για την στρατηγική υδρογόνου, αποκάλυψε τον Ιούλιο την υποστήριξη της στον ευρύτερο οδικό χάρτη που στοχεύει στην ευθυγράμμιση της ευρωπαϊκής κατανάλωσης σε φυσικό αέριο, σχετικά με τις φιλοδοξίες της Ε.Ε για κλιματική ουδετερότητα το 2050 , φιλοδοξώντας να παίξει πρωταρχικό ρόλο στην διεθνή αγορά υδρογόνου.
Το υδρογόνο είναι ένας ευέλικτος ενεργειακός φορέας που μπορεί να παραχθεί από ένα ευρύ φάσμα πηγών και να χρησιμοποιηθεί με πολλούς τρόπους σε ολόκληρο τον ενεργειακό τομέα. Σχεδόν τα ¾ του υδρογόνου που παράγεται σήμερα παγκόσμια, παράγεται μέσω αναμόρφωσης ατμού- μεθανίου (SMR ), μιας ώριμης διαδικασίας στην οποία χρησιμοποιείται ατμός υψηλής θερμοκρασίας ( 700-1000 β. C ) για
την παραγωγή υδρογόνου από φυσικό αέριο , με εκπομπές CO2 το οποίο ονομάζεται γκρίζο υδρογόνο.
Steam-μεθανίου αντίδραση αναμόρφωσης
CH 4 + Η2Ο (+ θερμότητας) → CO + 3H2
Αντίδραση αλλαγής νερού-αερίου
CO + H2O → CO2 + H2 (+ μικρή ποσότητα θερμότητας)
Το μπλε υδρογόνο, καθαρότερη μορφή από το γκρίζο, παράγεται όταν η διαδικασία αναμόρφωσης του φυσικού αερίου συνδυάζεται με τεχνολογία δέσμευσης και αποθήκευσης ( CCS). Το CO2 περιορίζεται εως και 90% και αποθηκεύεται σε κενά πεδία π.χ φυσικού αερίου, καθιστώντας το υδρογόνο σχεδόν χωρίς άνθρακα.
Το πράσινο υδρογόνο το οποίο είναι η πλέον καθαρή μορφή υδρογόνου χωρίς εκπομπές CO2 παράγεται με ηλεκτρόλυση του νερού με βιώσιμη ηλεκτρική ενέργεια , τον ήλιο και τον αέρα ( αιολικά και φωτοβολταϊκά πάρκα). Η παραγωγή του όμως τεχνικά και οικονομικά έχει προβλήματα που πρέπει να ξεπεραστούν.
Η τιμή του πράσινου υδρογόνου εξαρτάται από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή το κόστος του υδρογόνου από ΑΠΕ είναι 2,5- 5 Ε/kg ενώ αναμένεται πολύ πιθανόν να πέσει στο 1,1-2,4 euro/kg μέχρι 2030. Διαφορετικοί παράγοντες συμμετέχουν στην τιμή του πράσινου υδρογόνου, η οποία εκτιμάται ότι κυμαίνεται μεταξύ 3,50 και 5 ευρώ ανά κιλό αυτή τη στιγμή.
Ενας παράγων είναι το κόστος της ηλεκτρόλυσης, η διαδικασία μέσω της οποίας παράγεται υδρογόνο από νερό χρησιμοποιώντας ανανεώσιμη ενέργεια. Η συνολική παγκόσμια ικανότητα ηλεκτρόλυσης είναι περιορισμένη και δαπανηρή αυτή τη στιγμή. Οι περισσότεροι ειδικοί της βιομηχανίας αναμένουν ότι μια σημαντική αύξηση της ικανότητας ηλεκτρόλυσης θα μειώσει το κόστος κατά περίπου 70% τα επόμενα 10 χρόνια. Ωστόσο ο πιο κρίσιμος παράγοντας για το κόστος του πράσινου υδρογόνου, είναι η τιμή του πράσινου ηλεκτρισμού που χρησιμοποιείται στη διαδικασία ηλεκτρόλυσης.
Το κόστος παραγωγής ηλιακής και αιολικής ενέργειας έχει μειωθεί θεαματικά την τελευταία δεκαετία. Αυτό είναι ένα καλό σημάδι για το τι θα συμβεί με το κόστος του πράσινου υδρογόνου στο μέλλον.
Σε χώρες και περιοχές με άφθονη ηλιοφάνεια και αιολική ενέργεια - όπως η Μέση Ανατολή, η Βόρεια Αφρική και η Λατινική Αμερική , οι τιμές τη πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας έχουν μειωθεί σε περίπου 2 σεντ ευρώ ανά KWh. Οι ειδικοί αναμένουν ότι θα μειωθούν ακόμη περισσότερο στο εγγύς μέλλον. Ο πρώην υπουργός Ενέργειας των ΗΠΑ Στίβεν Τσου ανέφερε πρόσφατα ότι οι τιμές θα μπορούσαν σύντομα να φθάσουν τα 1,5 σεντς ΗΠΑ (1,3 σεντ ευρώ) ανά KWh.
Σε αυτές τις χώρες και περιοχές, υπάρχει πραγματική προοπτική μαζικής παραγωγής πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας για οικιακή χρήση και επίσης πράσινου υδρογόνου τόσο για εγχώριες εφαρμογές όσο και για εξαγωγικές αγορές.
Το πράσινο υδρογόνο μπορεί κατ 'αρχήν να αποσταλεί σε όλο τον κόσμο σε μέρη που είναι λιγότερο καλά προικισμένα με φτηνές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Η Ιαπωνία έχει πραγματοποιήσει αρκετά σημαντικά πιλοτικά έργα - με χώρες όπως η Αυστραλία, η Σαουδική Αραβία και το Μπρουνέι - για να καθορίσει τον καλύτερο τρόπο μεταφοράς πράσινου ή μπλε υδρογόνου σε μεγάλες αποστάσεις με πλοίο. Είναι πολύ νωρίς για να πούμε πώς θα εξελιχθεί το κόστος μεταφοράς και πόσο γρήγορα μπορεί να αναπτυχθεί αυτή η παγκόσμια αγορά υδρογόνου. Ανάλογα με τις τεχνολογικές εξελίξεις, μια αγορά παρόμοια με εκείνη του υγροποιημένου φυσικού αερίου μπορεί να δει το φως της ημέρας τις επόμενες δεκαετίες.
Τι σημαίνουν όμως όλα αυτά για το κόστος του πράσινου υδρογόνου στην Ευρώπη;
Πρώτον, ότι μπορεί πράγματι να χρειαστεί περισσότερος χρόνος για να μειωθεί το κόστος του πράσινου υδρογόνου σε επίπεδα κοντά σε αυτά του γκρι και του μπλε υδρογόνου. Η κλιμάκωση της ηλεκτρόλυσης πρέπει να μειώσει το κόστος. Ακόμη πιο κρίσιμη είναι η μαζική παραγωγή που θα απαιτήσει μεγάλους όγκους φθηνού πράσινου ηλεκτρισμού.
Η προβλεπόμενη αύξηση της υπεράκτιας ( oTshore) αιολικής παραγωγής στη βορειοδυτική Ευρώπη αναμένεται να ξεκινήσει τα επόμενα 10 έως 15 χρόνια. Στις αρχές της δεκαετίας του 2030, η μαζική ανάπτυξη πράσινου υδρογόνου μπορεί να έχει αρχίσει σε αυτό το μέρος του κόσμου. Ορισμένοι μεγάλοι βιομηχανικοί παράγοντες, έχουν θέσει έναν σαφή στόχο κόστους για το πράσινο υδρογόνο να φθάσει στην ισοτιμία δικτύου με γκρίζο υδρογόνο έως το 2030.
Η ιαπωνική κυβέρνηση έχει επίσης διατυπώσει αυστηρούς στόχους κόστους για καθαρό υδρογόνο έως το 2040.
Αυτές οι φιλοδοξίες είναι μακροπρόθεσμες και αποκλείουν τη σημαντική χρήση πράσινου υδρογόνου τα επόμενα χρόνια.
Η κύρια πρόκληση για την παραγωγή καθαρού υδρογόνου είναι η μείωση του κόστους των τεχνολογιών παραγωγής για να καταστεί το κόστος υδρογόνου ανταγωνιστικό με τα συμβατικά καύσιμα μεταφοράς και αυτό προβλέπεται να αργήσει.
Για να επιτευχθεί όμως ο στόχος του αποκαρβονισμού (decarbonisation) έως το 2050, το μπλε υδρογόνο (decarbonised gas) πρέπει να καλύψει αυτό το κενό ανοίγοντας το δρόμο για πράσινο υδρογόνο σε μεταγενέστερο στάδιο, με εμφανή το σημαντικό ρόλο του φυσικού αερίου.
Η προβλεπόμενη σημαντική αύξηση του φυσικού αερίου, που το φέρνει σε ηγετική θέση στο ενεργειακό σύστημα τις επόμενες δεκαετίες, θα αποτελέσει την μεγαλύτερη πηγή εκπομπών CO2 μέχρι το 2050 αν δεν
μετατραπεί σημαντική ποσότητα σε μπλε υδρογόνο (decarbonized gas). Και εδώ φαίνεται η έλλειψη άμεσων ενεργειών για τον αποκαρβονισμό αυτού του ορυκτού καυσίμου ( φ.α.) που θα παραμείνει κυρίαρχο στο
ενεργειακό σύστημα μέχρι το 2050 τουλάχιστον, όπως αναφέρεται χαρακτηριστικά στο annual energy transi]on outlook by risk management and quality assurance advisor DNV GL.
Επομένως είναι η στιγμή που η βιομηχανία , η πολιτεία και τα ερευνητικά ινστιτούτα πρέπει να συντονίσουν τις προσπάθειές τους και να συνεργαστούν για να επιταχύνουν την δημιουργία υποδομών για δέσμευση
και αποθήκευση άνθρακα. (CCS) H πρόβλεψη ότι μόλις 13% της παγκόσμιας κατανάλωσης φυσικού αερίου θα έχει μετατραπεί σε υδρογόνο ( decarbonised gas) μέχρι το 2050 είναι κατά πολύ κατώτερη των στρατηγικών στόχων που ανακοινώθηκαν από την Ε.Ε την Γερμανία και τις Η.Π.Α. Ευτυχώς όμως οι προβλέψεις αυτές αναθεωρήθηκαν αυτόν τον χρόνο και προβλέπεται ότι το 50 με 70% της κατανάλωσης φυσικού αερίου στην Ευρώπη θα έχει μετατραπεί σε μπλε υδρογόνο.
Σύμφωνα με την NDV GL , ο στόχος μπορεί να φτάσει το 80% εάν η βιομηχανία και οι κυβερνήσεις συνεργαστούν για μεγαλύτερη επιτάχυνση στην εφαρμογή CCS.
Η τιμή του μπλε υδρογόνου επηρεάζεται κυρίως από τις τιμές του φυσικού αερίου, η οποία ποικίλλει σε όλο τον κόσμο. Αλλά ο δεύτερος πιο σημαντικός οδηγός του είναι το κόστος δέσμευσης και επαναχρησιμοποίησης ή αποθήκευσης των εκπομπών άνθρακα.
Οι τρέχουσες εκτιμήσεις θέτουν την τιμή δέσμευσης, χρήσης και αποθήκευσης άνθρακα (CCUS) στο εύρος από 50 έως 70 € ανά τόνο CO2.
Αυτό θέτει την τρέχουσα τιμή του μπλε υδρογόνου στην Ευρώπη λίγο πάνω από την τιμή του γκρίζου υδρογόνου που βρίσκεται περίπου στο1,50 € /kg), αλλά αυτό το κενό θα συρρικνωθεί εάν η τιμή των εκπομπών CO2 αυξηθεί περαιτέρω τα επόμενα χρόνια. Μόλις η διαδικασία CCUS σε μπλε εγκαταστάσεις υδρογόνου κλιμακωθεί και τυποποιηθεί, το κόστος είναι πιθανό να μειωθεί. Η καινοτομία θα πρέπει τελικά να ανοίξει περισσότερες ευκαιρίες για χρήση του CO2 στη βιομηχανία, κάτι που μπορεί να μειώσει περαιτέρω το κόστος της CCUS. Αυτές οι εξελίξεις θα μπορούσαν να φέρουν την τιμή του μπλε υδρογόνου πιο κοντά στην τιμή του γκρίζου υδρογόνου νωρίτερα από ό, τι αναμένεται.
Η Shell Catalysts & Technologies ξεκίνησε τη Διαδικασία Shell Blue Hydrogen για να βοηθήσει στην απαλλαγή από άνθρακα των βαρέων βιομηχανιών που είναι δύσκολο να μειωθούν. Σε πρόσφατη ανακοίνωση της στις 2 Νοεμβρίου 2020 παρουσίασε την διαδικασία ενσωμάτωσης με αποδεδειγμένες τεχνολογίες την παραγωγή μπλε υδρογόνου από φυσικό αέριο, μαζί με δέσμευση , χρήση και αποθήκευση άνθρακα ( CCUS.)
Σύμφωνα με τη Shell, η νέα της διαδικασία μπορεί να μειώσει το ισοσταθμισμένο κόστος του υδρογόνου κατά 22% σε σύγκριση με άλλες παρόμοιες διαδικασίες στην αγορά σήμερα. Ενα βασικό πλεονέκτημα της Shell Blue Hydrogen Process είναι ότι δεν απαιτεί ατμό. Αντ 'αυτού, παράγεται ατμός υψηλής πίεσης, ο οποίος ικανοποιεί τις απαιτήσεις ατμού της διαδικασίας και ορισμένους άλλους καταλύτες ισχύος.
Επιπλέον, η διαδικασία δεν απαιτεί προεπεξεργασία αερίου τροφοδοσίας, απλοποιώντας τη σύνθεση της διαδικασίας «Χωρίς υδρογόνο χαμηλού άνθρακα, οι στόχοι καθαρού μηδενικού υδρογόνου που ανακοινώνονται από κυβερνήσεις και εταιρείες θα είναι δύσκολο να επιτευχθούν», ανέφερε η Shell σε ανακοίνωσή της.
Οντως υπάρχει μια αυξανόμενη διεθνής συναίνεση ότι το καθαρό υδρογόνο θα διαδραματίσει βασικό ρόλο στη μετάβαση του κόσμου σε ένα βιώσιμο ενεργειακό μέλλον. Είναι σημαντική η συμβολή στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από τη βιομηχανία και τις βαριές μεταφορές και επίσης η παροχή μακροπρόθεσμης αποθήκευσης ενέργειας σε κλίμακα.
Αλλά αυτό θα αργήσει και λαμβάνοντας υπόψη ότι ο χρόνος που απομένει προτού υπερβούμε τον προϋπολογισμό για τον άνθρακα, είναι πράγματι αναγκαία η τεράστια συμμετοχή του μπλε υδρογόνου για την επίτευξη των στόχων της συμφωνίας του Παρισιού για ένα πράσινο μέλλον απαλλαγμένο από εκπομπές με χρονικό όριο το 2050.
Τέλος λόγω της ταχείας εμφάνισης του υδρογόνου και της πιθανότητας να αποτελέσει το μείζον καύσιμο και μέσον αποθήκευσης ενέργειας, κρίνεται απαραίτητη η εκπόνηση νέων ρυθμιστικών νομοθετικών κανονισμών, που θα περιλαμβάνουν safety standards, pipeline regulation ,taxation κλπ, πριν την ευρεία χρήση του υδρογόνου.
*Λίγα λόγια για την κα. Τερέζα Φωκιανού, Πρόεδρο & Διευθύνουσα Σύμβουλος FLOW ENERGY A.E.
Η Τερέζα Φωκιανού, είναι Γεωλόγος με υπερ30ετη εμπειρία στο Δημόσιο και Ιδιωτικό ενεργειακό τομέα με διεθνή παρουσία.
Πρόεδρος & Δ.Σ της FLOW ENERGY Α.Ε., Ιδρυτικό Μέλος του ΙΕΝΕ και πρόεδρος επιτροπής Υ/Κ . Εχει διατελέσει μεταξύ άλλων Πρόεδρος & Δ/νουσα Σύμβουλος της Δημόσιας Επιχείρησης Πετρελαίου Ε&Π ( ΔΕΠ-ΕΚΥ Α.Ε.) καθώς και Δ/νρια Πετρελαικής Πολιτικής του ΥΠΑΝ.