Mi az a „fehér hidrogén”?

A hidrogént a „jövő üzemanyagaként” emlegették. Csak égésekor bocsát ki hőt és vizet, így vonzó alternatívája a fosszilis tüzelőanyagoknak.

A hidrogéntermelés nagy része azonban jelenleg gázra vagy szénre támaszkodik, olyan folyamatokban, amelyek sok CO2-t bocsátanak ki.

A „zöld” hidrogén, amely megújuló energia felhasználásával készül, ígéretes – de drága – alternatív. Tehát mi van, ha lenne mód arra, hogy teljesen kiiktassuk ezeket a gyártási folyamatokat?

A Föld hatalmas mennyiségű természetes hidrogént tartalmaz, amelyet a földből kinyerhetünk.

Ennek az úgynevezett „fehér” hidrogénnek a hatalmas felfedezése Franciaországban az év elején felkeltette az izgalmat, hogy tiszta, olcsó és megújuló energia forrás.

Svájc hamarosan csatlakozott a kereséshez, természetesnek találva hidrogén tavasszal a Graubünden kantonban. Nyáron az ország elkezdte szondázni a sziklákat Valais-ban további lerakódások érdekében.

Tarthatja-e a fehér hidrogén a kulcsot a biztonságos és tiszta energia és miért csak most fedezik fel?

A hidrogén a leggyakrabban előforduló kémiai elem a Földön, és természetesen mindenben előfordul, a víztől a növényekig.

A közelmúltig azonban jelentős mennyiségben hidrogén tiszta formájában gáz nem volt jelen a földön.

Maliban 2012-ben véletlenszerű felfedezést tettek. Egy évtizedekkel korábban fúrt kútról kiderült, hogy szinte tiszta természetes hidrogént bocsát ki.

Azóta a geológusok egyre gyakrabban kísérleteznek ennek a földgáznak a kitermelésével, amelyről úgy gondolják, hogy vízen keresztül képződik, ásványi reakciók során a föld felszíne alatt.

Nem úgy mint fosszilis üzemanyag, a természetes vagy „fehér” hidrogén folyamatosan pótolódik, amely több millió év alatt alakul ki.

Még nem világos, hogy pontosan hogyan keletkeznek a fehér hidrogénlerakódások, és hogy kereskedelmi szempontból hasznosíthatók-e. Startupok és tudósok vizsgálják ezt a lehetőséget – néhány ígéretes eredménnyel.

„A Földnek számos olyan helye van, ahol a megfelelő körülmények együtt léteznek a hidrogén természetes előállításához és felhalmozásához, amelyet aztán társadalmi felhasználásra lehet kivonni” – mondta Dr. Michael Webber, a hidrogén professzora az Austini Texasi Egyetemen (USA), az Euronews Greennek adott interjújában.

„A jó hír az, hogy ha hagyjuk, hogy a Föld elvégezze helyettünk a munkát, ez a hidrogénforrás valószínűleg sokkal tisztábban termelhető, mint a szén elgázosítására, a metán reformálására vagy a víz elektrolízisére szolgáló jelenlegi módszerek.”

Bár a legtöbb természetes hidrogén valószínűleg elérhetetlen tengeri helyeken található, lelőhelyeket fedeztek fel Ausztráliában, Kelet-Európában, Franciaországban, Ománban, Spanyolországban és az Egyesült Államokban, valamint Nyugat-Afrikában, Maliban.

Májusban véletlenül egy nagy mennyiségű természetes hidrogént fedeztek fel Franciaország Lotaringia régiójában. A Lotaringiai Egyetem GeoRessources Laboratóriumának, a francia Nemzeti Tudományos Kutatási Központnak (CNRS) és az energiatermelő La Française de l’Energie kutatócsoportja a talaj metánszintjének vizsgálata során találta meg.

Jelenleg mélyebbre fúrnak, hogy kiderítsék, pontosan mennyi hidrogén van, de a becslések szerint körülbelül 46 millió tonna lehet – ami a világ jelenlegi éves szürke hidrogéntermelésének több mint felének felel meg – a CNRS szerint.

Eközben Spanyolország északkeleti részén a Helios Aragón kutatócég azt állítja, hogy több mint egymillió tonnás hidrogéntározót találtak, amelynek fúrását 2024-ben kívánja megkezdeni.

A fehér hidrogén ígéretesnek tűnik a zöld hidrogén olcsó alternatívájaként, amely jelenleg nagyjából 5 euróba kerül kilogrammonként. A fehér hidrogén kilogrammonként mindössze 0,50 euróba kerül – tudományos jelentések szerint.

A fehér hidrogén azonban nem lehet az energiaválság megoldásának ezüstgolyója.

Egyes tudósok szerint az adatok hiánya a hidrogén szivárgásáról és az általuk okozott lehetséges károk a feltörekvő iparágak egyik fő problémája. Ha a hidrogén beszivárog a légkörbe, csökkentheti az üvegházhatást okozó gázok mennyiségét, ami ellensúlyozza a környezeti előnyeit. Azonban a hidrogénszivárgások nyomon követésére szolgáló technológia hiánya miatt ez komoly vakfolt lehet.

„A többi hidrogénforráshoz hasonlóan, a természetes hidrogént óvatosan kell kezelni a biztonsági kockázatok csökkentése és a szivárgások elkerülése érdekében” – mondja Dr. Webber.

Azonban lehet, hogy ez nem olyan jelentős környezeti kockázat, mint amilyennek néhányan gondolják. Az UT Austin által végzett kutatás arra a következtetésre jutott, hogy a diffúz hidrogén-kibocsátás közvetett globális felmelegedési hatása valójában meglehetősen csekély az üvegházhatású gázok életciklusának más hatásaihoz képest, így a hidrogénszivárgások potenciális kockázata csekély lehet.

Azonban a hidrogén szállítása során nem csak a szivárgás jelent problémát. Gáz formájában sok helyet foglal el, és -253°C-os hőmérsékleten cseppfolyósításra van szükség, ami nagyon költséges lehet. Hiányoznak a hidrogén csővezetékei és elosztórendszerei is. A fosszilis üzemanyagipar reménykedik abban, hogy a meglévő infrastruktúrát, például gázvezetékeket lehet majd felhasználni a hidrogén szállítására. Azonban a tudósok szerint a hidrogén korrodálhatja a fémcsöveket, és repedéseket okozhat.

A hidrogénmolekulák sokkal kisebbek és könnyebbek, mint a metánban lévők, így nehezebb visszatartani őket, és sokkal robbanékonyabbak is, mint a földgáz, ami biztonsági aggályokat vet fel.

Ezért néhány területen, például a hőszivattyúk és az akkumulátorok használatával működő elektromos járművek terén, a hidrogén alternatívái mögött maradnak. Az üzemanyagcellák jobban alkalmazhatók nehéz tehergépjárművekhez, amelyek nem tudják könnyen használni az akkumulátorokat, például a teherautók, hajók és repülőgépek, valamint az acélipar és a vegyi eljárások, például a műtrágyagyártás területén.