt, hogy a hidrogénhálózatnak milyen módon kell majd másképp működnie a jövőben.