A hidrogén égetése károsanyag-kibocsátás mentes, emiatt jó alternatívája lehet a közlekedésben is ismert fosszilis üzemanyagoknak. A technológia kiforratlansága miatt azonban még nem látnak benn elég potenciát, továbbá egyes előállítási módja ugyanúgy lehet környezetszennyező. A fehér hidrogén a földmélyén található természetes energiahordozó, az elmúlt tíz évben több országban is találtak már ilyenfajta forrást. A kitermelési és felhasználási lehetőségeiről még nincs globális egyetértés, ezért ennek az energiának a használata sem kezdődött el nagy mértékben.
A hidrogént a „jövő üzemanyagaként” emlegetik. Égése során csak hőt és vizet bocsát ki, így vonzó alternatívája a fosszilis tüzelőanyagoknak. Ez a természetes üzemanyag megoldást jelenthet Európa energiaválságára?
A hidrogén előállítása jelenleg többnyire gázzal vagy szénnel történik, olyan folyamatok során, amelyek sok CO2-t bocsátanak ki – írja az Euronews. A megújuló energia felhasználásával előállított „zöld” hidrogén ígéretes – de drága – alternatívát kínál. Mi lenne tehát, ha lenne mód arra, hogy ezeket az előállítási folyamatokat teljesen kiküszöböljük?
A Föld hatalmas természetes hidrogénkészleteket rejt, amelyeket ki lehetne termelni.
Ennek az úgynevezett „fehér” hidrogénnek az év elején Franciaországban történt hatalmas felfedezése izgalmat keltett, hogy tiszta, olcsó és megújuló energiaforrássá válhat. A kutatáshoz hamarosan Svájc is csatlakozott, amely tavasszal Graubünden kantonban talált természetes hidrogént. Nyáron az ország további lelőhelyek után kutatott a Valais-i kőzetekben. Vajon a fehér hidrogén lehet a biztonságos és tiszta energia kulcsa, és miért csak most kezdik feltárni?
A hidrogént a „jövő üzemanyagaként” emlegetik. (Fotó: Canva)
Mi a fehér hidrogén?
A hidrogén a Földön a legnagyobb mennyiségben előforduló kémiai elem, és a természetben a víztől a növényekig mindenben előfordul. Egészen a közelmúltig azonban nem gondolták, hogy a földben jelentős mennyiségű hidrogéngáz van tiszta formában. Aztán egy véletlen felfedezés történt Maliban 2012-ben: egy évtizedekkel korábban fúrt kút fúrásából szinte tiszta természetes hidrogént találtak. Azóta a geológusok egyre gyakrabban kísérleteznek e gáz – amelyről úgy gondolják, hogy víz-ásvány reakciók révén képződik – földfelszín alatti készleteinek kitermelésével.
A fosszilis üzemanyagraktárakkal ellentétben, amelyek kialakulása évmilliókat vesz igénybe, a természetes vagy „fehér” hidrogén folyamatosan újratermelődik.
A fehér hidrogén a biztonságos és tiszta energia jövője?
Még nem világos, hogy pontosan hogyan alakulnak ki a fehér hidrogén lerakódások, és hogy kereskedelmi szempontból kiaknázhatóak-e. Startupok és tudósok vizsgálják ezt a lehetőséget – ígéretes eredményekkel.
„A Földön számos olyan hely van, ahol a megfelelő feltételek együttesen léteznek a hidrogén természetes előállításához és felhalmozódásához, amelyet aztán társadalmi felhasználásra ki lehet termelni. A jó hír az, hogy mivel hagyjuk, hogy a föld elvégezze helyettünk a munkát, ezt a hidrogénforrást valószínűleg sokkal tisztább lesz előállítani, mint a szén elgázosításának, a metán reformálásának vagy a víz elektrolízisének jelenlegi módszereit” – mondta Dr. Michael Webber, az amerikai Austinban található Texasi Egyetem energiaforrásokkal foglalkozó professzora az Euronews Green-nek.
Bár a legtöbb természetes hidrogén valószínűleg elérhetetlen tengeri területeken található, Ausztráliában, Kelet-Európában, Franciaországban, Ománban, Spanyolországban és az Egyesült Államokban, valamint a nyugat-afrikai Maliban már felfedeztek lelőhelyeket.
Májusban véletlenül nagy mennyiségű természetes hidrogénlelőhelyet fedeztek fel Franciaországban, Lotaringia régióban. A Lorraine-i Egyetem GeoRessources Laboratóriumának, a francia Nemzeti Tudományos Kutatási Központnak (CNRS) és a La Française de l’Energie energiaipari vállalatnak a kutatócsoportja a talaj metánszintjének vizsgálata során bukkant rá.
Jelenleg mélyebbre fúrnak, hogy kiderítsék, pontosan mennyi hidrogén van, de becsléseik szerint mintegy 46 millió tonna lehet – ez a CNRS szerint a világ jelenlegi éves szürke hidrogéntermelésének több mint felének felel meg. Eközben Spanyolország északkeleti részén a Helios Aragón feltáró vállalat azt állítja, hogy több mint egymillió tonna hidrogéntartalékot tartalmazó tározót talált, amelynek fúrását 2024-ben szeretné megkezdeni.
A jelenleg kilogrammonként nagyjából 5 euróba kerülő zöld hidrogén olcsó alternatívájaként ígérkezik. A fehér hidrogén kilogrammonként mindössze 0,50 euróba kerül – írja a Science hír- és kutatási portál.
A hidrogén alkalmasabb lehet olyan nehézgépjárművekben, amelyek nem könnyen használhatnak akkumulátort, például teherautókban, hajókban és repülőgépekben, valamint az acéliparban és olyan vegyi folyamatokban, mint a műtrágyagyártás. (Fotó: Caterpillar)
Mik a hidrogénenergiával kapcsolatos problémák?
A fehér hidrogén azonban nem biztos, hogy az energiaválság megoldására szolgáló csodafegyver. Egyes tudósok szerint a hidrogénszivárgásokra vonatkozó adatok hiánya és az általuk esetlegesen okozott károk problémaként jelentkeznek a feltörekvő iparágban.
Ha a hidrogén beszivárog a légkörbe, csökkentheti az üvegházhatást okozó gázokat elpusztító molekulák ottani koncentrációját, ami ellensúlyozza a hidrogén környezeti előnyeit.
A hidrogénszivárgások nyomon követésére szolgáló technológia hiánya miatt ez egy jelentős vakfolt lehet.
„A többi hidrogénforráshoz hasonlóan a természetes hidrogénnel is óvatosan kell bánni a biztonsági kockázatok csökkentése és a szivárgások elkerülése érdekében” – mondja Dr. Webber.
De lehet, hogy ez nem jelent olyan jelentős környezeti kockázatot, mint azt egyesek gondolják.
„A Texasi Egyetemen végzett kutatásunk, amelyet november 8-n a New Orleans-i ASME IMECE konferencián mutattunk be, arra a következtetésre jutott, hogy a diffúz hidrogénkibocsátás közvetett globális felmelegedési hatása valójában meglehetősen kicsi a többi, az életciklusra gyakorolt üvegházhatású gáz hatásához képest, így a nem kívánt hidrogénszivárgásból eredő üvegházhatású kockázatok csekélyek.”
A szivárgás azonban nem az egyetlen aggodalom a hidrogén szállításakor. Gáz formájában sok helyet foglal el, és -253 °C-os hőmérsékletet igényel a cseppfolyósításhoz, ami megfizethetetlenül drága lehet. A hidrogénhez szükséges csővezetékek és elosztórendszerek is hiányoznak. A fosszilis tüzelőanyag-ipar reméli, hogy végül a meglévő infrastruktúrán, például a gázvezetékeken keresztül szállítóható el a hidrogén. A tudósok szerint azonban a hidrogén korrodálhatja a fémcsöveket, és repedésekhez vezethet.
A hidrogénmolekulák nem csak sokkal kisebbek és könnyebbek, mint a metánban lévő molekulák, így nehezebb megfékezni őket, de sokkal robbanékonyabbak is, mint a földgáz, ami biztonsági aggályokat vet fel.
A Science szerint többek között ezek miatt a hőszivattyúk és az akkumulátoros elektromos autók győztek a hidrogénalapú alternatívákkal szemben. Az üzemanyag alkalmasabb lehet olyan nehézgépjárművekben, amelyek nem könnyen használhatnak akkumulátort, például teherautókban, hajókban és repülőgépekben, valamint az acéliparban és olyan vegyi folyamatokban, mint a műtrágyagyártás.
Címlapkép: Canva