Beléptetőkapun, ellenőrző pontokon haladunk át az elképesztő méretű üzem területén. Hatalmas lepárlótornyok és vastag csőkígyók mellett haladunk egy félreesőbb, nyugodtabb hely felé, és lassan feltűnik a szintén méretes napelempark is. Furcsán, idegenül néz ki az évtizedes, többek között fosszilis üzemanyagot gyártó berendezések mellett az új, tiszta, elektromos energiát előállító napelemsor. Pedig ez még nem minden, van itt érdekesebb dolog is: néhány vadiúj, hidrogént előállító konténer.
A MOL százhalombattai üzeme nem mai létesítmény, 1965-ben kezdett termelni, és ez az egyetlen hazai üzem, ahol kőolaj-finomítás folyik. Bár az üzemanyaggyártás is egy izgalmas folyamat, mi most mégis egy másik, sokkal zöldebb dolog, a hidrogén miatt vagyunk itt.
A 22 millió eurós beruházás eredményeként létrejövő Zöld Hidrogén üzem a MOL saját napelemparkja által megtermelt elektromos energiát is felhasználhatja a zöldhidrogén előállításához.
Mitől zöld a hidrogén?
Bár ahogy kémiaórán tanultuk, a hidrogén színtelen, szagtalan, íztelen, kétatomos gáz, a kommunikáció szintjén mégis többféle színű létezik belőle. Attól függően, hogy miből és milyen módszerrel állítják elő, lehet szürke, kék, rózsaszín, vagy éppen zöld. Mármint csak így hívják, különben természetesen ezek is színtelenek. Minket most a zöldhidrogén érdekel, ami attól zöld, hogy megújuló energia – nap-, szél-, vízenergia – felhasználásával, vízből elektrolízis útján állítják elő, CO2-kibocsátás nélkül.
Ilyen konténerekben történik a varázslat
Ezzel ellentétben a szürkehidrogént gőzreformálás útján, hatalmas CO2-kibocsátás mellett állítják elő. Ennek első lépése a metán felhevítése, amelyet a vízgőz hozzáadása követ. Végül pedig nikkelkatalizátorral hidrogénre és szén-dioxidra bontják. Szürkehidrogén esetén a légkörbe bocsátják a CO2-t, míg kékhidrogén előállítása esetén egyéb felhasználás céljából leválasztják és tárolják a széntartalmú termékeket, a szén-monoxidot és/vagy a szén-dioxidot.
Mire kell a hidrogén?
Egy olyan kőolaj-finomító, mint amilyen a MOL százhalombattai üzeme, évente jelentős mennyiségű hidrogént használ fel, főként a beérkező nyersolaj kéntartalmának csökkentésére. Ez nem újdonság, a közel 40-50 éve működő eljárás során csupán a felhasznált hidrogén eredete és az eljárás végén maradó kéntartalom mennyisége változott nagyot. A zöldhidrogén ennek a változásnak a következő lépése, mely a gyártáshoz megújuló forrásból – nap, szél, víz vagy ezeknek a kombinációja – származó energiát használ fel. Egy ilyen üzem felállítása kiemelt stratégiai kérdést jelentett a MOL számára, mely Közép-Európa legnagyobb hidrogéntermelője is, és a projekt megvalósításával a régió legnagyobb zöldhidrogén-előállítójává lépett elő.
A hagyományos eljárás során földgázból nyerik a hidrogént, aminek egyik legnagyobb felhasználói a nyersolaj-finomítók – a hidrogénfelhasználás 60 százalékát viszik el –, míg a második legnagyobb felhasználó a mezőgazdaság, pontosabban a műtrágyagyártás nagyjából 30 százalékos részesedéssel.
Így néz ki egy üzemanyagcella. Ez épp a Toyota terméke
Miért rossz a kén?
A finomítóba érkező, különféle forrásból származó kőolaj kéntartalma nagyon eltérő lehet, viszont a finomítás során mindenképpen ki kell vonni. Nem öncélú beavatkozás ez, hanem szigorú környezetvédelmi szabályok írják elő.
Maga a jó kenőképességű kén amúgy nem lenne rossz a belső égésű motornak, sőt. Viszont égés közben a kénvegyületekből kén-oxidok, többek között kén-dioxid keletkezik, ami viszont kifejezetten káros a motor és a környezet számára is. Itt jön a képbe a hidrogén.
Nemcsak a gázolaj kénmentesítésére jó a hidrogén, hanem belső égésű motorban is felhasználható üzemanyagként
Hogy vonják ki a ként?
Ez valamivel bonyolultabb, mint a „vízbű’ kivenni a zokszigént”, mert a szénhidrogénekben kötött állapotban találhatók a kénvegyületek. Ahhoz, hogy valahogy ki lehessen vonni, katalitikus reakcióval hidrogénezik a szénhidrogén-vegyületeket, amikből aztán az így kialakult kénkénhidrogén már eltávolítható. Itt még nincs vége a folyamatnak, a megkötött kénhidrogént oxidálják, amiből végül elemi ként állítanak elő.
„>
A MOL százhalombattai üzemében két darab, egyenként 5 MW-os egység állítja elő a zöldhidrogént, melynek energiaigényét megújuló forrásból származó árammal biztosítják. Jelenleg a kéntelenítési folyamathoz szükséges hidrogén 2 százalékát, durván évi 1600 tonnát termelnek meg helyben, zöldenergiával, amit teljes egészében fel is használnak házon belül.
Nem tűnik soknak, de ez csak a kezdet, az előírások miatt 2030-tól már több elektrolizálóra lesz szükség a cégcsoport zöldhidrogén-igényének kielégítéséhez (maga a zöldítési kötelezettség nem csak Magyarországra, hanem az Európai Unió teljes területére vonatkozik, ahol hidrogén előállításával foglalkoznak, legyen az finomító, vagy éppen műtrágyagyár).
A hidrogén többféle módon kapcsolódik már most is a közlekedéshez
Mennyibe kerül?
Általában az a jellemző, hogy ami zöld, és fenntartható módon állítják elő, az érezhetően drágább a megszokott, de sokszor környezetszennyezőbb megoldásnál. Nincs ez másként a hidrogén-előállításnál sem, bár a költségek tág határok között mozognak. A hagyományos módon előállított hidrogén ára nagyban függ a földgáz és az elektromos áram árától – de a megújuló energiaforrások használatával előállított hidrogén költsége jelenleg kétszer, háromszor nagyobb.
Technológia
Nagyon leegyszerűsítve úgy lehet zöldhidrogént előállítani, mint ahogy azt az általános iskolában, kémiaórán csináltuk. Kell hozzá laposelem és víz. Persze ipari méretben ennél bonyolultabb a folyamat, de a két fő kellék megegyezik: víz kell hozzá és egyenáram. A MOL üzemében a fogadóállomásra 6 kV-os feszültség érkezik, amiből egyszer 400 voltos feszültséget kell előállítani a segédberendezések táplálására, illetve váltóáramból egyenáramot az elektrolizálócellák működéséhez.
A hidrogén előállítása során rengeteg hő is képződik
Vízből sima csapvizet használnak, óránként nagyjából egy köbméternyit, ami többlépcsős tisztításon esik át, mire a gépbe elektrolizálóba kerülhet. A folyamat ioncserével kezdődik, majd fordított ozmózis és gázmentesítés után különféle szűrőkön is átengedik, miközben minden létező mikrobát eltávolítanak belőle. Az eljárás végére a víz elektromos vezetőképessége szinte nullára csökken.
Ezután a nagy tisztaságú víz végre bejut az elektródák közé, ahol komoly hőfejlődés mellett az anód oldalon távozik az oxigén – amelyet a levegőbe engednek –, míg a katód oldalon hidrogén keletkezik. Ezt még elválasztják a maradék víztől, oxigéntől, majd a hidrogén gerincvezetékbe kerül, ahonnan azonnal mehet is a felhasználási helyére.
Napelempark a kőolaj-finomítóban
A hidrogént némileg átalakított, sima belső égésű motorban is el lehet égetni a hagyományos üzemanyaghoz hasonlóan, de ahhoz nem szükséges ilyen tisztaságú hidrogén. Igazából a finomítóban sincs szükség ennyire tiszta hidrogénre, de a jövőben akár a közlekedési, fuvarozási célú – a tüzelőanyagcellák kényesek a tisztaságra – hidrogén igényeket is kielégítheti a százhalombattai üzem, így nem felesleges luxus a túl jó minőség.
Hidrogént a tankba?
Igen. Simán. Ha nem is túlzottan gyakori, de már jó ideje léteznek hidrogénüzemű autók. Valamikor a 1860-as években készült el az első, sorozatgyártásba kerülő hidrogén-hajtású jármű, amelyben egy egyhengeres, kétütemű motorban, vízbontással előállított hidrogén volt az üzemanyag.
Később is fel-feltűntek a hidrogénnel hajtott járművek, volt, hogy kényszerből állítottak át benzinmotoros autókat hidrogénre – a II. Világháborúban a németek által körbevett Leningrádban 10 nap alatt 200 darab GAZ teherautót állítottak át hidrogén üzemre – máskor a mérnöki teljesítményen volt a hangsúly.
1979-ben aztán a BMW rukkolt elő a BMW 520h-val, amiben a 3,5 literes direkt befecskendezéses motor benzin és hidrogénüzemre is képes volt. Azóta már számos márka kínál ilyen olyan hidrogénüzemű járműveket, és bár belsőégésű motorban is használható a hidrogén, sokkal inkább a tüzelőanyagcellás megoldás terjedt el. Ebben a hidrogén segítségével elektromos áramot – és melléktermékként vizet – állítanak elő hidrogénből, az autó mozgatására pedig villanymotort használnak.
Bár a töltőállomások még közel nincsenek olyan sűrűn, mint a benzinkutak, vagy az elektromos töltőállomások – igaz, hidrogénkútból nem is kell annyi, hiszen egy tankolás csupán pár percet vesz igénybe és jellemzően 5-600 kilométeres hatótávval rendelkeznek ezek a járművek – de Európa nyugati felén már egész jól használhatók a hidrogén-hajtású autók.
A vezess szerkesztőségének tagjai például egész Hollandia északi csücskéig – és vissza – autóztak egy hidrogénüzemű Toyota Mirai-val, kevesebb stresszel, mintha akkumulátoros elektromos autóval és hosszadalmas töltésekkel kellett volna ezt a távot megtenni. De nem a Mirai az egyetlen tüzelőanyagcellás autó, hiszen a Toyotánál rengeteg egyéb tüzelőanyagcellás modell létezik. Ott a Hyundai Nexo is , a BMW pedig az X5-ös hidrogénes változatát tervezi újra piacra dobni, illetve ezeken kívül számos hidrogén-hajtású munkagép, busz, és egyéb jármű rója az utakat.
Ezen kívül hagyományos belsőégésű motorban is elégethető a hidrogén, ilyet is próbáltunk már, egy átalakított Citroën Jumper képében.
Ez nem is annyira a távoli jövő, hiszen az előírások szerint már 2030-tól az autópályák mentén 200 kilométerenként kell létesíteni egy hidrogéntöltőállomást. Európában a Toyota az egyik legnagyobb támogatója a hidrogén töltőállomások telepítésének. De itthon, a MOL-nak már meg is van a terve az első három állomás helyére, amelyeket a jövőben akár több is követhet.
Ezeken az európai főutakon épülnek majd a hidrogénkutak
Ami valószínűleg meg is fog történni, hiszen az EU-s előírások szerint legfeljebb 200 kilométerenként, legalább napi 1 tonna összesített kapacitásra kialakított és legalább 700 bar nyomású adagolóval felszerelt nyilvános hidrogéntöltő-állomásokat kell kiépíteni. Szintén elvárás, hogy 2030. december 31-ig minden városi csomópontban legalább egy nyilvános hidrogéntöltő állomás épüljön.
Hidrogén üzemű, nulla károsanyag-kibocsátású busz
Persze mindez csak kereslet kérdése, ha lesz igény rá, – a MOL-nál a Volánbusszal, a MÁV-val és a Waberer’s-szel közösen elemzik a zöld hidrogén használatában rejlő további lehetőségeket – akkor az erre alkalmas helyszíneken akár két év alatt létesülhet olyan töltőállomás, ahol hidrogént is lehet majd tankolni.
De addig is érezhető az itt megtermelt zöld hidrogén előnye, hiszen azzal, hogy megújuló energiával állítják elő, már most is évente 25 ezer tonna CO2 kibocsátása előzhető meg.
