Magyarország szomszédjában, 1000 méter mélyen rejtik el azt, ami elbúcsúztathatja a földgázt

Kivételes energetikai kísérleti telephely működik Magyarországtól néhány órányi távolságra Felső-Ausztriában, Salzburg közelében, Rubensdorf és Gampern községek között: az osztrák RAG energetikai vállalat földalatti hidrogéntárolást végez ottani telephelyén, méghozzá tiszta (zöld) hidrogénét. Az energetikai megújulás most még ritka ereklyéjének számító, napenergiából előálló hidrogénje a távolabbi jövőben visszaszoríthatja földgázhasználatot is, de addig is izgalmas lehetőségeket kínál, amik Magyarország számára is rendkívül érdekesek lehetnek. Az Origo a különleges, "föld alatti naptárolóban” járt.

Friss szenzációnak túlzás lenne nevezni a hidrogén energetikai jelentőségének felismerését a környezetkímélő megoldások között, de az elmúlt évek technológiai újításai újra, illetve folyamatosan ráirányítják a figyelmet. Az sem okoz már meglepetést a megújuló energiák térnyerésével, ha egy országban vagy akár csak egy régióban szezonálisan energiafölösleg jön létre a megújuló energiaforrások használatával, mert a termelők kiépített kapacitásaikkal – például a napelemek nyáron – az aktuális szükségletnél több energiát tudnak termelni (valójában átalakítani, de a „termelés” szó használata szakkifejezésként is elfogadott).

A megújuló forrásokból előállított hidrogén izgalmas lehetőségeket rejt az energetika számára (illusztráció)
Fotó: Shutterstock

Jó lenne, ha a fölösleget ilyenkor el lehetne tárolni (megújulóenergia-)ínségesebb időkre (például amikor nem fúj a szél, nem süt a nap), és erre vannak is bevett megoldások, telepek, óriásakkumulátorok formájában. Valamint ott a hidrogén, ami zöldenergia-tárolás szempontjából az egyik főnyeremény, de túl azon, hogy előállítása drága, térfogatigénye óriási – nem lehet mindenhova a fenti képen látható hidrogéntartályokat telepíteni, ahol szél hajtja a turbinák óriási lapátjait, vagy napelemtáblák hosszú sorokban termelik az energiát akár egész járásoknak. 

Ha azonban a megújuló forrásokból termelők mellé akad egy kiürülőben lévő földgázmező, gondjaink megoldódhatnak,

mert így akár több gigawattórányi elektromos energiát is elspájzolhatunk télre, azaz energiaínséges időkre – az előrelátásra pedig még La Fontanie is elégedetten csettintene. 

Ennek, mármint a szezonálisan túltermelt energia föld alatti tárolásának megvalósítását láthattuk a RAG telephelyén.

A RAG "föld alatti naptároló" telephelye egy esti felvételen
Fotó: RAG / Karin Lohberger Photography

Mire jó a hidrogén?

A RAG ezen a telephelyen látható megoldása izgalmas élvonalbeli technológiákat vonultat fel, de mielőtt legalább a működési elvét röviden bemutatnánk annak, hogyan lesz a fölösleges napenergiából föld alatti hidrogéntárolás, érdemes néhány mondatot szánni a hidrogénre. A hidrogén nem energiaforrás, hanem energiaőrző és energiaszállító közeg, ráadásul valamennyi előállítási módszere igényel külső energiát. Ugyanakkor a hidrogén az abszolút „szuperzöld” energiaközvetítő, már persze 

ha az előállításához alkalmazott elektrolízishez (víz bontása oxigénre és hidrogénre) az elektromos áram is tiszta forrásból származik.

Azaz – például – nem egy szénerőmű juttatja el oda a szükséges energiamennyiséget, hogy nekünk verhetetlenül környezetbarátnak gondolt hidrogénünk lehessen. Ha nem, akkor beszélhetünk tiszta (zöld) hidrogénről, amiben – és aminek tárolásában – óriási potenciált lát a világ azon része, ahol cél a karbonsemleges energiatermelés. 

A tárolt hidrogén felhasználható a hidrogénmeghajtású autókhoz, háztartások, ipari létesítmények fűtésére (egyelőre kis arányban a földgázhoz keverve), sőt, az energiatermelésben működő kiegyenlítő erőműveknél is – mindezt kibocsátásmentesen.

A tiszta hidrogén többek között a környezetkímélő mobilitás egyik kulcsa (illusztráció)
Fotó: AFP/Martin Schutt

A hidrogénben rejlő lehetőségeket Európában, illetve Magyarországon is nagyon komolyan vizsgálják. Hazánknak 2030-ig szóló hidrogénstratégiája közérthető alapdokumentuma a hazai hidrogénipar megteremtésének, de érdemes felütni az EU hasonló keretanyagát is. A nehézsúlyú szakmai hírek iránt érdeklődőknek pedig izgalmas újdonság lehet, hogy néhány év múlva indulhat az északi, skandináv-balti hidrogénfolyosó építése, melyen megújuló energiaforrással előállított hidrogént szállítanak majd. (Ausztria a déli, összesen 3.300 km-es hidrogénfolyósban érdekelt.)

A fenti, csupa jó hírek mellé azonban fel kell tenni a polcra, hogy az energetikai hidrogénfelhasználás épp technológiaigénye miatt jelenleg igen drága. Emellett a hidrogénelőállítás maga meglehetősen energiaigényes folyamat, amihez nem mindig áll rendelkezésre megújuló forrás, ezért gyakran a zöldnek mondott hidrogén sem feltétlen az – érdemes gyanakodni, ha egy fosszilis tüzelőkkel működő erőmű duruzsol egy hidrogéntartály közelében. Ettől függetlenül azonban a hidrogénnel muszáj foglalkozni, mert a technológiái egyre inkább megérnek arra, hogy nem egyszerűen ökoszisztémát, hanem ipart lehessen építeni rájuk. 

Így lesz a napenergiából hidrogén a felszín alatt

A RAG hidrogéntároló telephelye azért is érdekes helyszín, mert egy kellemes, napsütéses időben megtévesztően kedves, mezős-napraforgós környezetben bújik meg egész Európa egyik legfontosabb hidrogénkísérleti projektje.

Kedvező időjárás esetén látni, hogy a föld alatti hidrogéntároló szinte idillikus környezetben épült
Fotó: RAG / steve.haider.com

A telepely egyébként erős marketinget is kapott, mert a „föld alatti naptárolás” és a jelszóként funkcionáló P2G, azaz power-to-gas („energiát gázzá”) kitételekre még az energetika iránt legfeljebb a villanykapcsolásig bezárólag érdeklődők is felkapják a fejüket.

A rubensdorfi üzem egy, mostanra szinte teljesen kiürült földgázmező fölé épült, ahol a RAG elsősorban gáztárolási szolgáltatást nyújt. 

A 2023-ban elindított kísérleti hidrogéntároláshoz a vállalat egyrészt a nyári jelentős napenergiás túltermelést használja ki (nagyjából 1000 családi ház fölöslegét kapja meg), másrészt a talajfelszín alatt kb. 1000 méterre húzódó, porózus szerkezetű, homokköves egykori természetes gáztároló adottságait.

Tipikus szerkezetű darabja a gáztartó talajrétegnek a föld alatti tárolóban
Fotó: Origo

A felszínen egyébként nem is túlságosan nagy területű létesítményben a környékről érkező, megújuló forrásból származó energiafölösleg felhasználásával lezajlik a víz elektrolízise. Majd az előállt hidrogént megfelelő kompresszió és hűtés után egy nem is különösebben nagy átmérőjű kúton keresztül a mélybe injektálják. A homokköves réteg megőrzi a hidrogént, mégpedig a napenergiára számolt egyenértéken. 

A tároló 4,2 gigawattórányi nyári (szezonális) energiát tud hidrogén formájában tárolni.

A hidrogént a kútból igény szerint tudják visszanyerni akkor, amikor a megújulók keveset vagy egyáltalán nem termelnek. A mélyből kiemelve nyomáskiegyenlítés, tisztítás, előmelegítés és szárítás után a gáznemű anyag keverhető a földgázhoz (egyelőre 1-2 százalékos keverési arány a jellemző, de hamarosan elérheti az 5 százalékos mértéket), vagy felhasználható a hidrogénhajtású járműveknél, valamint elektromos áram formájában is – környezetszennyezés nélkül.

A RAG telephelyét köd fedte látogatásunk idején
Fotó: Origo

Mivel az átalakított energia forrása a napsugárzás, ezért választotta a telephely jelmondatául a vállalat a „föld alatti naptárolást.” Az imént röviden összefoglalt folyamat egyébként kivitelezhető metán visszanyerésével is, nagyon hasonló módon (ezt a cég „föld alatti napátalakításnak” hívja, és egy másik telephelyükön foglalkoznak vele). 

Ebben az esetben a hidrogén mellé injektált szén-dioxidot a talaj mikroorganizmusai kötik meg és alakítják át, hogy abból metán legyen. 

Az osztrák cég évente évente több millió euró ráfordításával fejleszti ennek technológiáját.

Mindazt, ami az osztrák cég meglátogatott telephelyén zajlik, érdemes elhelyezni az európai szintű, illetve a magyar vonatkozású együttműködések között. A méregdrága, nemrég talán még futurisztikusnak tűnő technológia tesztelése nem öncélú vállalakozás, hiszen a cél az, hogy az európai hidrogéngazdaságot európai szintű együttműködéssel alapozzák meg az energetikai szektor szereplői, amiben a magyarországi MVM Csoport is ott van partnerként. 

Magyarországon a vállalatcsoporthoz tartozó kardoskúti földgáztárolóban indult el 2022-ben egy jelentős kísérleti hidrogénprojekt, melyben a távlati cél, hogy az első tapasztalatok után a meglévő földgázhálózatra engedve az elektrolízissel előállított hidrogén a végfogyasztóig jusson el. A 3 milliárd forintos fejlesztés fontos mérföldkövet jelentett a hazai hidrogéniparban, majd 2023 májusában Kardoskúton el is indult Magyarország első hidrogén-előállító üzeme. Ám a hidrogén energetika felhasználásával kapcsolatos valamennyi felhalmozódó tapasztalatra szükség van Magyarországon a jövőben is, hogy jobban értsük annak lehetőségeit, különösen a hidrogén földgázzal, illetve metán visszanyerésének céljából szén-dioxiddal való tárolása okán. A hazai hidrogénstratégiának egyik elvárása, hogy 2030-ig meg kell vizsgálni a hazai felszín alatti gáztárolókat hidrogéntárolási céllal.

Elektrolizáló berendezés Magyarország első hidrogén-előállító üzemében, a Békés vármegyei Kardoskúton az avatás napján, 2023. május 9-én
Fotó:  MTI/Rosta Tibor

Valóban kihívhatja a zöld hidrogén a földgázt?

A rubensdorfi telephelyen látottak nagyjából most tartanak ott, hogy a demonstrációból kereskedelmileg értelmezhető méretben és keretek között jelenjenek meg. Ez azonban továbbra is egy szorosan felügyelt folyamat marad, számos, még nyitott kérdéssel, melyek egy részére várhatóan Magyarországon is választ kell találni.

A számítások szerint 2030-ra évi 10 terrawattórára nő a szezonális energiaátadás mértéke Ausztriában, ekkora energiavolumen hidrogénes tárolására pedig már nem lesznek elegendők a rubensdorfihoz hasonló méretű tárolók. 

A természetes földgáztárolók eltérő talajszerkezete és mikrobiológiai adottságai miatt, még ha az elektrolízis viszonylag szabványos folyamatnak is tekinthető, az előállított hidrogént némileg eltérő módon kell tárolni más-más geológiai adottságok között.

Időben fel kell tehát térképezni, hogy a megújulók térnyerése miatti egyre nagyobb szezonális energiafölösleg hol, hogyan tárolható. 

Felvétel az üzemi területről: a RAG föld alatti naptárolója fontos demonstrációs eszköze jövőbeni kereskedelmi megoldásoknak
Fotó: Origo

Ausztria nem áll rosszul vízellátás szempontjából, a föld alatti naptároló munkatársai szerint nem volt szükség arra sem, hogy az elektrolízishez új vízkutat fúrjanak a víz biztosítása céljából. 

Azaz lényegében „a csapról” veszik a vizet, és a technológia akár tengervízzel is működne. 

Az európai energiarendszer további integrálásának szempontjából pedig fontos, hogy legyenek olyan helyszínek, ahol bemutatható, hogy a szezonális tárolás jól működtethető (látogatásunk alkalmával a RAG munkatársai ezt fő céljukként nevezték meg), és a mélyben tárolt hidrogén visszanyerve átadható a fogyasztói hálózatnak. Ráadásul ehhez az az előny társul, hogy nem kell miatta új infrastruktúrát létrehozni, mert 

a földgáz miatt kiépült rendszerek főbb elemeiket tekintve megfelelnek a hidrogén kezelésére. 

Ennyi előny mellett nem véletlen, hogy a kontinens egyes országaiban a tiszta hidrogén kapcsán már a földgáz esetleges, jövőben megvalósuló elhagyására tekintenek. 

Ám a föld alatt, hidrogén formájában tárolt, környezetbarát nap- vagy szélenergia használata jelenleg igen költséges ahhoz, hogy az annál jóval olcsóbb földgáz helyett rövid idő alatt, nagy arányban álljanak át arra a felhasználók és a fogyasztók.

Tartályok Magyarország első hidrogén-előállító üzemében, a Békés vármegyei Kardoskúton
Fotó: MTI/Rosta Tibor

Elképzelhető, hogy a zöld hidrogénre kereskedelmi alapon történő váltást szabályozói döntéssel, az állam által felállított keretrendszerekkel kell előmozdítani. 

Így felelőtlenség lenne jóslásokba bocsátkozni egy olyan összetett kérdésben, mint az, hogy kiszoríthatja-e a távolabbi jövőben a hidrogén a földgázt, illetve mikor és milyen mértékben mérsékelheti használatát.

Ám ne feledjük: az „első fecskék felröppenése" után a hidrogén energetikai felhasználása is várhatóan egyre elérhetőbb, egyre olcsóbb lesz, technológiája pedig tovább fejlődik. Következésképpen várható, hogy egyre nagyobb arányban lesz jelen felhasználásunkban. Ennek kibontakozásában pedig most látjuk az első lépéseket.