„A hidrogén felhasználható nyersanyagként, üzemanyagként vagy energiahordozóként, illetve energiatárolás céljára, emellett számos alkalmazási lehetőséget kínál az iparban, a közlekedésben, az energiaágazatban és az építőiparban. Mindennél fontosabb, hogy felhasználása nem jár szén-dioxid-kibocsátással, és szinte egyáltalán nem szennyezi a levegőt. A hidrogén következésképpen fontos szerepet kap az európai zöld megállapodásban kitűzött cél teljesítésére szolgáló megoldásban, azaz hogy az EU 2050-re klímasemlegességé váljon.
A hidrogén segítheti azon ipari folyamatok és gazdasági ágazatok dekarbonizációját, ahol a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése sürgős és nehezen megvalósítható. Jelenleg az EU-ban felhasznált hidrogén mennyisége továbbra sem meghatározó, és előállítása nagyrészt fosszilis tüzelőanyagokból történik. A stratégia célja egyfelől a hidrogéntermelés szén-dioxid-mentesítése, amelyre a megújuló energia költségeinek gyors csökkenése és az egyre lendületesebb technológiai fejlődés révén adott a lehetőség. Emellett ki kívánja terjeszteni a felhasználást azokra az ágazatokra, ahol a hidrogén helyettesíteni tudja a fosszilis tüzelőanyagokat.
Hogyan történik a hidrogén előállítása, és ez milyen hatást gyakorol az éghajlatunkra?
Hidrogént többféle eljárással is elő lehet állítani. A termelési módok az alkalmazott technológiától és energiaforrástól függően igen eltérő kibocsátással jellemezhetők, továbbá különböző költségvonzatokkal és anyagszükséglettel járnak. E közlemény alkalmazásában:
- Az „elektromos áramon alapuló hidrogén” olyan hidrogénre utal, amelyet a víz elektrolízisével (elektromos árammal működő elektrolizátorban) állítanak elő, függetlenül az áramforrás típusától. Az elektromos áramon alapuló hidrogén teljes életciklusra számított üvegházhatásúgáz-kibocsátása a villamos energia előállításának módjától függ.
- A „megújuló hidrogén” szintén (elektromos árammal működő elektrolizátorban) a víz elektrolízisével előállított hidrogénre vonatkozik, és a felhasznált villamos energia megújuló forrásokból származik. A megújuló hidrogén előállításának teljes életciklusra számított üvegházhatásúgáz-kibocsátása közel nulla. A megújuló hidrogént a biogáz (földgáz helyett) átalakításával vagy a biomassza biokémiai átalakításával is elő lehet állítani, amennyiben az megfelel a fenntarthatósági követelményeknek.
- A tiszta hidrogén kifejezés a megújuló hidrogénre utal.
- A „fosszilis alapú hidrogén” olyan hidrogént jelent, amelyet különböző folyamatok során állítanak elő fosszilis tüzelőanyagok nyersanyagként történő felhasználásával, főként a földgáz átalakítása, illetve szénelgázosítás révén. Ez a típus képviseli a ma előállított hidrogén nagy részét. A fosszilis alapú hidrogén előállításának teljes életciklusra vetített üvegházhatásúgáz-kibocsátása magas.
- A „szén-dioxid-leválasztással előállított, fosszilis alapú hidrogén” a fosszilis alapú hidrogén egy típusa, ahol a hidrogéngyártási folyamat során kibocsátott üvegházhatású gázokat leválasztják. A fosszilis alapú hidrogén szén-dioxid-leválasztással vagy pirolízissel történő előállításából származó üvegházhatásúgáz-kibocsátás alacsonyabb, mint a fosszilis tüzelőanyagokon alapuló hidrogén esetében, de figyelembe kell venni az üvegházhatásúgáz-leválasztás változó (maximum 90%-os) hatékonyságát.
- Az „alacsony szén-dioxid-kibocsátású hidrogén” magában foglalja a fosszilis alapú, szén-dioxid-leválasztásos eljárással előállított hidrogént és a villamosenergia-alapú hidrogént. Üvegházhatásúgáz-kibocsátása teljes életciklusa során jelentősen alacsonyabb, mint a jelenleg alkalmazott hidrogéngyártási technológiák kibocsátása.
- A „hidrogénből származó szintetikus üzemanyagok” többféle, hidrogén- és szénalapú gáznemű és folyékony tüzelőanyagokat jelentenek. Ahhoz, hogy a szintetikus üzemanyagok megújulónak minősüljenek, a szintézisgáz hidrogén összetevőjének megújulónak kell lennie. A szintetikus üzemanyagok közé tartozik például a légi közlekedésben használt szintetikus kerozin, a gépjárműveket hajtó szintetikus dízelolaj, valamint a vegyi anyagok és műtrágyák előállításához használt különböző molekulák. A szintetikus üzemanyagok a felhasznált alapanyagtól és az alkalmazott eljárástól függően nagyon különböző üvegházhatásúgáz-kibocsátási szintekkel hozhatók összefüggésbe. Ami a légszennyezést illeti, a szintetikus tüzelőanyagok elégetése a fosszilis tüzelőanyagokhoz hasonló mennyiségű légszennyezőanyag-kibocsátást eredményez.
Milyen típusú hidrogént támogat a stratégia?
A stratégia középpontjában a megújuló hidrogén áll, mivel ez rendelkezik a legnagyobb potenciállal a szén-dioxid-mentesítés terén, és ezért a leginkább összeegyeztethető az EU klímasemlegességre vonatkozó célkitűzésével.
A stratégia azt is elismeri továbbá, hogy az energetikai átállás során más – például a szén-dioxid-leválasztásnak és -tárolásnak vagy az alacsony szén-dioxid-kibocsátású villamos energia egyéb formáinak köszönhetően – alacsony szén-dioxid-kibocsátással járó hidrogéntermelési folyamatok szintén meghatározó szerepet játszhatnak a jelenlegi termelés környezetbarátabbá tételében, a kibocsátás rövid távú csökkentésében és a piaci lehetőségek bővítésében.
Az egyes hidrogéntípusok megkülönböztetése lehetővé teszi, hogy a támogató szakpolitikai keretek annak megfelelően legyenek kialakítva, hogy a referenciaértékek és a tanúsítás alapján a hidrogén milyen előnyökkel jár a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének szempontjából.
Milyen gyorsan lehet bevezetni ezt az ígéretes technológiát?
A stratégia fokozatos kiépítést irányoz elő; a tervek szerint a tiszta hidrogéngazdaság fejlesztése három szakaszban, különböző ágazatokra irányulóan és eltérő sebességgel valósul majd meg:
- Az első szakaszban (2020–2024) cél egyrészt a meglévő hidrogéntermelés szén-dioxid-mentesítése a jelenlegi felhasználások során, pl. a vegyipari ágazatban, másrészt a hidrogén új területeken történő alkalmazásának ösztönzése. Ebben a szakaszban 2024-ig legalább 6 gigawatt összkapacitású, megújuló hidrogént előállító elektrolizátorokat kell telepíteni, hogy a megújuló hidrogén termelési volumene akár az 1 millió tonnát is elérhesse. Összehasonlítás gyanánt, jelenleg körülbelül 1 gigawatt teljesítményű elektrolizátor üzemel az EU-ban.
- A második szakaszban (2024–2030) a hidrogénnek az integrált energiarendszer szerves részévé kell válnia azzal a stratégiai célkitűzéssel, hogy 2030-ig legalább 40 gigawatt összkapacitással bíró, megújuló hidrogén előállítására alkalmas elektrolizátor telepítése történjen meg, továbbá hogy az uniós termelést 10 millió tonnára lehessen növelni. A hidrogénhasználat fokozatosan ki lesz terjesztve új szektorokra is, többek között az acélgyártásra, a tehergépjárműkre, a vasútra és egyes tengeri szállítási alkalmazásokra. A hidrogén előállítása továbbra is főként a felhasználókhoz vagy a megújuló energiaforrásokhoz közel, helyi ökoszisztémákban történik majd.
- A harmadik szakaszban – 2030-tól kezdődően és 2050-hez közeledve – a megújuló hidrogéntechnológiáknak kiforrottá kell válniuk, hogy széles körben alkalmazva elérhetők legyen az összes olyan, nehezen szén-dioxid-mentesíthető ágazat számára, ahol más alternatívákat nem vagy csak magas költségek mellett lehet megvalósítani.
Hogyan járul hozzá a hidrogén az európai zöld megállapodáshoz?
A megújuló energiaforrásokon alapuló villamosítás és az erőforrások hatékonyabb, körforgásos felhasználása mellett – az energiaágazat integrációs stratégiájában foglaltaknak megfelelően – a tiszta hidrogén gyors, széles körű bevezetése kulcsfontosságú szerepet játszik abban, hogy az EU meg tudja valósítani ambiciózus éghajlat-politikai törekvéseit. A tiszta hidrogén előállítása a teljes mértékben dekarbonizált gazdaság felé vezető út utolsó állomása.
A hidrogén az ingadozó teljesítményű megújuló energia kiegyensúlyozásával segítheti a megújuló energián alapuló energiarendszerre való átállást. Megoldást kínál a fosszilis tüzelőanyagokra támaszkodó, magas szén-dioxid-kibocsátású ipari ágazatok szénmentesítésére, ahol a villamos energiára való átállás nem lehetséges. Végül, de nem utolsósorban nem jár szén-dioxid-kibocsátással, és szinte egyáltalán nem szennyezi a levegőt.
Hogyan támogathatja a hidrogén a helyreállítást, a növekedést és a munkahelyteremtést?
A hidrogénbe való beruházás a növekedés motorja lesz, és mint ilyen, döntő jelentőséggel bír a Covid19-válságból való kilábalás szempontjából. A Bizottság gazdasághelyreállítási terve kiemeli, hogy a fenntartható növekedés és a munkahelyteremtés előmozdítása érdekében ösztönözni kell a beruházásokat a kulcsfontosságú tiszta technológiák és értékláncok terén. Hangsúlyozza, hogy a tiszta hidrogén az egyik olyan meghatározó fontosságú terület, amellyel az energetikai átalakulással összefüggésben foglalkozni kell, és az erre irányuló támogatás több lehetséges alternatíváját nevezi meg.
Ezenkívül Európa már igen versenyképes a tiszta hidrogéntechnológiák gyártása terén, és kedvező helyzetben van ahhoz, hogy kiaknázza a tiszta hidrogén energiahordozóként történő globális fejlesztésének előnyeit. Európában a megújuló hidrogénbe való beruházások kumulált összege 2050-ig elérheti a 180–470 milliárd eurót, az alacsony szén-dioxid-kibocsátású fosszilis alapú hidrogén esetében pedig a 3–18 milliárd eurót. Az EU megújulóenergia-technológiák terén betöltött vezető szerepével kombinálva a több ipari ágazatot és végső felhasználást szolgáló hidrogén teljes értékláncának létrehozása akár 1 millió embernek biztosíthatna közvetlenül vagy közvetve munkát. Az elemzők becslései szerint a tiszta hidrogén 2050-ig ki tudná elégíteni a világ energiaszükségletének 24%-át, éves árbevétele pedig elérhetné a közel 630 milliárd eurót.
Költséghatékonynak tekinthető a megújuló hidrogén?
Pillanatnyilag sem a megújuló hidrogén, sem a szén-dioxid-leválasztással előállított, fosszilis alapú hidrogén nem versenyképes a fosszilis alapú hidrogénnel szemben. Az EU-ban a fosszilis energiahordozókon alapuló hidrogénhez kapcsolódó jelenlegi becsült költség mintegy 1,5 euró/kg, amely nagymértékben függ az aktuális földgázáraktól, figyelmen kívül hagyva a szén-dioxid költségét. A szén-dioxid-leválasztással és -tárolással előállított, fosszilis alapú hidrogén becsült költsége ezzel szemben 2 euró/kg, a megújuló hidrogéné pedig 2,5-5,5 euró/kg.
Ezzel együtt a megújuló hidrogént egyre alacsonyabb anyagi ráfordítással lehet előállítani. Az elektrolizátorok költségei az elmúlt tíz évben már 60%-kal csökkentek, amelyet a méretgazdaságosságnak köszönhetően 2030-ra várhatóan a felére lehet visszaszorítani. Azokban a régiókban, ahol a megújuló energiaforrásoknak köszönhetően villamos energiát olcsón lehet termelni, az elektrolizátorok 2030-ban várhatóan már fel tudják venni a versenyt a fosszilis alapú hidrogénnel. Ezek az összetevők lesznek a hidrogén uniós gazdaságban történő fokozatos bevezetésének és felhasználásának fő mozgatórugói.
Hogyan támogatja a stratégia a hidrogéngazdaságba történő beruházásokat?
A stratégia átfogó beruházási menetrendet vázol fel, amely kiterjed az elektrolizátorok telepítésébe, valamint a tiszta hidrogén előállításához szükséges megújulóenergia-termelési kapacitásba, a szállításba és tárolásba, a meglévő gázinfrastruktúra utólagos átalakításába, valamint a szén-dioxid-leválasztást és -tárolást lehetővé tévő megoldásokba történő beruházásokra.
E beruházok és a teljes hidrogén-ökoszisztéma kiépítésének támogatására a Bizottság – az új iparstratégiájában bejelentettekkel összhangban – útjára indította az Európai Tisztahidrogén-szövetséget. A szövetség döntő szerepet kap a stratégia megvalósításában, és támogatni fogja a termelés és a kereslet növelésére irányuló beruházásokat. Összefogja majd az ipart, a nemzeti, regionális és helyi hatóságokat, valamint a civil társadalmat. Az egymáshoz kapcsolódó, ágazati alapú vezérigazgatói kerekasztal-megbeszélések és a politikai döntéshozók platformja révén a szövetség széles körű fórumot biztosít valamennyi érdekelt fél beruházásainak koordinálásához és a civil társadalom bevonásához. Az Európai Tisztahidrogén-szövetség legfontosabb feladata az életképes beruházási projektek azonosítása és egyértelmű portfólióik kialakítása lesz.
Milyen uniós pénzügyi eszközök használhatók fel a hidrogénbe történő beruházásokhoz?
A Bizottság nyomon fogja követni a közös európai érdeket szolgáló fontos projektek stratégiai fórumának jelentésében meghatározott ajánlásokat is, amelyek célja a hidrogénellátási lánc támogatását célzó, több tagállamot egyesítő, jól összehangolt vagy közös beruházások és fellépések előmozdítása.
Emellett a gazdaság helyreállítására szolgáló új NextGenerationEU Eszköz részeként az InvestEU program kapacitása több mint kétszeresére fog nőni. A program a hidrogén alkalmazását hivatott támogatni azáltal, hogy erőteljes multiplikátorhatással ösztönzi a magánberuházásokat.
Néhány tagállam a megújuló és alacsony szén-dioxid-kibocsátású hidrogént jelölte meg nemzeti energia- és klímatervének stratégiai elemeként. Ezeket a terveket figyelembe kell venni a nemzeti helyreállítási tervek kidolgozásakor, amelyre az új Helyreállítási és Rezilienciaépítési Eszköz keretében kerül sor.
Ezen túlmenően az új REACT-EU kezdeményezés kiegészíti az Európai Regionális Fejlesztési Alap és Kohéziós Alap által nyújtott támogatásokat, amelyek rendeltetése továbbra is a zöld átállás előmozdítása. A méltányos átállást támogató mechanizmus keretében a szén-dioxid-intenzív régiók számára kínált lehetőségeket is teljes körűen meg kell vizsgálni.
Az Európai Hálózatfinanszírozási Eszköz energiaügyi ága és az Európai Hálózatfinanszírozási Eszköz közlekedési ága közötti szinergiákban rejlő lehetőségek szintén ki lesznek aknázva, hogy finanszírozni lehessen a hidrogéninfrastruktúra fejlesztését, a földgázszállító hálózatok átalakítását, szén-dioxid-leválasztási projekteket és hidrogéntöltő állomások kiépítését.
Emellett az uniós kibocsátáskereskedelmi rendszer (EU ETS) innovációs alapja, amely a 2020–2030 közötti időszakban mintegy 10 milliárd eurót tesz elérhetővé az alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológiák támogatására, szintén előmozdíthatja az úttörő jellegű, innovatív hidrogénalapú technológiák demonstrációját. Az alap keretében meghirdetett első pályázati felhívást 2020. július 3-án tették közzé.
A Bizottság továbbá célzott eszközök (pl. InnovFin energetikai demonstrációs projektek, InvestEU) révén célzott támogatást nyújt a pénzügyileg stabil és életképes hidrogénprojektek előkészítéséhez szükséges kapacitásépítéshez – amennyiben ezt a vonatkozó nemzeti és regionális programok prioritásként határozzák meg –, lehetőség szerint kiegészítve e támogatást a kohéziós politika, az Európai Beruházási Bank tanácsadó központjai vagy az Európai horizont keretében nyújtott tanácsadással és technikai segítségnyújtással.
Képes az EU globális vezetővé válni a tiszta hidrogéntechnológiák terén?
A nemzetközi dimenzió az uniós megközelítés szerves részét képezi. A tiszta hidrogén új lehetőségeket kínál a szomszédos országokkal és régiókkal, valamint nemzetközi, regionális és kétoldalú szövetségeseinkkel fennálló energiaügyi partnerségek újratervezésére, előmozdítva az energiaellátás diverzifikálását, valamint a folyamatos és biztonságos ellátási láncok kialakítását.
Az Európai Unió évek óta támogatja a hidrogénnel kapcsolatos kutatást és innovációt, élen járva a technológiák fejlesztésében és kiemelt jelentőségű projektekben, továbbá vezető szerepet tölt be az olyan technológiák terén, mint például az elektrolizátorok, a hidrogéntöltő állomások és a nagy üzemanyagcellák. A stratégia célja az EU vezető szerepének megszilárdítása az európai gazdaságot szolgáló teljes ellátási lánc biztosítása, valamint a hidrogénre vonatkozó nemzetközi menetrend kidolgozása révén.
Ez elsősorban a keleti és déli szomszédság partnerországaival való szoros együttműködést foglalja magában. Az EU-nak aktívan kell népszerűsítenie, hogy milyen új lehetőségek rejlenek a tiszta hidrogénhez kapcsolódó együttműködésben a szomszédos országok és régiók számára, mint például a tiszta energiára való átállás, valamint a fenntartható növekedés és fejlődés előmozdítása.
Világszerte nő az érdeklődés a tiszta hidrogén iránt: több EU-n kívüli ország célzott kutatási programokat dolgoz ki, és a jelek szerint nemzetközi hidrogénpiac van kialakulóban. Az EU globális szinten fogja ösztönözni hatékony közös szabványok és módszerek kidolgozását azzal a céllal, hogy egy globális hidrogénpiac tudjon hozzájárulni a fenntarthatósághoz és segíthessen megvalósítani az éghajlat-politikai célokat.
Milyen felhasználási lehetőségeket lát a Bizottság a hidrogénben?
A hidrogén kulcsfontosságú megoldás az üvegházhatásúgáz-kibocsátás csökkentésére azokban a szektorokban, amelyeket nehéz szén-dioxid-mentesíteni, és amelyekben a villamosítás nehezen megoldható vagy kivitelezhetetlen. Ez a helyzet az olyan ipari ágazatok esetében, mint például az acélgyártás vagy a nehézteher-szállítás. Szén-dioxid-mentes energiahordozóként a hidrogén lehetővé tenné a megújuló energia nagy távolságra történő szállítását és nagy mennyiségű energia tárolását is.
Azonnali ipari alkalmazásával csökkenteni és helyettesíteni lehet a karbonintenzív hidrogén finomítókban való használatát és az ammóniatermelést, továbbá új típusú metanol-előállításra adna lehetőséget, illetve részben fel lehetne váltani a fosszilis tüzelőanyagokat az acélgyártásban. A Bizottság új iparstratégiájában előirányzottaknak megfelelően a hidrogén lehetőséget kínál arra, hogy a nulla szén-dioxid-kibocsátású acélgyártási folyamatok alapjául szolgáljon az EU-ban.
A hidrogén ígéretes lehetőség a közlekedésben is, ahol a villamosítás nehezebben kivitelezhető, például a helyi közlekedésű városi buszok, kereskedelmi flották vagy a vasúti hálózat meghatározott részei esetében. A nehézgépjárművek, köztük az autóbuszok, a különleges rendeltetésű járművek és a nagy távolságú közúti árufuvarozás szintén dekarbonizálható a hidrogén üzemanyagként történő felhasználásával. Növelni lehetne a hidrogéncellás vonatok számát, és a hidrogént üzemanyagként fel lehetne használni a belvízi hajózásban, valamint a rövid távú tengeri hajózásban is.
Hosszú távon a hidrogén – folyékony szintetikus kerozin vagy más szintetikus üzemanyagok előállítása révén – a légi és a tengeri ágazat szén-dioxid-mentesítésének lehetőségévé is válhat.
Biztonságosnak tekinthető a hidrogén?
A hidrogén fokozottan tűzveszélyes gáz, és ügyelni kell arra, hogy előállítása, tárolása, szállítása és felhasználása biztonságos módon történjen. Már léteznek erre vonatkozó szabványok, és az európai ipar jelentős tapasztalatot szerzett azzal, hogy több mint 1500 km hosszú hidrogénvezetéket épített ki.
A stratégia kihangsúlyozza, hogy a hidrogénfogyasztás piaci térhódításával és az egyre bővülő végfelhasználói alkalmazással párhuzamosan alapvető fontosságú, hogy olyan biztonsági előírások kerüljenek bevezetésre, amelyek lefedik a termelést, a szállítást, a tárolást és a felhasználást is. Az előírások mellett megfelelő nyomonkövetési és ellenőrzési rendszerről is gondoskodni kell.
Melyek a stratégia infrastruktúrafejlesztésre vonatkozó elemei?
A hidrogén uniós szintű fejlesztésének feltétele a megfelelő infrastruktúra, de a konkrét infrastrukturális igények a termelés és a felhasználás fejlesztési modelljeitől függően alakulnak majd.
A hidrogén iránti keresletet kielégítése a kezdeti szakaszban nagyrészt helyi termeléssel történik majd, például ipari klaszterekben vagy a töltőállomások hidrogénigényének fedezésére. A további fejlesztéshez azonban helyi hálózatokra és kiterjedtebb közlekedési alternatívákra lesz szükség. Különböző lehetőségeket kell majd mérlegelni, többek között a meglévő gázinfrastruktúra más felhasználási célokra történő átalakítását.
További információk
Kérdések és válaszok – Uniós stratégia az energiarendszerek integrációjának megteremtéséért
IP – Az éghajlat-semleges gazdaság fellendítése”
Forrás:
Kérdések és válaszok: Hidrogénstratégia a klímasemleges Európáért; Európai Bizottság; QANDA/20/1257; 2020. július 8.
