Bejegyzések

EHB: az európai hidrogén infrastruktúra gerince

Cégünknek alkalma volt részt venni a Magyar Hidrogéntechnológiai Szövetség Zalaegerszegen megrendezett konferenciáján, mely a H2 Open programsorozat keretében valósult meg. A magyar ipar számos releváns szereplőjével volt alkalmunk találkozni, tapasztalatot cserélni és közösen megvitatni a H2 gazdaság jelenét és jövőjét Magyarországon.

A konferencián többet is megtudhattunk a tervezett European Hydrogen Backbone gerincvezetékről, mely Athéntől Münchenig kapcsolná össze a H2 termelőket és felhasználókat, új lökést adva ezzel az európai hidrogén infrastruktúra kiépítésének.

Termelők és felhasználók

Minthogy a zöld hidrogén előállításához nagy mennyiségű (tisztított) vízre és megújuló energiával termelt áramra van szükség, nem csoda, hogy az európai hidrogén-termelés észak és dél tengerpartjaira koncentrálódik, ahol a könnyen elérhető vízen kívül az offshore szélturbinaparkok, valamint a magas napsütéses órák száma miatt igen hatékonyan üzemelő naperőművek teremtenek ideális környezetet zöld H2 előállításához.

A hidrogén infrastruktúra felhasználói része viszont jelentős mértékben Európa belső, történelmi iparterületein (elsősorban Németországban) koncentrálódik. A rendelkezésre álló stratégiai tárolókapacitás jelentős része szintén itt található, elég, ha csak a Baumgarteni gázmezőt említjük (melyen átállítása hidrogénre már megkezdődött).

Az igény tehát, hogy nagy mennyiségű hidrogént nagy távolságokra szállítsunk, adott.

Megvalósítás: egy európai hidrogén infrastruktúra kiépítése

Mint sejthető, a kezdeményezés ambiciózus célkitűzéseihez lenyűgöző büdzsé és projektméret társul. Az EHB kezdeményezés keretein belül:

  • több mint 60 hidrogén-elosztó és 80 tároló alprojekt
  • 30 terminál és átfejtésre alkalmas kikötő
  • 20 H2 fogyasztó és 250 termelő beruházás megvalósítását tervezik.

A fenti célok elérésének érdekében 33 energetikai szolgáltató cég fog össze, alvállalkozók százait mozgatva meg.

A gerincvezeték kiépítése során, ahol csak lehet meglévő, használaton kívüli földgáz-vezetékeket használnak fel, vagy már korábban kiépített vezetékek nyomvonalát követik, párhuzamosan fektetve az újakat. Ez azonban még papíron sem ilyen egyszerű. Az üzletágra és a felmérési munkákra rálátók szerint a szabályozási környezet fejlesztésére épp úgy szükség van, mint kiterjedt anyagtani vizsgálatokra, hogy meghatározhassák, a régebbi csővezetékek egyes szakaszai milyen nyomáson viselnek el hidrogént, meddig kompatibilisek azzal.

Tudvalevő, hogy a H2 molekulák tiszta fémmel érintkezve atomos hidrogénné esnek szét, mely rendkívül kis atommagja révén képes a fémes kötés rácsán keresztül diffundálni, ezzel szivárgást előidézni még légtömör csöveken is, illetve hidrogén-indukálta ridegedést okozni az anyagban.

Mindezen kihívások ellenére jelenleg egységes akarat áll az EHB megvalósítása mögött, hiszen a dekarbonizáció és a zöld átállás egyik legjobb katalizátora a széles körben elérhető hidrogén infrastruktúra lehet.

Termeléstől a tároláson át a felhasználásig

Legyen szó akár elektrolízisről, hagyományos, palackos vagy LOHC tárolásról vagy felhasználásról akár ipari gázként akár közlekedésben, partnereink kitűnő minőségű, folyamatosan fejlődő és bővülő termékportfólióját hozzuk el az Önnek gyors válaszidővel és kiterjedt technikai támogatással. Keressen minket bizalommal!

A borítókép forrása: https://www.gie.eu/wp-content/uploads/2023/11/ERT.png

Zöld energia: aktualitások és kitekintés

Partnereinkhez, a Seetru és Pressure Tech Ltd.-hez hasonlóan számunkra is kiemelten fontos a zöld átállás, környezetkímélő energiaforrások és megoldások támogatása. Tevékenységünkből és szaktudásunkból adódóan ezt elsősorban a H2-ipar, különösen a zöld-hidrogént használó projektek műszaki támogatásával tudjuk elősegíteni. De milyen a zöld energia helyzete Európában jelenleg, illetve mi várható 2030-ig? Spoiler: a morális érveken túl pénzügyileg is érdemes ebbe az ágazatba fektetni.

Uniós vállalások a zöld energia területén

Mint az ismeretes, az EU még 2018-ban fektette le a 2030-as energetikai céljait. A főbb kitűzések az volt, hogy 2030-ra a felhasznált energia 32%-át megújuló erőforrások kell, hogy szolgáltassák. 2021-ben még ambiciózusabb vállalásokat tettek a tagországok tovább növelték:

  • legalább 42.5%-os, de optimális célként a 45% elérése 2030-ra.
  • a közlekedési ágazatban 29%-os részarány elérése
  • a teljes energiafogyasztás 20%-os
  • az üvegházhatású gázok kibocsájtásának szintén 20%-os csökkentetést írták elő.

Jelen állás szerint

Az optimista vállalások fő motivációja az volt, hogy 2020-ban az EU túlteljesítette saját vállalásait, hiszen a megújulók részaránya már ekkor 22% volt. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) előrejelzése szerint 2030-ig egyenletes, évi 15%-os bővülés várható, hozzátéve, hogy 2026-ban még ennél is nagyobb arányú, akár 20% is lehet a zöld energia szektor növekedése.

A legmeredekebb növekedést Kínában várják, ahol a napenergia termelése akár 90-100%-kal is emelkedhet, míg a szélenergia esetében ez 50% körül alakulhat. A jelenlegi előrejelzések szerint ez utóbbi számot Európa is teljesíteni fogja.

Kevésbé dinamikus a növekedés a közlekedésben: itt a megújulók részaránya mindössze 11.2%, tehát gyakorlatilag stagnált a 2024-es évben. A 2030-as célt egyelőre Svédország közelíti meg a legjobban (26.4%), igaz, ez 2023-ban volt már 33.6% is. Hazánkban a közlekedésben felhasznált zöld energia aránya egyelőre 7.9%-os és gyakorlatilag 10 éve nem nőtt érdemben.

A zöld energia alakulása a közlekedési ágazatban, országonként
Forrás: Eurostat

Zöld hidrogén

Hogyan is segít a H2 ipar ezeknek a céloknak az elérésében?

A zöld hidrogén definíciója és hozzájárulása a zöld energiához valamint folyamatokhoz
A kép forrása: https://www.seetru.com/hydrogen/
  • Zöld hidrogén előállítással (tehát megújuló energiákkal végzett elektrolízissel)
  • Hidrogén-alapú energiatárolással
  • Vagy a zöld hidrogén folyamattechnikai hasznosításával

Ahhoz, hogy ezek a folyamatok szerves, megbízható és biztonságos részét képezzék a zöld energia iparnak, olyan eszközökre és technológiákra van szükség, melyeket elve a H2 különleges tulajdonságait figyelembe véve terveztek. Ezek, a teljesség igénye nélkül:

  • Üzemanyagcellák
  • Nyomásnövelők
  • Üzemanyagtöltő rendszerek
  • Elektrolizálók
  • Tároló- és szállítóegységek (tartályok, csővezetékek stb.)
  • Folyékony hidrogén alkalmazások
  • A vegyipar folyamattechnikai berendezései

A Scabex Kft. hozzájárulása a zöld energia elterjedéséhez

Azon felül, hogy folyamatosan keressük az új megoldásokat (lásd korábbi híreink), melyekkel vonzó piaci alternatívává tehetjük a megújuló energiaforrások, elsősorban a zöld H2 használatát, illetve partnereinkhez hasonlóan akár szponzorációkkal is segítjük az úttörő technológiák alkalmazását a közlekedésben, gyors válaszidővel és kiemelkedő technikai támogatással segítjük Önnek megtalálni a megfelelő hidrogén-kompatibilis szabályozót, bármilyen projektjéhez!

A borítókép forrása: Forbes

Zöld energiatárolás hidrogén elektrolízissel

Korábbi bejegyzéseinkben már sokat foglalkoztunk a H2 infrastruktúra fejlődésével, a terjedését segítő támogatásokkal és annak nehézségeivel. A mobilitás mellett ebben a rövid írásban egy olyan megoldásra hívjuk fel a figyelmet, mely a hidrogén elektrolízis ipari, építőipari alkalmazásokhoz nyújt fenntartható energiaellátási alternatívát.

Negatív töltések a pozitív eredményekért

A technológia, melyen az itt bemutatott megoldás alapszik nem más, mint az AEM, azaz az Anion Exchange Membrane, mely a hidrogén elektrolízis egy módja. Rendszerszinten vizsgálva a műszaki megoldást, az elektrolizáló bemenetei víz, valamint elektromos energia, kimenetén pedig H2 és O2 gázok jelennek meg (természetesen elszeparálva egymástól).

A pontos leíráshoz és megértéshez természetesen szükséges a kémiai reakciók, az egyes ionok potenciáljának pontos ismeret, valamint rendkívül fejlett anyagtani ismeretek, mivel a reakcióban részt vevő membrán, anód és katód mikroszerkezete és anyaga számos Phd. kutatásnak szolgált már témával, és még közel sem tekinthető konszolidált technológiának.

AEM hidrogén elektrolízis sematikus ábrája
A kép forrása: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095495623006721

Üzemeltetői, folyamatmérnöki szemmel nézve azonban elég a főbb paramétereket ismerni:

  • Ennek a hidrogén elektrolízis technológiának a jelenlegi teljesítménysűrűsége mintegy 1.5-3.8 W/cm2
  • Üzemi hőmérséklete 40-90 °C, 1-30 bar nyomáson
  • Élettartama mintegy 2000 óra, a kutatások 10 000 órás élettartamot látnak reálisan megvalósíthatónak
  • A termelt hidrogén tisztasága „kétkilences”: 99.99%, de kutatások folynak a 99.9999% elérésére.

Mire jó a hidrogén-elektrolízis?

Zöld hidrogén alatt olyan H2 gázt értünk, melynek fejlesztéséhez megújuló energiát vettek igénybe. Olyan létesítmények esetén tehát, ahol ilyen energiaforrás (tipikusan napelempark, de lehet akár szél- vagy vízturbina is) rendelkezésre áll, a termelődő felesleget akkumulátoros, vagy kinetikus tárolás helyett hidrogén gázzá lehet alakítani, hogy az energiaszegény időszakokban abból – üzemanyagcella segítségével – elektromos teljesítményt lehessen előállítani.

Egy alternatív – s némileg egyszerűbb – felhasználási mód természetesen az, mikor a gáztermelés nem a helyszínen történik, ekkor akkumulátor-kapacitás helyett palackkötegekben nagynyomású gázt tárolnak, ezzel biztosítva a szünetmentes tápellátást egy üzem vagy épület számára.

Az Enapter cég H2 tápegysége Olaszországban
Az Enapter cég H2 tápegysége Olaszországban

Saját hidrogén-üzem otthonra?

A jó hír, hogy a hidrogén elektrolízis technológia az utóbbi években rohamos fejlődésen esett át. Már messze nem csak megawattos méretű ipari gázművekben találkozni vele, méretgazdaságossága elérte a jóval kisebb alkalmazásokat is.

Példának okáért a Chaengwattana Government Complex, Bangkokban egy olyan kormányzati irodakomplexum, mely 168 kW beépített napelem-teljesítményét részben hidrogén elektrolízis útján tárolja. Egy 24 kW-os elektrolizáló gondoskodik arról, hogy az épületegyüttes mintegy 150 kWh-ra elegendő H2 tárolói mindig fel legyenek töltve.

A felhasznált technológia méretei nem kiugróak, egy szerverszekrény, vagy ipari folyadékhűtő befoglaló méreteihez – és megjelenéséhez – hasonlóak, és joggal várhatjuk, hogy a jövőben, a hatékonyság növelésével akár háztartási szintre is eljusson a módszer.

Hidrogén elektrolízis kormányzati irodakomplexumban Thaiföldön
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Elektrolizálók szekrény elrendezésben
A thaiföldi Chaengwattana Government Complex

Azonban a képlet nem ilyen egyszerű:

  • a hidrogén elektrolízis jelentős víz – ráadásul desztillált víz – felhasználással jár, illetve
  • a keletkező hidrogén tárolása sem triviális: helyigénye a nyomás növelésével csökkenthető, de ez további problémákhoz vezet.
  • a keletkező O2 gáz bizonyos ipari környezetben még hasznos is lehet, azonban tovább súlyosbítja az amúgy sem csekély tűzveszélyességet
  • végezetül minden segédberendezés (nyomásfokozók, desztilláció, a gázt szállító kompresszorok stb.) rontja a teljes folyamat energiamérlegét

Ennek alapján kijelenthető, hogy a technológia általános elterjedése még váratni fog magára: ipari alkalmazásoknál azonban máris reális alternatíva más energiatárolási módokkal szemben.

Az ön hidrogén-projektje

Ha Ön is gondolkodik hidrogén elektrolízis, vagy hidrogénalapú energiatárolás megvalósításában, szüksége lesz egy megbízható, pontos és üzembiztos nyomásszabályzóra, mely az üzemanyagcella táplálását és védelmét látja el. Partnerünk, a Pressure Tech szakértő a hidrogén-nyomásszabályzás területén, mi pedig állandó rendelkezésreállással és támogatással hozzuk el Önnek ezeket a piacvezető termékeket, csak lépjen kapcsolatba velünk!

A borítókép forrása: https://enapter.com/en/enapter-products-aem/