Dekarbonizáció

A földgáz szerepe rövidtávon

Mindezen energiapolitikai célkitűzések mellett kétségtelen, hogy az elkövetkező 30 év energetikai fejlesztéseinek a dekarbonizáció irányába kell mutatnia. Az FGSZ elkötelezett amellett, hogy infrastruktúrájának fenntartásával és folyamatos fejlesztésével a hazai és regionális földgázigényeket mindaddig kiszolgálja, ameddig a földgáz meghatározó összetevője lesz az országok energia-felhasználásának. Márpedig a földgáznak számos olyan előnye van a többi fosszilis energiahordozóval szemben, amelyek rövid távon felgyorsíthatják a dekarbonizációs törekvéseket és összességében egészségesebb környezetet biztosíthatnak mindenkinek.

A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) globális előrejelzése szerint a földgáz aránya a villamosenergia-termelésben globálisan a 2020-as évek utolsó harmadáig fokozatosan növekszik, ekkor a legnagyobb arányban használt fosszilis energiahordozó lesz a villamosenergia-előállításban, megelőzve a szén-alapú termelést. A növekmény legfontosabb forrása nem feltétlenül a magasabb villamosenergia-igények kiszolgálása, hanem a szén kiváltása (coal-gas switching), így a villamosenergia-szektor fokozatos kibocsátáscsökkentése. Emellett a földgáztüzelésű erőművek jellemzően a leginkább rugalmasan működtethető erőművek, így kiválóan alkalmazkodnak az egyre magasabb időjárásfüggő megújulóenergia-kapacitások térnyeréséhez, kiegyensúlyozási szolgáltatásukkal pedig az egész villamosenergia-rendszer biztonságáért felelnek. Emellett a földgáztüzelésű erőművek magas hatékonysága, és a szén-alapú áramtermelésnél akár
55%-kkal alacsonyabb széndioxid kibocsátása már önmagában is hozzájárul a termelési szektor kibocsátáscsökkentéséhez, valamint lehetőséget teremt a kombinált hő- és villamosenergia-termelésre, amivel még tovább csökkenhető az egységnyi áramtermelésre vetített kibocsátás. Magyarországon is a széntüzelés kivezetése esetén várhatóan földgáztüzelésű blokkok lépnek a szenes blokkok helyébe, amellyel tovább nőhet a hazai földgázüzemű erőművek beépített kapacitása.

Globális villamosenergia-termelés forrásai az IEA Fenntartható Fejlődés forgatókönyve szerint (szén, földgáz és nem fosszilis energia)

Az erőművi felhasználás mellett a földgáz kedvező kémiai tulajdonsága miatt felhasználása a közlekedésben és háztartási fűtésben is hasznos előnyökkel jár, különösen, ha utóbbi esetében szén vagy biomassza tüzelést helyettesít. Mivel a földgáz gáz halmazállapotú, a levegő oxigénjével jobban keveredik, így elégésekor nem keletkezik korom, por vagy füst, mint folyékony és szilárd energiahordozók esetében. A szénnel ellentétben a levegőszennyezést okozó nitrogénoxid (NO_x), szénmonoxid (CO) és kén-dioxid (SO₂) kibocsátása minimális. Szélesebb körű felhasználásával ezért csökkenthető lehetne a téli fűtés okozta szállópor szennyezés, vagy a dízelüzemű járművek nitrogénoxid kibocsátása a városokban. Magyarországon számos városban használnak sűrített földgázzal (CNG) hajtott buszokat a közösségi közlekedésben, így például Budapesten, Miskolcon, Kaposváron és Nyíregyházán is ilyen buszok használatával igyekeznek javítani a levegőminőséget, ugyanakkor mint üzemanyag, felhasználása gazdasági szempontból is racionális a nagyobb flottákban.

További előnye a földgáznak, hogy a vezetékek – a villamos-hálózatokkal ellentétben – emberi szemek elől rejtve, a föld alatt futnak, így sokkal kevésbé zavarják meg a tájat, környezetet, lakókat – az sem véletlen, hogy a magas-feszültségű elektromos vezetékprojektek engedélyezése gyakran évtizedekig húzódik. Ráadásul molekuláris (gáz) formában jelentősen olcsóbb az energia szállítása, részben az infrastruktúra alacsonyabb költségei, részben pedig a szállítás során keletkező alacsonyabb energia-veszteség miatt. A földalatti gáztárolók biztonságos és gazdaságos technológiája által a hosszú távú energia tárolás is megoldott probléma, nem úgy mint az elektromos áram esetében. Mindezen tényezők előrevetítik, hogy a gázrendszereknek a jövő energetikai vertikumában is fontos szerepe lesz.

A földgáz és gázrendszerek szerepe hosszú távon

Az Európai Bizottság 2019. december 11-én hirdette meg a Európai Zöld Megállapodás („European Green Deal”) nevű akciótervét, amelyben az Európai Unió klíma-semlegességét tűzte ki célul 2050-re. A következő két-három évben a Green Deal céljait, és konkrét intézkedéseit rögzítő jogszabályok kerülnek majd várhatóan kidolgozásra a gáziparra vonatkozóan, így a földgáz energia-mixben betöltött szerepére, és a ma még elsősorban földgáz-szállítására használt vezeték-infrastruktúra jövőbeli (értsd: egy kibocsátás-semleges világban betöltött) új szerepére vonatkozóan. 2050-es távlatban, egy igazán alacsony, illetve nettó zéró kibocsátású gazdaságban a földgáz egyszerű elégetése nem fenntartható technológia. Ugyanakkor egy jól átgondolt stratégia mentén történő és rendszer-szintű átalakítással mind a földgáz, mind pedig a földgáz céljára kiépült infrastruktúra hasznos, sőt szükséges szerepet játszhat egy új fenntartható energia-rendszerben.

Ez a fenntartható gázrendszer a jövőben a jelenleginél nagyobb mennyiségben fog biogázt és annak megtisztított változatát biometánt szállítani, hosszú távon pedig a hidrogén szállítása kaphat nagyobb szerepet. Rövid távon a biogáz és biometán lehetnek a földgáz legjobb alternatívái. Utóbbinak az összetétele szinte teljesen megegyezik a földgázéval. A szállítórendszerek és a felhasználás semmilyen beavatkozást nem igényelnek a már kiépült rendszereken. A hátrányuk az, hogy előállításuk viszonylag nehezen skálázható az országos igények teljes lefedésére, még akkor is, ha a földgázfogyasztás csökkeni fog a jövőben.

Éppen ezért a metánra épülő gázrendszer következő fejlődési lépcsője a hidrogén hasznosítása, először várhatóan hidrogén-földgáz elegyként, majd tiszta hidrogén szállításaként. A hidrogéntermelés és felhasználás ösztönzését célul tűző stratégiáját az Európai Bizottság 2020 júliusában publikálta. A teljes életciklusa alapján vizsgálva alacsony kibocsátású hidrogént lehet előállítani megújuló és atomenergiából származó elektromos árammal, vízbontással. Hidrogén azonban előállítható a földgáz (metán) vízgőzzel történő bontásával, melynek során a hidrogén mellett széndioxid keletkezik. A technológiák okos kombinációjával a kitermelt földgáz „helyére”, a hidrogén-gyártás során keletkező széndioxid besajtolható, és hosszú távon tárolható így elkerülhető az üvegházhatású gáz kibocsátás.

A hidrogén széleskörű felhasználásának elterjedéséig számos műszaki kihívást kell megoldani mind a szállítási, mind pedig a felhasználói oldalon. A hidrogént ugyanis a meglevő rendszerek csak jelentős átalakítással tudják hasznosítani, amely beruházásigényes. Ezt csökkentendő, amíg nem jelentkezik nagy mennyiségű tiszta hidrogénre piaci igény, addig elvi szinten lehetőség van akár 10-15%-ig hidrogént keverni a földgázhoz, így csökkentve annak karbon lábnyomát. Az FGSZ jelenleg is vizsgálja, hogy milyen műszaki újítások szükségesek a magyar földgázrendszerben annak érdekében, hogy képes legyen hidrogén bekeverésére és szállítására.

A tiszta hidrogén szállítása azonban a jelenlegitől némileg eltérő infrastruktúrát igényel. Más típusú tömítések és eltérő szerelvények kellenek hozzá, hiszen a hidrogénmolekula a legkisebb mind közül, ami által szinte minden anyagon képes – persze különböző mértékben – átdiffundálni, és így a gázrendszerből „megszökni”. A földgázhoz viszonyítva ugyanakkora térfogatban kb. 1/3-a az energiatartalma. Így a jelenlegi hálózatok kapacitás-korlátjain belül az általuk szállított energia mennyisége csökkenhet, ha ezeket a rendszereket tiszta hidrogén szállításra használjuk. Ugyanakkor nem szükséges teljesen új eszközök telepítése sem: a használaton kívüli földgáz infrastruktúra a tervek szerint kiegészítésekkel és fejlesztésekkel fogja alkotni az európai hidrogén rendszer gerincét. Az EU tervei szerint a hidrogénre való átállás 20-30 évet fog igénybe venni, és ennyi idő alatt a szükséges rendszerszintű fejlesztések és a végfelhasználói berendezések cseréje elvégezhető.

Jelenlegi ismereteink és várakozásunk szerint ipari mennyiségben a megújuló villamos energia tárolása leginkább – az elektrolízis technológián keresztül – hidrogén formájában történhet az erre alkalmassá tett gázhálózatokban és gáztárolókban. Így az FGSZ-hez hasonló szállítási és tárolási rendszerüzemeltetők fontos szereplői lesznek az energiaátmenetnek, az energia-szállítás mellett az energia-tárolás problémájának megoldásával is elősegítve a kibocsátásmentes energiatermelésre történő átmenetet. Az FGSZ stratégiai célja, hogy amennyiben valós társadalmi és piaci igény jelentkezik klímabarát hidrogén és egyéb alternatív gázforrások bekapcsolására a gázrendszerbe, akkor az ezzel kapcsolatos szállítási és tárolási kapacitásokat és feladatokat a lehető leghatékonyabban tudjuk létrehozni és elvégezni.