A hidrogén jelentheti a jövőt az atomerőműveknek

Miközben továbbra is vita tárgyát képezi, mennyiben nevezhető tiszta energiaforrásnak, továbbá hogy milyen és mekkora szerepet tölthet be a nukleáris energia a jövő globális energiarendszerében, több ország is tisztahidrogén-termelésre fogná atomerőműveit. Ezzel nem csak az energiarendszer karbonmentesítését, hanem atomerőműveik gazdaságos hasznosítását is elő kívánják segíteni, melyek a jelenleg elterjedt, földgázalapú előállítási formához képest viszonylag tisztán, valamint – állításuk szerint – versenyképes áron lennének képesek elektrolízissel hidrogént termelni.

Paks, 2019. június 25. A Paksi Atomerõmû négyes (elõtérben) és hármas (háttérben) reaktora 2019. június 25-én. MTI/Sóki Tamás Fotó: Sóki Tamás Forrás: MTI

A hidrogén mint szekunder energiahordozó, illetve a tüzelőanyag-cella mint áramforrásra épülő innovatív technológia, világszerte kiemelt figyelemmel kísért kulcsterületek, melyeknek meghatározó szerepük lehet a jövő fenntartható energetikai rendszereiben és mobilitásában. A hidrogén az egyik jó megoldást jelentheti az időjárásfüggő megújulók pillanatnyilag szükségleten felüli termelésének tárolására, és az is mellette szól, hogy bizonyos átalakításokkal a meglévő földgázhálózat is alkalmassá tehető a szállítására. Felhasználási területe széles, ráadásul olyan szegmensekben jelenhet alternatívát a fosszilis energiahordozókkal szemben, ahol a szükséges energiaintenzivitás miatt az elefkrifikáció nem tűnik reális opciónak, így a nehéz-, illetve vegyiparban és a szállítási ágazatban, de például az ingatlanok fűtésében is.

A hidrogén hasznosításában rejlő potenciált felismerve az Európai Bizottság július elején hidrogénstratégiát hirdetett, amely a 2050-re kitűzött klímasemlegességi célok megvalósulását segítené elő. A Bizottság kizárólag a megújuló energiaforrásokkal, avagy zöld/megújuló hidrogén-elektrolizálókkal számol a vízbontással történő hidrogéntermelésre irányuló terveiben, a nukleáris energiát nem említi. Ugyanakkor mások mellett a magyar kormány is szerepet szánna az atomerőműveknek is a hidrogénkereslet kielégítésében.

Magyarország azon államok közé tartozik, amelyek úgy vélik, hogy a hidrogén nélkülözhetetlen eszköz a 2050-es „éghajlat-semlegességi cél” eléréséhez – fogalmazott Kaderják Péter, az Innovációs és Technológiai Minisztérium (ITM) energia- és klímapolitikáért felelős államtitkára az uniós kutatási miniszterek 2020. július 21-ei informális tanácsülésén. A zöld hidrogén hathatós megoldás lehet a különféle ágazatok szén-dioxid-mentesítésére, ezért ösztönözni és támogatni kell a kapcsolódó technológiák fejlesztését és alkalmazását, a kormány álláspontja szerint azonban a hidrogén előállításánál a nukleáris energiában rejlő lehetőségeket sem szabad figyelmen kívül hagyni – fogalmazott az államtitkár az MTI beszámolója szerint. „A nukleáris alapon előállított hidrogén hosszú távon is kulcsszerepet játszik majd a magyar energiarendszerben, az egész magyar gazdaságban. Úgy véljük, hogy a nukleáris alapon előállított hidrogént is tiszta hidrogénként kellene elismerni” – jelentette ki az államtitkár.

Elindultak az első projektek

A nukleáris energia hidrogéntermelésben betölthető szerepének nem egyértelmű megítélése tükrözi az atomenergiáról, illetve annak „tiszta” jellegéről folyó vitát is. Míg az atomerőművek mellett érvelők a nukleárisenergia-termelés karbonmentes jellegére hivatkoznak, az ellenzők elsősorban a keletkező radioaktív hulladék és hosszú távú elhelyezésének megoldatlansága miatt nem hajlandók a tiszta jelzővel illetni a technológiát. Ennek megfelelően a hidrogén nukleáris alapon való előállításában is inkább a pro-nukleáris államok látnak lehetőséget, így például a 2019-ben áramtermelése több mint 70 százalékát atomerőművekben megvalósító Franciaország. Az EDF már egy 2019-es tanulmányában megvalósíthatónak tartotta két, különféle technológiát képviselő 1 megawattos elektrolizáló telepítését a társaság egyik Egyesült Királyságban üzemeltetett atomerőművében. Ugyanakkor a 2022-ig minden atomerőművét leállító Németország értelemszerűen nem számol a nukleáris energiával saját új hidrogénstratégiájában.

Fotó: MTI

Az utóbbi időben pedig az Egyesült Államokban is egyre gyakrabban merül fel a kérdés, vajon a hidrogén előállításában betölthető szerepe új távlatokat nyithat-e az egyébként az országban – elsősorban a beruházási költségek emelkedése miatt – nem túl jó kilátásokkal rendelkező technológia előtt. Legutóbb a tekintélyes Physics Today amerikai tudományos folyóirat írt a témáról „Megmentheti-e a hidrogén a nukleáris energiát?” címmel, miután az Egyesült Államok energiaügyi minisztériuma 84 millió dolláros támogatást biztosított elektrolizálók fejlesztésére és demonstrációs célú telepítésére két működő atomerőmű telephelyén.

A tengerentúli remények szerint, amennyiben a nukleáris alapú vízbontás költségeit sikerül lejjebb szorítani, úgy az eljárás versenyképessé válhat a jelenleg széles körben alkalmazott, földgázalapú, jelentős karbonemisszióval járó hidrogéntermelési metódussal.

Hidrogéntermelés Pakson?

Az atomerőművek hidrogénnel való házasítása nem mai találmány; ezzel a céllal számos nemzetközi kezdeményezés létezik, még olyan is, amelyekben az amerikaiak és az oroszok is együttműködnek – hívja fel a figyelmet Lugos Roland, az Optimum Solar Kft. tulajdonos-ügyvezetője. A nukleáris innováció keretében létrehozták a „Nuclear Innovation Clean Energy Future (NICE Future)” (Nukleáris innováció a tiszta energia jövője” nemzetközi kezdeményezést, melyet az Egyesült Államok, Kanada és Japán vezet, de a résztvevő országok közé tartozik Argentína, Lengyelország, Románia, Oroszország, az Egyesült Arab Emírségek és az Egyesült Királyság is.

Fotó: MTI

A hazai viszonyok között a Paksi Atomerőműben termelt éjszakai árammal vagy annak egy részével hidrogén előállítását támogatni nagyon kézenfekvő és jó gondolat – véli Lugos Roland, aki szerint ez a régi erőmű amortizáltsága miatt bizonyosan nagyon jó árat is eredményez(het). Az új paksi erőmű esetében viszont szerinte ez biztosan nem lesz így, kivéve, ha felismerik, hogy az el nem adható áram a legrosszabb áram a hitel törlesztése és megtérülés szempontjából, és ennek megfelelően képzik majd az árakat.

Az Európai Unió hidrogénstratégiája komoly előrelépés, melyet az egyes országok ez irányú stratégiáinak elfogadása kényszerített ki, már csak az a kérdés, hogy ezekből mikor lesznek valóra váltható és kézzelfogható elvárások, kapcsolódó programok, nem utolsó sorban kötelező érvényű jogszabályok – fogalmaz az Optimum Solar vezetője a közösség új energiapolitikai céljait értékelve. A megújulók magas és egyre növekvő arányai mellett szükség van egy energiatároló közegre, erre pedig a jelenlegi tudásunk és a stratégiák alkotóinak szándéka, kutatásai alapján nincs jobb eszköz, mint a hidrogén, tekintettel annak környezetbarát és sokirányú felhasználhatóságára, még akkor is, ha a bevezetése, az átállás hatalmas erőfeszítéseket és nagyon komoly forrásokat igényel.

A hidrogén nagymértékű európai elterjesztésében a hatalmas német gazdaság és számos globális exportorientált gyártója vezető szerepet kíván játszani, ahogy ezt a célt szolgálja a német kormány tevékenysége is – utalt a német elnökség által bemutatott, zöld hidrogénről szóló, K+F+I-vezérelt kezdeményezésre Lugos Roland. Ezek a vállalatok hatalmas K+F erővel, tapasztalatokkal és esélyekkel rendelkeznek, de a verseny éles, rengeteg előremutató kutatás zajlik a világon mindenütt és ezek közül csak a legjobbak kerülnek majd be a felhasználásba. A gyártók azokat a kutatási eredményeket fogják felhasználni, amelyek a legjobban szolgálják az adott eljárás hatásfokának javítását és költségeinek csökkentését. Ma az az első, hogy minél több és minél olcsóbb zöld hidrogén kerüljön előállításra, de a fosszilis energiaforrásból a keletkező CO2 megkötése mellett előállított úgynevezett kék hidrogén is fontos szerepet játszhat és minden egyéb kezdeményezésnek szabad terepe van, amelyek az elektrolízisen kívüli gyártó technológiák területén is jelentkezhetnek. A szél- és napenergia nagyarányú hasznosítására, illetve az abból származó gondokra ma egyelőre csak az elektrolízis kínál megoldást a szükséges nagyságrendben

Nem elég célirányos?

A Magyarországon 2020 tavaszán alapított Nemzeti Hidrogéntechnológiai Platform ugyancsak megkezdte a működését. Egyes kezdeményezései hasznosak, de a mi nem érezzük eléggé célirányosnak a termelés és a piac létrehozása érdekében kifejtett erőfeszítéseket. Úgy tűnik, mintha egyelőre újabb felmérések és sok-sok „papír” gyártása folyna; olyan dolgokat akarunk előállítani, amelyek máshol már elérhetők és tapasztalatok is vannak. A példa kedvéért, egész Európa tele van ilyen klaszterekkel, ahol több mint 260 hidrogén projekt valósult meg (nálunk egy sem) és a tapasztalatok az EU tagállamok rendelkezésére állnak – fogalmaz az Optimum Solar vezetője, akinek tervei között szerepel az Európai Bizottság által Európai Tisztahidrogén-szövetséghez való csatlakozás is.