Olyan gazdasági modell, amelyben a hidrogén a fő energiaforrás. A hidrogén tiszta, energiadús gáz, amely égésekor vagy üzemanyagcellákban történő felhasználásakor csak vizet bocsát ki, így jelentős szerepet játszhat a klímaváltozás elleni küzdelemben.
A technológia alapjai az üzemanyagcellák, amelyek a hidrogént közvetlenül alakítják át elektromos energiává.
A hidrogén előállítása
1. Fosszilis tüzelőanyagokból (szürke hidrogén):
– Gőzreformálás (SMR): Földgáz és vízgőz reakciójával hidrogént állítanak elő, miközben jelentős mennyiségű szén-dioxid (CO₂) keletkezik.
– Szénelgázosítás: Szén és vízgőz reakciója során hidrogén és CO₂ képződik.
2. Karbonsemleges megoldások:
– Kék hidrogén: A gőzreformálás során keletkező CO₂-t szén-dioxid-leválasztással (CCS) megkötik, így csökkentve a kibocsátást.
– Zöld hidrogén: Elektrolízissel, megújuló energia (nap, szél) felhasználásával vízből hidrogént és oxigént állítanak elő, nulla szén-dioxid-kibocsátással.
3. Alternatív technológiák:
– Biomassza-alapú hidrogéntermelés: Biológiai folyamatok révén állítanak elő hidrogént növényi anyagokból.
– Fotokémiai vagy fotoelektrokémiai módszerek: Napfény segítségével közvetlenül bontják a vizet hidrogénre és oxigénre.
A hidrogén tárolása
1. Gáz formájában:
– Sűrített hidrogén: Nagynyomású tartályokban (350–700 bar) tárolják.
– Földalatti tárolás: Nagyobb mennyiségű hidrogén tárolható sókavernákban vagy más föld alatti tárolókban.
2. Folyékony formában:
– Cseppfolyós hidrogén: Rendkívül alacsony (-253°C) hőmérsékleten tárolják. Előnye a nagyobb energiasűrűség, hátránya az energiaigényes hűtés.
3. Vegyületekben:
– Fémhidridek: A hidrogént szilárd anyagokba (pl. fémötvözetek) kötik.
– Folyékony szerves hidrogénhordozók (LOHC): Kémiai vegyületekben (pl. toluol) tárolják, amelyből később felszabadítható.
– Ammónia (NH₃): Hidrogéntartalmú vegyületként könnyebben szállítható, majd lebontással hidrogénre és nitrogénre választható.
A zöld hidrogén előállítása jelenleg drága, és a tárolás, valamint szállítás technológiai fejlesztéseket igényel az energiahatékonyság növeléséhez.
A hidrogén alapú gazdaság csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását az energia-, közlekedési és ipari szektorokban, helyettesítve a fosszilis tüzelőanyagokat. Továbbá elősegítheti az energiatárolást és a megújuló energiaforrások hatékonyabb kihasználását. Bár a hidrogéntechnológia még fejlesztés alatt áll, a jövőben kulcsszerepet játszhat a fenntartható, karbonsemleges gazdaság megteremtésében.