Főoldal hírei

Az Amerikai Egyesült Államok 2023. júniusban mutatta be a régóta várt Nemzeti Tiszta Hidrogén Stratégiát és Útitervet (National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap), amely keretként szolgál a következő időszakban a hidrogén előállítás, szállítás, tárolás és végfelhasználás kívánatos irányainak [1]. A stratégia alapján 2030-ra évi 10 millió tonna, 2040-re 20 millió tonna, 2050-re pedig 50 millió tonna tiszta hidrogént terveznek előállítani az USA-ban.

E mennyiségek kontextusba helyezéséhez fontos tudni, hogy az USA jelenleg is előállít és felhasznál kb. 10 MT/év mennyiségű hidrogént, de ennek abszolút domináns része (~95%) földgáz alapú, egy egészen kis része (néhány százalék) szén alapú, és mindössze 1-2% az elektrolízis alapú előállítás. Ahol még ez utóbbi esetben is kérdéses, hogy a jelenleg nem kellően tiszta, hálózati (’grid-mix’) villamos energiából, vagy esetleg megújuló / low-carbon villamos energiából történik-e ez? A fent megadott számok, célkitűzések tiszta hidrogénre (clean hydrogen) vonatkoznak, azaz 2050-re a tiszta hidrogén előállítás nagyjából ötszöröse lesz a jelenleg előállított mennyiségnek. E hidrogénstratégia, illetve a megadott mennyiségi célkitűzések azt jelentenék, hogy a hidrogénstratégia révén az USA teljes CO₂-kibocsátását kb. 10%-kal lehet majd csökkenteni a 2050-es időtávon a jelenlegi szinthez képest [2].

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DoE) a stratégia részeként a „tiszta hidrogén” (clean hydrogen) fogalmát olyan hidrogénként határozza meg, amelynek széndioxid-intenzitása legfeljebb 2 kg_CO2eq/kg_H2 az előállítás helyére vonatkoztatva. (Azaz e fajlagos értékben a szállítás, komprimálás, esetleges cseppfolyósítás vagy egyéb műveletek széndioxid-kibocsátása nincs beleszámolva, hanem ezen érték csak az előállítási folyamat végéig értelmezendő. Egy korábbi verzióban felmerült a 4 kg_CO2eq/kg_H2 karbon-intenzitási határérték is, de ezt elvetették.) Azonban a DOE-nek öt éven belül aktualizálnia kell a tiszta hidrogén meghatározására vonatkozó szabványt.

Tekintettel arra, hogy a Stratégia a korábban már elfogadott két, jelentős hidrogéntechnológiai vonzatokkal járó törvény (az infrastruktura törvényt és az inflációcsökkentési törvényt [IRA][1]) megalkotása és hatályba lépése után, amelyek az alacsony széndioxid-kibocsátású hidrogén előállítását már támogatták – főképpen adójóváírások rendszerével -, ezért a Stratégia most főként a tiszta hidrogén tárolásának, szállításának és végfelhasználásának fejlesztésére helyezi a hangsúlyt. Korábban szakmai körökben kritikát váltott ki, hogy a két említett törvény túlságosan csak a hidrogénelőállítás ösztönzésére helyezte a hangsúlyt, így a Stratégia kulcsterületei ennek tükrében a következők:

• a nagy hatású felhasználási módok preferálása, amely biztosítja, hogy a tiszta hidrogént a legnagyobb hasznot hozó alkalmazásokban használják fel, például az iparban, a nehézgépjárműveknél és a hosszú távú energiatárolásban,
• a tiszta hidrogén költségeinek csökkentése az innováció és a magánszektor beruházásainak ösztönzésével, valamint a tiszta hidrogén ellátási lánc fejlesztésével; és
• a regionális hidrogénhálózatokra történő összpontosítás, amelyekben a termelés és a végfelhasználás közel van egymáshoz (Regional Clean Hydrogen Hubs), hogy az infrastrukturális beruházásokból a lehető legnagyobb hasznot lehessen elérni, a méretnövelés elősegítése és a piacra lépés megkönnyítése érdekében. (Ez lényegében megfelel az európai „Hidrogén Völgy” koncepció szerinti fejlesztési törekvéseknek.) A leendő hidrogénközpontok (’hubs’) további részleteit, beleértve a helyszíneket is, később jelentik be.

A US DoE egyébként már 2021-ben útjára indított a hidrogénnel kapcsolatosan egy „1 1 1” névre hallgató kezdeményezést, amelynek célja, hogy egy évtized múlva (1 kg) hidrogén ára mindössze 1 dollárra csökkenjen, amit egyébként ez a Stratégia is megerősít. Ennek eléréshez – az említett infrastruktúra törvényen keresztül – a következő alprogramok indulnak, illetve indultak:

• 1 milliárd USD: Tiszta hidrogén előállítása elektrolízissel program. Célja az elektrolizálók CAPEX költségének letörése, a hatásfokuk javítása; az elektrolizálókhoz kapcsolódó K+F és innovációs lánc fejlesztése,
• 500 millió USD: hidrogéntechnológiák gyártásának, gyártósorainak fejlesztésére, a hidrogénhez kapcsolódó gyártótechnológiák és újrahasznosítási műveletek fejlesztésére,
• 8 milliárd USD: a fent már említett, hidrogén régiók, ún. „Regional Clean Hydrogen Hubs” fejlesztésére, demonstrációjára,
• „Clean Hydrogen Production Standard”: tiszta hidrogén szabványok fejlesztése, a hidrogénhez kapcsolódó szabványosítási háttér kidolgozása.

Az elektrolitikus alapú hidrogénelőállítás 1 USD/kg költségének elérése (2031-ig) rendkívül nagy kihívást jelent, ahogy ezt a következő ábra is mutatja. Ehhez mind az elektrolizálók CAPEX igényét, mind a felhasználandó villamos energia költségét drasztikusan csökkenteni kell, de a magasabb hatásfok, hosszabb élettartam elérése révén az O&M költségek csökkentése is jelentős mértékben szükséges.

A Stratégia bemutatásakor az USA energiaügy államtitkára (Jennifer Granholm) elmondta, hogy ez megalapozza az állami és a magánszektor közötti erős és kölcsönösen előnyös partnerséget, és útmutatást ad a kormányzatnak és az iparnak a hidrogénben, e hihetetlenül sokoldalú energiaforrásban rejlő teljes potenciál kiaknázásához”. Bár a Kongresszus a U.S. DoE-től várta el a Hidrogén Stratégia és Útiterv megalkotását, de a végrehajtás során számos szövetségi hatósággal, ügynökséggel szükséges majd együttműködni, így pl.: U.S.A mezőgazdasági, védelmi, belügyi, munkaügyi, közlekedési, pénzügyi, környezetvédelmi ügynökségeivel, a NASA-val és különböző tudományos, valamint K+F+I szervezetekkel.

Az USA jelenlegi hidrogén adottságai is már meglehetősen előnyösek, amelyre építeni lehet: ~2.500 km hidrogénvezeték üzemel jelenleg is, három geológiai hidrogéntároló üzemel, amelyek közül az egyik a világ jelenlegi legnagyobbjának számít 350 GWh tárolókapacitásával; 50 ezernél is több hidrogén-üzemanyagcellás targonca, több mint 80 üzemanyagcellás busz üzemel, 15 ezret meghaladja az üzemanyagcellás személyautók száma, több mint 50 nyilvános hidrogén-töltőállomás működik, továbbá 500 MW-ot meghaladó együttes kapacitású, telepített (energiatermelési célú) tüzelőanyag-cellás kiserőmű, illetve TC-szükségáramforrás működik. Mindezt kiegészíti az országban egy jelentős finomítói, petrolkémiai ipar, mint jelentős meglévő hidrogénfelhasználó.

Forrás:

[1] https://www.h2-view.com/story/us-unveils-national-clean-hydrogen-strategy-and-roadmap/

[2] US DoE (2023): U.S. National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap.

---

[1] Részletesen lásd itt: www.hfc-hungary.org/jelentos-tamogatasok-a-hidrogenszektor-fejlesztesere-az-usa-ban/

Az Európai Bizottság 2023. augusztus 30-án közzétette az Európai Hidrogén Bank által működtetett, „zöld” hidrogén beszerzésére irányuló árverések (aukciók) részletes feltételeit. Ez lesz várhatóan a legfontosabb támogatási mechanizmus az európai hidrogén-előállítók számára.

Az Európai Hidrogén Bank megalakulását 2022 tavaszán a Bizottság elnöke jelentette be. 2023 márciusában megjelent az Európai Bizottság [COM(2023) 156 final] közleménye az Európai Hidrogén Bankról, amely a Bank tevékenységeinek fő pilléreit, működésének kereteit tartalmazza. Azt is lehetett tudni, hogy az EH Bank – első körben – 3 mrd € költségvetéssel indul az emisszió-kereskedelmi (EU ETS) rendszerhez kapcsolódó Innovációs Alapból, mint forrásból, és ezen belül is az első, kísérleti jellegű árverésre -, amelynek költségvetése 800 millió euró – még az idén késő ősszel sor kerül. A Bank előzményeivel, a hivatkozott közleménnyel, az aukciók általános szabályaival Hidrogén Hírlevelünk 2023 szeptemberi lapszáma kiterjedten foglalkozik.

Az augusztus végi bejelentés lényege, hogy ez már az Európai Hidrogén Bank által alkalmazott árverés (aukció) részletes feltételeit, a „Terms & Conditions”-t tartalmazza. Az aukció támogatásban részesíti a hidrogén-előállítókat az általuk előállított hidrogén minden egyes kilogrammja után fizetett, rögzített prémium formájában, legfeljebb 10 éves üzemidőre. A kifizetések a teljesítményen, azaz a tanúsított és ellenőrzött mennyiségű „megújuló” hidrogén (pontosabban: RFNBO kritériumoknak megfelelő hidrogén) leszállításán alapulnak. A konkrét feltételek számottevően kedvezőbben alakultak a korábbi tervekhez képest:

• a támogatható projektek üzembe helyezésére az odaítéléstől számított öt év áll rendelkezésre (a korábbi 3,5 év helyett),
• a támogatás felső határára 4,5 €/kg hidrogén (a korábbi 4 €/kg_H2 helyett),
• a teljesítési biztosíték pedig a várható bevétel 4%-a (a korábbi 7,5% helyett).

Egy másik pozitív fejlemény, hogy a közzétételi követelmények kevésbé specifikusak. Már nem kell a hidrogén-előállítóknak igazolni, hogy a felhasznált villamos energiát kizárólag villamosenergia-vásárlási megállapodáson (PPA-n) keresztül szerezték be, ehelyett a projektgazdáknak szélesebb körű információkat kell nyújtaniuk az üzleti elképzelésekről és a várható hidrogéntermelési mennyiség legalább 60%-ának megfelelő villamosenergia-beszerzési stratégiáról. Ami negatívumnak tekinthető, hogy az előállítási prémiumot nem indexálják az inflációhoz; az utóbbi időszakban ugyanis, a jelenlegi piaci körülmények közt esetenként számottevő költségnövekedés volt tapasztalható (p. egyes megújuló energiatechnológiák esetében) a beszerzés, kivitelezés során, és volt példa a közelmúltból, hogy – az indexálás hiánya miatt – a fejlesztők visszaléptek a több milliárd eurós projektekből.

Fontos még kiemelni, hogy az Európai Hidrogén banknak két fő pillére van: az egyik a belföldi, azaz az EU-n belüli „zöld” hidrogén előállítást támogatja. Jelen cikk, illetve a tárgyát képező aukciós rendszer ezt, azaz az EU-n belüli előállítást hivatott támogatni. A másik fő pillér az EU-n kívül történő hidrogén, illetve hidrogénszármazékok előállítást és ezek Európába irányuló importját hivatott támogatni.

A Hidrogén Bank aukciói során alkalmazandó „Terms and Conditions” az Európai Bizottság honlapjáról letölthető, itt csak a tartalomjegyzékét adjuk meg.

1. Háttér és az aukciók célja

2. Az Innovációs Alap megújuló hidrogéntermelésre irányuló árverések tervezési elemeinek áttekintése

2.1 Az aukciók általános tervezési elemei

2.2 Minősítési követelmények (egylépéses megoldás az aukciós elszámoláson belül)

2.3 Az aukciós eljárást meghatározó tervezési elemek

2.4 A jogokat és kötelezettségeket meghatározó tervezési elemek

2.5 Az aukciót és a keretfeltételeket meghatározó tervezési elemek

3. Minősítési követelmények

4. Az árverés keretében nyújtott támogatás és más állami támogatások halmozásának szabályai

A jelenlegi tervek szerint az első (pilot) aukciót 2023.11.23-án nyitnák meg az Európai Hidrogén Hét (Hydrogen Week) keretében, és az aukció (egyelőre becsült) záródátuma 2024.02.08. lesz. A teljes folyamatot a következő ábra szemlélteti.

Az idén késő ősszel induló aukciós rendszernek többszörös célja van: költséghatékony módon kívánja a támogatási keretet felhasználni, piacformálási és ármeghatározási funkciót tölt be, csökkenti a megújuló alapú hidrogéntermelési projektek kockázatát, ezáltal mozgósítja a magántőke bevonását, minimalizálja az adminisztratív terheket.

Az Európai Bizottság az aukciós projektciklus lebonyolításával a CIENA (European Climate, Infrastructure and Environment Executive Agency) nevű ügynökségét kívánja megbízni.

Hogyan vehet részt az aukcióban egy ajánlattevő (hidrogén-előállító)?

Amikor az ajánlattevők (potenciális hidrogén-előállítók) jelentkeznek a kísérleti árverésre, jelezhetik, hogy érdekli őket az AaaS (Auction as a Service). A projektek csak akkor vehetők figyelembe az AaaS-ben, ha olyan országban vannak, amely úgy döntött, hogy nemzeti rendszert kínál az AaaS-en keresztül. A projekteket először az Innovációs Alap költségvetése alapján veszik figyelembe: ameddig tart az Innovációs Alap költségvetése, az e keretbe – az ajánlati árak alapján – „beférő” ajánlatokat ez a keret támogatja. Ha bizonyos projektek már nem kapnak támogatást ezen a költségvetésen belül, akkor az AaaS keretében kerülnek elbírálásra, azaz a tagállamok e célra felajánlott költségvetéséből támogatják a megfelelő árazással benyújtott ajánlatokat. Az AaaS rendszerhez csatlakozott országok megkapják a területükön megvalósuló projektek – ajánlati ár alapján – rangsorolt listáját. A résztvevő országoknak követniük kell az Innovációs Alap által kiadott projektrangsort, és nem adhatnak hozzá további odaítélési kritériumokat.

A fentiek alapján fontos felmerülő kérdés, hogy egy adott tagállam (pontosabban: résztvevő ország, mivel e rendszerben az Európai Gazdasági Térség országai vehetnek részt és nem csak az EU tagállamok) hogyan válhat részesévé az AaaS-nek, azaz hogyan veheti igénybe az európai szintű aukciót, mint szolgáltatást? Ha egy ország az AaaS-rendszer segítségével támogatást kíván nyújtani a hidrogéntermeléshez, a következő lépéseket kell figyelembe vennie:

• a részt vevő országnak rendelkeznie kell már meglévő támogatási rendszerrel, vagy új támogatási rendszert kell elfogadnia az AaaS számára,
• minden támogatási rendszert a Bizottsággal folytatott állami támogatási eljárás keretében kell jóváhagyni, és meg kell felelnie a CEEAG*-nak, kivéve, ha az általános csoportmentességi rendelet (GBER) küszöbértékei alá esik, (*CEEAG: Guidelines on State aid for climate, environmental protection and energy; részletesen lásd itt a 2. oldalon),
• a részt vevő országoknak biztosítaniuk kell, hogy támogatási rendszereikben szerepeljenek bizonyos elemek (pl. a nyomon követésre, az átláthatóságra, a jelentéstételre és a kifizetésekre vonatkozó rendelkezések, az aukció nemzeti részlegére szánt költségvetés megjelölése). Amint ez megtörtént, elküldik az AaaS használatára vonatkozó nemzeti rendszerekről szóló teljes értesítést.A kísérleti árverésben való részvétel iránt komolyan érdeklődő és a rendelkezésre álló költségvetéssel rendelkező országoknak a lehető leghamarabb tájékoztatniuk kell a Bizottságot. A Bizottság Versenypolitikai Főigazgatósága a bejelentés áttekintését követően, a kísérleti árverés megnyitása előtt döntést hoz a nemzeti rendszerekről.

A CINEA 2024 első negyedévében zárja le az árveréseket, és továbbítja a nemzeti projektek listáját a megfelelő nemzeti költségvetéssel együtt az AaaS-hez csatlakozott országoknak. A projektek végrehajtása során a résztvevő országok felelősek lesznek az adott (saját országukban megvalósuló) projektek nyomonkövetéséért.

---

Forrás:

European Commission, DG Climate Action: Innovation Fund Auctions – Terms and Conditions. 29 August, 2023. version 0.1.

Infografikák forrása:

European Commission, DG Climate Action

A hidrogén nemzetközi szállításáról, export-importjáról viszonylag sok szó esett Hidrogén Hírlevelünk hasábjain is és más médiumokban is, de külön öröm hírt adni olyan fejlesztésekről, amelyek már a megvalósítás konkrét technológiát is tartalmazzák, és a koncepción már jócskán túlmutató szinten. Jelen esetben nem csak egy vázlatos látványtervről van szó, hanem egy olyan ausztrál, úszó hidrogénfogadó és -tároló terminálról, amely az első lépcsős (AIP) hajózási hatósági engedélyezési lépcsőn már sikeresen túl is jutott.

Az ausztrál Provaris Energy gáz halmazállapotú hidrogénre egy úszó, tárolási megoldást hozott létre különböző H2 alkalmazásokhoz, mint például a tengeri hajókba történő kitankoláshoz, a zöld hidrogén előállításához szükséges átmeneti (puffer) tároláshoz, vagy pl. a megújuló energiafelesleg – akár hosszabb távú tárolásához. A „H2Leo” nevet viselő létesítményt 300 és 600 tonna közötti hidrogéntárolási kapacitással tervezték, amely szükség esetén még jelentősen bővíthető. A vállalat H2Neo úszó termináljára FEED-szintű mérnöki és biztonsági tanulmányok készültek, és 2022 decemberében tervezési jóváhagyást („design approval”) kapott, az Amerikai Hajózási Ügynökség (ABS – American Bureau of Shipping) pedig megadta a H2Leo „úszó-tároló” technológiájára az elvi jóváhagyást (AIP – Approval in Principle), amely az első ilyen szintű jóváhagyás e szektorban.

A Provaris a H2Leo esetében ~0,2-0,3 millió USD/t_H2 tőkeköltséggel számol, ami jelentősen olcsóbb fajlagos hidrogéntárolási költséget biztosítana, mint a szárazföld hidrogéntárolási technológiák. Továbbá e tengerparti úszó terminál várhatóan nagyobb rugalmasságot és optimalizálást tesz lehetővé a hozzá csatlakozó hidrogén-értéklánc (projektek) számára azáltal, hogy jelentős puffertárolást képes biztosítani az export- és/vagy importhelyeken. A H2Leo fejlesztése párhuzamosan zajlik a szükséges további mérnöki és jóváhagyási munkálatokkal; a prototípus tesztelése és a végleges osztályjóváhagyása még várhatóan idén megtörténik, a H2Leo pedig ténylegesen ~2025-ben válik elérhetővé.

Bizakodásra adhat okot, hogy májusra a Provaris Energy és a Norwegian Hydrogen AS közösen elkészített egy, a jövőbeni hidrogénexportra vonatkozó előzetes megvalósíthatósági tanulmányt, amely zöld hidrogén Norvégiából Európába történő exportjára irányul. A hidrogén előállítás szempontjából is alkalmasnak ítélt, partmenti, norvégiai helyszínről – már 2027-től – kb. 50 kt/év zöld hidrogént tudnának szállítani, a H2Leo terminál és H2Neo szállítóhajókból, mint fő technológiai elemekből álló értékláncban az északi-tengeri kikötőkbe. Ezek – a mellékelt ábra alapján – lehetnek pl. Hamburg, Eemshaven, Rotterdam, mint fogadópontokba, amelyek lehetőleg a European Hydrogen Backbone-hoz is kapcsolódnak majd. A hivatkozott forrás szerint nagyon kedvező, akár 1,5 €/kg_H2 áron megvalósulhat majd a hidrogén import. A projekt partnerek jelenleg az engedélyezési terveken és a részletes megvalósíthatósági tanulmányon dolgoznak, mely utóbbit 2023 végéig szeretnék elkészíteni. A nemrég elkészített előzetes megvalósíthatósági tanulmány előzménye, hogy a két cég már idén januárban megkötött egy szándéknyilatkozatot (MoU), amely hidrogén értékláncok közös felépítésére, az import fogadó pontok és az itt szükséges hidrogén-infrastruktúra azonosítására, valamint a fentiek szerinti megvalósíthatósági tanulmányok közös kidolgozására, a megvalósítást segítő EU-s és nemzeti pénzügyi források feltárására irányult.

A vállalatok célja, hogy a hidrogén export-import ellátási lánc 2027-re működjön (ha még egyelőre „pilot” volumenben is), amelynek első lépése, a fent említett tervezési koncepciótanulmánnyal megvalósult. A felek ez alapján várhatóan megállapodnak az első hidrogén előállítási és export lokációról, nagyságrendjéről, a részletes megvalósíthatósággal kapcsolatos felelősségekről és ütemezésről, valamint további együttműködő partnerek meghatározásáról, bevonásáról a zöld hidrogén értéklánc létrehozása érdekében.

Forrás:

[1] https://www.offshore-energy.biz/provaris-rolls-out-bulk-scale-compressed-hydrogen-floating-storage-solution/

[2] https://www.offshore-energy.biz/provaris-norwegian-hydrogen-finalise-pre-feasibility-study-on-h2-export/

[3] https://www.offshore-energy.biz/provaris-norwegian-hydrogen-ally-on-green-hydrogen-development-in-nordics/

2023.05.09-én átadták Kardoskúton – az Akvamarin nevet viselő demonstrációs projektet keretében – az első hazai, megawatt léptékű elektrolizálót magába foglaló hidrogén-előállító rendszert, amelynek ezzel megkezdődött a próbaüzeme. A 2 MW-os, PEM típusú (protoncserélő membrános) elektrolizálót tartalmazó rendszer azért került Kardoskútra, mert itt található a projektgazda Magyar Földgáztárló Zrt. (MFGT) egyik földgáztárolója. A kardoskúti az MFGT legkisebb gáztárolója, így itt valósítható meg, illetve vizsgálható optimális körülmények között a hidrogén esetleges hosszabb távú tárolása és adott esetben a visszaalakítása villamos energiává.

A kardoskúti létesítményben előállított hidrogén jelenleg kétféle célra használható: az egyik, hogy a saját földgáztárolónál a betárazáshoz használt (földgázüzemű) kompresszorokban a földgázhoz keverik a hidrogént, vagyis „hagyományos módon”, üzemanyagként elégetik a hidrogén. A saját célú földgázfelhasználás esetében 10-20(V/V)% hidrogénbekeverés is előfordulhat. A másik lehetőség, hogy külső felhasználó számára (pl. üzemanyagként, alapanyagként) értékesítik az előállított, tiszta (100%) hidrogént palackokban és/vagy trélerrel történő elszállítással. A jövőben felmerülő, további lehetőség a hidrogén használatára – és ez elvi, technikai szinten már jelenleg is adott lenne – a nagynyomású földgázszállító-vezetékbe történő betáplálás, de a jelenlegi jogi szabályozás ezt még nem teszi lehetővé. Technikailag tehát ez viszonylag könnyen megvalósítható lenne max. 2(V/V)% mértékig, de ehhez előzetesen a releváns jogi szabályozási háttér fejlesztésére is szükség van, valamint további vizsgálatok elvégzésére a teljes szállítórendszer hidrogéntoleranciájára vonatkozóan.

A PEM típusú elektrolizáló konténeres kivitelben kapott helyet, továbbá mellette az ezt kiegészítő hidrogén gázelőkészítő technológia is telepítésre került. Az elektrolizáló rendszer két darab, egyenként 1 MW-os egységből áll, amelyet a Ganzair Kompresszortechnika Kft. integrált és szállított le. Az elektrolizálók 40 bar nyomáson szolgáltatják az előállított hidrogént, ami kedvező, mivel így a tárolási nyomásra történő komprimálás kisebb energiaigényű. A hidrogéntárolás főként a beépített, acél szivartartályokban történik; összesen 111 m³ (@200bar, 15^oC) tárolókapacitásban így ~20 ezer Nm³ hidrogén tárolására ad lehetőséget. Ezt kiegészíti még a – ahogy a mellékelt képeken is látszik – a hidrogén palackos, pontosabban palack-köteges (bündeles) tárolása. A létesítményben 15 db, egyenként 800 liter űrtartalmú palackköteget helyeztek el, ami egyenként 167 Nm³ (normál köbméter) hidrogén tárolását teszi lehetővé. Mindezek mellett hidrogénszállító tréler is tölthető lesz a létesítményben; ehhez két tréler-állást is kiépítettek.

A projekt egyik fő célja, hogy az MFGT -, illetve ezen keresztül az MVM csoport – tapasztalatokat szerezzen az elektrolizáló üzemeltetésében, de anyagvizsgálat téren is nagyon fontos ismereteket szolgáltat a projekt, amelyeket akár piacon értékesíthető szolgáltatásként vagy eljárásokként is értékesíthetnek a jövőben.

Maga az Aquamarin négy hazai egyetem és egy kutatóintézet közreműködésével, két éve zajló projekt. A hosszú előkészítés részben azért is szükséges volt, mert rengeteg áramlástani és egyéb vizsgálatot igényelt, hogy meglévő földgáztárolási technológiával keveredik a hidrogén bizonyos részeken. Biztonságtechnikai szempontból nagyon alapos tanulmányozást igényelt, hogy a hidrogén, illetve maguk a vezetékek, szerelvények hogyan fognak viselkedni. Mindezek alapján az Akvamarin keretében lényegében egy alkalmazott ipari kutatási és kísérleti fejlesztési programot is indítottak. A projekt kutatási részében közreműködő kutatóhelyek és témáik:

• Pannon Egyetem: LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers – folyékony, szerves hidrogénhordozó vegyületek) tárolási technológia kutatása és fejlesztése
• Miskolci Egyetem Kőolaj és Földgáz Intézet: Hidrogén-földgáz keverékek áramlástani folyamatainak modellezése
• Miskolci Egyetem Elektronikai és Informatikai Kutatóintézet: Folyamatirányítási rendszer modellezése létesülő hidrogén-földgáz hálózaton
• Debreceni Egyetem: Különböző hidrogén-földgáz elegyek hatása a szénacélok fizikai tulajdonságaira
• Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem: Anyagszerkezeti és technológiai kutatás végrehajtása
• továbbá külső szakértők, kutatók bevonása történt a következő szakterületeken: technológiai puffer rendszer fejlesztése, tűz- és robbanásvédelem, „melléktermék” oxigén használhatóságának vizsgálata, víztisztító eljárások vizsgálata az elektrolizáló üzemhez.

A kutatási program a pályázati anyagban tervezett feladatok sikeres megvalósításával 2022. december 31-én zárult le. A kialakított kutatási program hozzájárul az MFGT azon célkitűzéséhez, hogy 2025-ig a hidrogén előállításához kapcsolódó K+F tudásközpont vezetője és 2030-ig az egyik legnagyobb kapacitású földalatti hidrogéntárolója lehessen a régióban.

A PEM elektrolizálónak köszönhetően a létesítmény a villamos energia rendszerrel együttműködésben is képes lesz hidrogént előállítani, így a leszabályozási piacon (aFRR– autoamtic Frequency Restoration Reserve – automatikus frekvencia-helyreállítási tartalék szolgáltatással) szeretne részt venni.

A május 9-i hivatalos átadó ünnepségen részt vett Lantos Csaba energiaügyi miniszter, Mátrai Károly, az MVM Csoport vezérigazgatója, Kriston Ákos, a Magyar Földgáztároló Zrt. elnök-vezérigazgatója és Káldi Zoltán országos bányakapitány. Az Akvamarin projekt költsége 5,6 milliárd forint volt, amelyből 2,5 milliárd az állami támogatás. A támogatás előzménye a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) – fentebb már említett – pályázati felhívása: „Karbonmentes, többlet villamos energia innovatív technológia által gázenergiává (hidrogén, biometán) történő alakítását célzó fejlesztések megvalósítása” címmel. Az MFGT Zrt. e pályázati kiírást nyerte el, „Akvamarin Projekt – Energiatárolási innováció a Magyar Földgáztároló Zrt.-nél” címmel benyújtott pályázatával, amelynek a fizikai megvalósulásának és próbaüzemének indulásának lehettünk tanúi Kardoskúton. Fontos mérföldkő ez a hazai hidrogéntechnológia szektor szempontjából.

Felhasznált források:

a 2023.05.09-i megnyitón elhangzott információk és MFGT sajtóközlemény (2023.05.09.): „Akvamarin – Energiatárolás a Magyar Földgáztároló Zrt.-nél. Projekt átadó.”

A Nikola és az E.ON Hydrogen nemrégiben bejelentették partnerségüket, amely a hidrogén- üzemanyagcellás járművek (FCEV) terjedését szolgálja. A két vállalat az együttműködés keretében kombinálni tudja a hidrogénüzemű teherautó értékesítését, a hidrogén-töltőállomások infrastruktúrájának kiépítésével és egyéb hidrogénmobilitási megoldások kidolgozásával. Ezáltal lényegében integrált mobilitási szolgáltatást képesek nyújtani. A tervek szerint 2027-re kellő mennyiségű hidrogén áll majd rendelkezésre az Európában addigra piacra kerülő 5.000 Nikola Tre teherautó üzemeltetéséhez. Ha a tervek valóra válnak, 560 kt CO₂-kibocsátást válthatnának ki 2027-re. A két cég közös vállalata a teljes hidrogénértékláncot lefedné, a zöld hidrogén előállítástól, a logisztikán át a végfelhasználói igényhez igazodó töltőinfrastruktúra-fejlesztésig. Az E.ON üzemeltetési vezetője (COO) szerint: „ügyfeleink elérhető árú, integrált és mindenek előtt zöld mobilitási szolgáltatásokat szeretnének kapni. 2027-re a tervezett partnerség keretében azt a célt tűztük ki magunk elé, hogy évi 200 millió liter dízel üzemanyagot váltsunk ki hidrogénnel.” Az ügyfelek nagy érdeklődéssel várják a Nikola átfogó lízingkonstrukcióját, amely magába foglalja majd a teherautót (Nikola Tre FCEV), annak karbantartását és magát a hidrogén üzemanyagot is, ami egyszerűsíti és várhatóan csökkenti is a teherautóflotta üzemeltetőinek TCO alapú költségeit.

2022-ben, az IAA Transportation szállítmányozási konferencián a Nikola az IVECO-val együttműködésben mutatta be az európai piacra szánt Nikola Tre BEV (akkumulátoros) és FCEV Beta (üzemanyagcellás) teherautó modelleket. A Tre FCEV Beta verzió konkrét piaci megjelenését 2023 második félévében tervezi a Nikola az észak-amerikai piacon, 2024 első felében pedig Európában. A „Nikola IVECO Europe” nevű közös vállalat 2021-ben a németországi Ulm-ban épített gyárat az említett teherautók gyártása számára. A létesítményt már a kezdetektől fogva elektromos járművek gyártására tervezték.

A Nikola és az Iveco fejlesztőcsapata eleve moduláris jellegű járműplatformot hozott létre, amely alkalmas mind az üzemanyagcellás, mind az akkumulátoros hajtáslánc befogadására. Az európai 4×2 Artic verziójával indulnak a Nikola Tre BEV teherautó esetében. A Nikola Tre akkumulátoros (BEV) verziójának tengelytávja 4.021 mm, és 738 kWh akkumulátor-kapacitással rendelkezik. A hatótávja kb. 500 km. Az üzemanyagcellás változat 6×2 rendszerű, 3.932 mm tengelytávval, 70 kg-os hidrogéntankkal, és kb. 800 km hatótávval, ami már a regionális szállítmányozás céljainak is megfelel. Különlegesség, hogy a Nikola Tre FCEV esetében – szemben az eddigi, 350 bar gyakorlattal – 700 bar-os on-board hidrogéntárolást terveznek, ami eddig elsősorban a személyautókra volt jellemző. Töltési ideje max. 20 perc lesz.

A kapcsolódó vállalati partnerségek közül – „nagyságrendje” miatt – ki kell még emelni a Nikola és a Plug Power együttműködését. Ennek keretében a Plug Power 75 darab üzemanyagcellás teherautót vásárol a Nikolától a következő három év során az észak-amerikai piacon. Az első hidrogénüzemű kamionok a megállapodás keretében már 2023-ban átadásra kerülnek. A Plug Power leszállít továbbá egy 30 t/nap kapacitású hidrogén-cseppfolyósító üzemet a Nikola hydrogen hub központjába, Arizónába (USA), amelynek kapacitása később egészen 150 t/nap kapacitásig növelhető lesz. Szintén a partnerség része, hogy a Plug Power 2023. január 1-től kezdődően zöld hidrogént szállít a Nikola részére. Ennek mennyisége 2026-ra elérheti a 125 t/nap(!) mennyiséget, amennyiben a Plug Power hidrogén- előállító és ellátórendszere teljes egészében kiépül. A megadott mennyiség nagy része (80%-a) „take-or-pay” szerződésen keresztül kerül értékesítésre. A nagy hidrogénvolumeneket az indokolja, hogy a Nikola 2026-ra 60 db hidrogén töltőállomást létesítene, elsősorban saját teherautói kiszolgálása. Az arizónai Nikola hydrogen hub technológiái már engedélyezési fázisban vannak.

A Plug Power (Nasdaq: PLUG) a hidrogén-technológiák kulcsrakész globális beszállítója. Neve talán onnan is ismerős lehet a hazai érdeklődőknek, hogy ez a cég telepíti a MOL Dunai Finomítójába (Százhalombatta) a 10 MW-os elektrolizáló rendszert, amely várhatóan 2024 elején üzembe is lép. A Plug Power nagyszabású stratégiai célkitűzése, hogy 2025-re 500 t/nap zöld hidrogén előállítási kapacitást építsen ki az észak-amerikai piacon, globálisan pedig 1.000 t/nap kapacitást 2028-ra. A Plug eddig is kb. 50 ezer üzemanyagcellás rendszert és 165 üzemanyag-töltőállomást értékesített. Világszinten az egyik legnagyobb folyékony hidrogén vásárló. A cég közvetlenül az ügyfelek számára, illetve közös vállalkozásokon (JU) keresztül is értékesíti hidrogéntechnológiai megoldásait.

Forrás:

www.h2-view.com/story/nikola-and-e-on-team-up-on-hydrogen-mobility-solution-offering/

https://www.ir.plugpower.com/press-releases/news-details/2022/Plug-and-Nikola-Announce-Collaboration-toPush-Hydrogen-Economy-Forward/default.aspx

Utah Államban (USA) a Mitsubishi Power Americas és a Magnum Development cégek közös vállalata, az Aces Delta megkezdte a világon jelenleg a lenagyobbnak számító, földalatti hidrogéntároló kialakítását, amelynek két sókavernája egyenként 150 GWh, azaz együttesen 300 GWh (= 9.000 tonna) hidrogén tárolására lesz képes.

A projekt 504 millió USD hitelgaranciát kapott a US Department of Energy (DOE) ’Loan Programs Office’ szervezeti egységétől a tároló kialakítására, kiépítésére. A tároló egy 840 MW kapacitású hidrogén-kompatibilis, kombinált-ciklusú gázturbinás erőmű mellett helyezkedik majd el. Az erőmű első lépésben 30% zöld hidrogén tartalmú földgáz eleggyel fog működni 2025-től és a tervek szerint 2045-től valósulna meg a 100%-os hidrogénnel történ üzemelés. A kivitelező WSP nevű cég EPCM szerződés (engineering, procurement and construction management contract) keretében építi ki a tárolót. A projekt fejlesztése egyébként már 2019 májusában kezdődött. A fejlesztés hátteréhez tartozik még, hogy a helyszínen jelenleg üzemelő (Intermountain Power Plant, IPP nevű) szénerőművet 2025-ben leszerelik, és ennek helyébe lép az említett, modern és hidrogéntoleráns gázturbinás egység. (A Mitsubishi és egyéb jelentős cégek hidrogéntoleráns gázturbinás fejlesztési terveiről Hidrogén Hírlevelünk 2020/1 lapszámában írtunk.)

A sókavernák (salt caverns) az egyik legjobb geológiai hidrogéntárolási megoldást jelentik, mivel jó gáztömörséggel rendelkeznek, alacsony a hidrogén szennyeződésének kockázata a tárolás során, jelentős töltési és kitárolási sebesség valósítható meg (azaz jó rugalmasságot tud biztosítani a tároló), nem mellékesen pedig – ha egyelőre csak elvétve is, de – létezik néhány ilyen tároló a világon, azaz vannak „kiindulási” tapasztalatok. A fő nehézséget az jelenti, hogy ilyen tárolók nyilván csak a megfelelő geológiai adottságokkal, sóformációkkal rendelkező helyeken alakíthatók ki – lásd később.

A tárolókavernák és az erőmű alkotják majd az ún. „Fejlett tisztaenergia-tároló központot” (Advanced Clean Energy Storage hub), amelyet – az Aces Delta közleménye alapján – egy 220 MW-os elektrolízis üzem segítségével töltenek majd fel hidrogénnel; másként fogalmazva ilyen módon tárolják a megújuló energiát. A jövőbeni, teljes kiépítettség esetén akár 100 t/nap zöld hidrogén is előállítható, illetve letárolható lesz.

„Utah állam középső része ideális helyszín a projekt szempontjából, Utah pedig vállalkozásbarát állam az ilyen jellegű projektek számára” – emelte ki Craig Broussard, a Magnum vezérigazgatója. „A Magnumnak az Intermountain Power Project szomszédságában lévő telephelye úgy helyezkedik el, hogy teljes mértékben ki tudja használni a meglévő regionális elektromos hálózati csatlakozási kapcsolatokat, a teljesen kiépített közlekedési infrastruktúrát, a bőséges nap- és szélerőmű termelési kapacitásokat, a jelenleg a szénről való átállásban lévő szakképzett munkaerőt, és nem utolsó sorban a helyszín geológiai adottságaiból adódó, egyedülálló sóformáció nyújtotta lehetőségeket, mely utóbbi teszi lehetővé a sókavernák kialakítását a hidrogéntárolás céljából”. A Magnum Development tulajdonában vannak egyébként további kavernák (szintén geológiai sóformációkban) az Egyesült Államok nyugati részén, amelyek egy része jelenleg folyékony üzemanyag tárolására szolgál.

Általánosan tekintve, jelenleg négy sókavernás hidrogéntároló működik a világon. Az elsőt 1972-ben helyezte üzembe a Sabic Petrochemicals cég a nagy-britanniai Teesside-ban. A maradék három pedig mind az USA-ban, Texasban^[1] található. Ezek közül a legfiatalabbat és egyben legnagyobb kapacitásút Spindletop-ban, 2016-ban helyezték üzembe; ennek tárolókapacitása majdnem eléri a most tervezett új rekorderét – lásd a következő táblázatban. Ezeken és a fent említett Utah helyszínen kívül több pilot projekt is kidolgozás alatt áll e téren: pl. Hollandiában (Zuidwending), ahol az első tárolókaverna 2026-ban lép üzembe. Németországban (Rüdersdorf) az EWE nevű cég egy kisléptékű sókavernás tárolót tervez megvalósítani 2022-től. További pilot projektek vannak a fejlesztés különböző fázisaiban Svédországban, Franciaországban, Nagy-Britanniában. Természetesen nagyon sok vizsgálatra van még szükség, hogy a sókavernás, nagyléptékű hidrogéntárolás az ipari gyakorlat részévé, kereskedelmi jellegű megoldássá váljon, de a szándékok komolyságát az is bizonyítja, hogy a Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) önálló TCP-t (Technology Collaboration Programme) hoz létre a földalatti hidrogéntárolás területén, hogy vizsgálják ennek műszaki, gazdasági és társadalmi vonatkozásait.

1. táblázat: Működő és tervezett földalatti hidrogéntároló projektek. Forrás: IEA, 2021.

Projekt neve	Ország	Üzembe helyezés	Tárolókapacitás (GWh)	Típus	Státusz	Üzemeltető
Teeside	Nagy-Britannia	1972	27	sókaverna	működő	Sabic
Clemens Dome	USA	1983	82	sókaverna	működő	Conoco Philips
Moss Bluff	USA	2007	125	sókaverna	működő	Praxair
Spindleton	USA	2016	278	sókaverna	működő	Air Liquide
Underground Sun Storage	Ausztria	2016	10% H2 blend	kimerült gázmező	demó	RAG
HyChino	Argentina	2016	10% H2 blend	kimerült gázmező	demó	HyChino, BRGM
HyStock	Hollandia	2021	–	sókaverna	pilot	EneryStock
HYBRIT	Svédország	2022	–	sziklakaverna	pilot	Vattenfall, SSAB, LKAB
Rüdersdorf	Németország	2022	0,2	sókaverna	építés	EWE
HyPster	Franciaország	2023	0,07-1,5	sókaverna	mérnöki tanulm.	Storengy
HyGéo	Franciaország	2024	1,5	sókaverna	megval. tan.	HDF, Teréga
HySecure	Nagy-Britannia	2020′ közepe	40	sókaverna	megval. tan. (I.)	Storengy, Inovvn
Energiepark Bad Lauchstädt	Németország	–	150	sókaverna	megval. tan.	Uniper, ONTRAS…
Advanced Clean Energy Storage	USA	2026	2 x 150	sókaverna	építés	Mitsubishi Power Magnum Develop.

A sókavernák mesterségesen kialakított felszín alatti képződmények, amelyeket sórétegekben (deposits) vagy sódómokban alakítanak ki, kontrollált vízbesajtolással és kitermeléssel, lényegében „kioldva” a megfelelő üreget. Az így kialakított tároló meglehetősen gáztömör (permeabilitása csekély), ami a hidrogén elszivárgását akadályozza, kémiailag inert, nedvességet nem tartalmazó^[2] tárolási környezetet jelent és viszonylag nagy nyomáson üzemeltethető. Ha a sóréteg a fedő rétegek miatt rétegterhelést kap, a só megpróbál „szökni” és áttöri a felette lévő réteget, diapírokat (sódóm) létrehozva; ez utóbbi a következő ábrán a bal oldali rajzon látható. A sóréteg feletti fedőkőzet vastagsága jellemzően 30-1.800 m, ami leggyakrabban gneisz, dolomitpala, agyag-szulfát vagy iszapkő. Maga a sóréteg halit, üledékes kőzet; lényegében nátrium-klorid (NaCl).

A sókavernák működési nyomása kb. 40 – 240 bar tartományba esik, de jellemzően ~100 bar körüli. Az egyes, már működő és hidrogéntárolásra használt sókavernák főbb tulajdonságait, köztük a nyomásértéket a következő táblázat foglalja össze.

2. táblázat: A működő sókavernák főbb méret és működési nyomásértékei. Forrás: A. Małachowska, N. Łukasik, J. Mioduska, J. G˛ebicki (2022)

	Teesside (UK)	Clemens (US)	Moss Bluff (US)	Spindletop (US)
Sóformáció	sóréteg	sódóm	sódóm	sódóm
Térfogat (m3)	210.000 (3×70.000)	580.000	566.000	906.000
Átlagos kaverna mélység (m)	365	1.000	1.200	1.340
Nyomás(tartomány) (bar)	45	70-137	55-152	68-202

2020 végén világszinten 661 földalatti gáztárolót tartottak nyilván, amelyek kb 15%-a volt valamilyen sóformációban. (A maradék, nagyobb részben főkét kimerült gáz- és olajmezők vannak.) A következő térkép mutatja a sóformációk elhelyezkedését Európában. E tekintetben Németország rendelkezik a legnagyobb tárolási potenciállal, ha a szárazföldi és tenger alatti sóformációkat is tekintjük. Az országon belül Észak-Rajna-Vesztfália régió rendelkezik a legjobb adottságokkal; a sókavernák elméleti tárolási potenciálja itt 26,5 TWh (8,8 mrd m³_H2). Az észak-németországi területeken húzódó Paleozoikus Permi sólerakódás Dánia és Lengyelország területére is átnyúlik. Térségünkben pedig még Ukrajnában és Romániában is található ilyen sóformáció, egy kisebb kiterjedésű pedig Ausztriában.

Források:

https://www.pv-magazine.com/2022/08/04/worlds-largest-underground-hydrogen-storage-project/

https://www.iea.org/programmes/technology-collaboration-programme

https://power.mhi.com/regions/amer/news/20210511.html

International Energy Agency: Global Hydrogen Review 2021

A. Małachowska, N. Łukasik, J. Mioduska, J. G˛ebicki (2022): Hydrogen Storage in Geological Formations—The Potential of Salt Caverns. Energies 2022, 15, 5038.

Jegyzetek:

[1] Texasban nagyon jelentős (GW léptékű) megújuló energiára alapozott zöld hidrogén projektek állnak tervezés alatt, amelyről korábbi cikkünk itt olvasható.

[2] A bányászati (kioldásos) módszer miatt természetesen mindig marad valamennyi víz (sólé) a tárolóban, így a kitárolt hidrogén esetében némi szárítás (víztelenítés) általában szükséges lehet.