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
auto
2024. 05. 30. csütörtök

Mennyi hidrogént tudnánk sókavernákban tárolni?

energia

A hidrogéngazdaságra való átállás egyik legnagyobb kihívását a tárolás jelenti, azaz hogyan lehetne a legolcsóbban és a legkisebb veszteség mellett megoldani a hidrogén hosszabb távú tárolását. Erre a feladatra a földalatti sókőzetekben kialakított üregek, a sókavernák jelenthetik az egyik legkézenfekvőbb megoldást, mivel viszonylag olcsón megvalósíthatóak, alacsony a párnagáz-szükségletük, és a sókristálynak csekély a gázáteresztő-képessége.

A párnagáz az a gázmennyiség, mely biztosítja az optimális ki- és betároláshoz szükséges nyomást. A párnagáz részaránya a maximális tároló-térfogatnak kb. a 30%-ától (sókavernák) a feléig terjedhet és állandóan a tárolóban marad.

A sókavernákban történő hidrogéntárolásra már vannak példák a világban. Az Egyesült Királyságban található Teesside-ban 1972 óta, míg a texasi Clemens-ben 1983 óta óta működik hidrogéntároló sókavernában, a közelmúltban pedig arról számoltunk be, hogy Utah államban a Mitsubishi fog kialakítani egy új, 300 GWh-s létesítményt.

Az Aacheni Egyetem kutatói arra voltak kíváncsiak, hogy az Európában található sókőzetek mekkora potenciált jelentenek a hidrogéntárolás számára. A következőkben az általuk készített tanulmány főbb sarokszámait mutatjuk be.

A kutatók először is felmérték, hogy melyek azok a sókőzetek Európában, amelyek fizikailag alkalmasak lennének arra, hogy 500 ezer, illetve 750 ezer m3-es tárolókat alakítsanak ki bennük. Ennek során figyelembe vették a só kémiai összetételét, a sóréteg vastagságát, és kizárták azokat a képződményeket, amelyek túl mélyen, vagy éppen a felszínhez túl közel találhatóak.

Kép: DG Caglayan et al. – Technical potential of salt caverns for hydrogen storage in Europe

Második körben a települések, a természetvédelmi területek, a fontos utak, vasutak és gázvezetékek, illetve a törésvonalak körül védőzónákat határoztak meg, és kizárták azokat a kavernákat, amelyek ezen belül helyezkedtek el.

Ezután minden egyes képződmény esetében kiszámolták, hogy a bennük kialakított kavernák köbméterenként mennyi hidrogént képesek biztonságosan tárolni, amihez figyelembe vették a kőzetek hőmérsékletét, illetve azt, hogy, mekkora nyomást képesek elviselni károsodás nélkül.

Végül, de nem utolsósorban a kutatók a szükséges párnagáz mennyiségét is figyelembe vették, és csak a ténylegesen kivehető hidrogénnel számoltak.

Mindezek alapján a tanulmány arra a konklúzióra jutott, hogy Európában technikailag 84,8 PWh hidrogént lehetne sókavernákban tárolni. Ha ebből kivonjuk a drágábban megépíthető, a parttól távoli tengeri (offshore) tárolókat, és csak a szárazföldi, illetve partközeli tengeri kavernákkal (onshore) számolunk, akkor 23,2 PWh-ra csökken a tárolási kapacitás.

Kép: DG Caglayan et al. – Technical potential of salt caverns for hydrogen storage in Europe

Az onshore potenciál 41%-a esik Németországra (9,5 PWh), amelyet Lengyelország és Spanyolország követ (7,2 PWh és 1,3 PWh). Franciaországra ezzel szemben csak 510 TWh jut, mivel a legtöbb sókőzet lakott területek közelében található, sok országban pedig geológiai okokból egyáltalán nincs lehetőség sókavernák kialakítására.

Magyarországon nincs erre alkalmas sókőzet, ami a fentiek szerint azt is jelenthetné, hogy nálunk nem, vagy csak nagyon drágán lenne megoldható a felszín alatti hidrogéntárolás. Szerencsére azonban nem erről van szó. A sókavernák mellett ugyanis a víztartó rétegek, és a kimerült földgázmezők is alkalmasak lehetnek erre a feladatra. A víztartó rétegek porózus kőzeteinek pórusterében megtalálható víz például hidrogénzárként működik, így a veszteség minimális, mivel a hidrogén vízoldhatósága nagyon kicsi. A földgáztelepek pedig évmilliók alatt igazolták, hogy kicsi a gázáteresztő-képességük, ezenkívül általában a párnagáz is természetes módon rendelkezésre áll. (forrás: Kirchkeszner Csaba – A hidrogéntárolás lehetőségei és korlátai)

Helyezzük kontextusba a tanulmány végső számát, a gazdaságosan és biztonságosan megvalósítható 23,2 PWh-s potenciált. A hidrogénből a konverziós és a tárolási veszteséget figyelembe véve körülbelül 50%-os hatásfokkal lehet áramot előállítani, azaz a teljesen feltöltött kavernákban lévő 23,2 petawattórányi hidrogénből hozzávetőleg 11,6 PWh villamos energia nyerhető ki. Európa éves villamosenergia-felhasználása (Ukrajna, Fehéroroszország és Törökország nélkül) 3,5 PWh körül szokott alakulni, vagyis több, mint 3 évnyi tárolási potenciálról beszélhetünk. Viszonyításként még tegyük hozzá azt is, hogy kontinensünk éves teljes primerenergia-felhasználása is „csak” 21 PWh-t tesz ki.

Ez szép és jó, de mennyibe kerül?

Egy amerikai tanulmány a hidrogénes energiatárolás gazdaságosságát vizsgálta, és ennek során úgy kalkulált, hogy 2,86 dollár/kWh-ba kerül egy (kisméretű, tehát fajlagosan drágább) sókaverna kialakítása. Európa napi 10 TWh (tízmilliárd kWh) villamos energiát használ fel, ebből adódóan tehát az egynapi energiatárolásra képes sókavernák kiépítése – 50%-os hatásfokkal számolva – nagyságrendileg 60 milliárd dollárba kerülne. Ez a szám soknak tűnhet elsőre, de viszonyításként tegyük hozzá, hogy Európa GDP-je körülbelül 20 ezer milliárd dollár, vagyis minden egyszázaléknyi GDP-növekedés 200 milliárd dollárt ad hozzá a kontinens gazdaságához.

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.