Τα υπέρ και τα κατά του Η2 - Πόσο το χρειάζεται η ανθρωπότητα; - Πόσο βλάπτει το περιβάλλον;
Όπως σε κάθε νέα τεχνολογία, έτσι και στο υδρογόνο οι μύθοι για τη λειτουργία και τις εφαρμογές του αφθονούν και ποικίλουν.
H RMI (μη κερδοσκοπικός οργανισμός που μεταμορφώνει τα παγκόσμια ενεργειακά συστήματα μέσω λύσεων που βασίζονται στην αγορά για να ευθυγραμμιστεί με ένα μέλλον 1,5°C) αναλύει μερικούς από τους μεγαλύτερους μύθους και παρανοήσεις σχετικά με το υδρογόνο, προσαρμοσμένοι από την εκτενή σειρά μας «Έλεγχος πραγματικότητας».
Σχετική αναφορά είχε κάνει το worldenergynews.gr στις 07/12/2023.
Το υδρογόνο που παράγεται από ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές είναι μια πρωτοποριακή λύση για το κλίμα.
Μπορεί να παραχθεί για να εκπέμπει τίποτα άλλο εκτός από οξυγόνο και όταν χρησιμοποιείται δεν παράγει διοξείδιο του άνθρακα, καθιστώντας το μια ελκυστική εναλλακτική λύση στα ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Αναλυτικά η κατάρριψη των 5 μύθων:
Μύθος: Το υδρογόνο μπορεί να τα κάνει όλα, αλλά πρέπει;
Θεωρητικά, το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απανθρακοποίηση σχεδόν κάθε τομέα.
Αλλά επειδή μπορεί, δεν σημαίνει ότι πρέπει.
Ως ένα από τα πολλά εργαλεία της εργαλειοθήκης απανθρακοποίησης, το υδρογόνο θα πρέπει να έχει προτεραιότητα μετά την ενεργειακή απόδοση όταν δεν είναι δυνατή η άμεση ηλεκτροδότηση.
Ειδικότερα, η δυνατότητα του υδρογόνου να απελευθερώσει τη βαριά βιομηχανία και τις μεταφορές με οικονομικά αποδοτικό τρόπο το καθιστά απαραίτητο μέρος της μετάβασης στην καθαρή ενέργεια.
Ένας από τους παράγοντες που περιορίζουν την παγκόσμια απανθρακοποίηση είναι η σπανιότητα και η αξία της ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή «πράσινου» υδρογόνου.
Ήδη ο κόσμος χρειάζεται πολύ περισσότερες καθαρές υποδομές ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς η κατανάλωση ενέργειας το 2050 αναμένεται να διπλασιαστεί.
Δεδομένου αυτού του πλαισίου, είναι σημαντικό να δοθεί προτεραιότητα στη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και στη χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο.
Ως εκ τούτου, πολλές από τις σημερινές επιχειρηματικές περιπτώσεις μικροεπιπέδου υδρογόνου για τη θέρμανση κτιρίων, την παραγωγή ενέργειας ή την τροφοδοσία ελαφρών οχημάτων με καύσιμα είναι καλύτερα κατάλληλες για επενδύσεις στην ενεργειακή απόδοση ή την άμεση ηλεκτροδότηση (Παράδειγμα 1).
Το υδρογόνο είναι το κλειδί για την επίτευξη των στόχων για το κλίμα.
Παρόλα αυτά η χρήση υδρογόνου σε περιπτώσεις όπου η ενεργειακή απόδοση και η άμεση ηλεκτροδότηση είναι καλύτερες επιλογές θα εμποδίσει την ικανότητά γρήγορη και οικονομική απελευθέρωση του ενεργειακού συστήματος.
Για να μεγιστοποιηθεί η αποτελεσματική χρήση σε όλο το σύστημα της πολύτιμης καθαρής ηλεκτρικής ενέργειας, θα πρέπει να χρησιμοποιείται υδρογόνο όταν αυτές οι λύσεις δεν είναι δυνατές.
Με απλά λόγια, χρειαζόμαστε υδρογόνο, αλλά όχι για όλα.
Μύθος: Όλο το «καθαρό υδρογόνο» είναι εξίσου καθαρό - Πράσινο και μπλε
Ο όρος «καθαρό υδρογόνο» δεν έχει καθολικά αποδεκτό ορισμό, αλλά σε γενικές γραμμές, το «καθαρό» υδρογόνο αναφέρεται σε οποιοδήποτε υδρογόνο που παράγεται με χαμηλότερες εκπομπές από τις υπάρχουσες μεθόδους που βασίζονται σε ορυκτά καύσιμα.
Ενώ υπάρχουν πολλά μονοπάτια παραγωγής καθαρού υδρογόνου που συχνά κατηγοριοποιούνται κατά «χρώματα», 2 πιο συνηθισμένοι τύποι (πράσινο και μπλε) αποτελούν παράδειγμα των βασικών εκτιμήσεων:
Πράσινο υδρογόνο: Υδρογόνο που παράγεται με διάσπαση μορίων νερού μέσω ηλεκτρόλυσης με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
Μπλε υδρογόνο: Υδρογόνο που παράγεται από πρώτη ύλη φυσικού αερίου με δέσμευση του παραπροϊόντος διοξειδίου του άνθρακα.
Τόσο το πράσινο όσο και το μπλε υδρογόνο τραβούν την προσοχή σήμερα για τα οφέλη μείωσης του άνθρακα, αλλά δεν είναι βέβαιο ότι παράγουν υδρογόνο χαμηλών εκπομπών.
Ανάλογα με τις διαφορές στην αλυσίδα εφοδιασμού και τις τεχνολογικές επιδόσεις, δύο προμήθειες υδρογόνου με το ίδιο «χρώμα» μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικά αποτυπώματα άνθρακα, όπως φαίνεται στο Παράδειγμα 2.
Η κατανόηση αυτών των διαφορών απαιτεί ορατότητα στην ένταση άνθρακα της αλυσίδας εφοδιασμού.
Στην πραγματικότητα, κάθε μορφή παραγωγής υδρογόνου έχει διαφορετικούς κινδύνους εκπομπών.
Η παραγωγή υδρογόνου από ανανεώσιμες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας είναι ο πιο απλός τρόπος για να διασφαλιστεί ότι οι εκπομπές είναι σχεδόν μηδενικές, αλλά όλες οι μέθοδοι παραγωγής θα απαιτούν πρόσθετους κανονισμούς για να ανταποκρίνονται στο σήμα.
Οι αλυσίδες ανεφοδιασμού πρέπει να τυγχάνουν αυστηρής διαχείρισης σχετικά με τις εκπομπές για να μεγιστοποιηθούν τα κλιματικά οφέλη του υδρογόνου.
Μύθος: Το υδρογόνο είναι ένας σημαντικός κίνδυνος υπερθέρμανσης
Αναδυόμενες μελέτες παρουσιάζουν σενάρια διαρροής υδρογόνου που συμβάλλει σημαντικά στην υπερθέρμανση του κλίματος.
Είναι αλήθεια ότι το υδρογόνο που διαρρέει στην ατμόσφαιρα σε οποιοδήποτε σημείο της αλυσίδας εφοδιασμού μπορεί να λειτουργήσει ως έμμεσο αέριο θερμοκηπίου, αντιδρώντας με ρύπους όπως το μεθάνιο για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής τους στην ατμόσφαιρα.
Το υδρογόνο που διαρρέει μπορεί επίσης να επηρεάσει τις συγκεντρώσεις του όζοντος, βλάπτοντας δυνητικά την ποιότητα του αέρα και την ανάκτηση του στρώματος του όζοντος και μπορεί να δημιουργήσει υδρατμούς στην ατμόσφαιρα, ενισχύοντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Ωστόσο, ακόμη και σε υψηλά ποσοστά διαρροής, το πράσινο υδρογόνο έχει αναμφισβήτητα θετικό όφελος για το κλίμα βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα, ειδικά σε σύγκριση με την αποδεδειγμένα μεγάλη κλιματική βλάβη από τα ορυκτά καύσιμα που αντικαθιστά σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού (Σχήμα 3).
Ακόμη και σε μια απίθανη μη ρυθμιζόμενη εναλλακτική πραγματικότητα με υψηλούς ρυθμούς διαρροής, το υδρογόνο εξακολουθεί να είναι ωφέλιμο στην πορεία για απανθρακοποίηση.
Το μπλε υδρογόνο θα προσφέρει πλεονεκτήματα έναντι των αμείωτων εναλλακτικών ορυκτών καυσίμων, αλλά η κλιματική ευθυγράμμισή του παραμένει πιο αβέβαιη από εκείνη του πράσινου υδρογόνου, δεδομένων των σημαντικών κινδύνων εκπομπών από τη διαρροή μεθανίου, την αποτελεσματικότητα δέσμευσης στο χώρο και τη διαπερατότητα της αποθήκευσης.
Οι παραγωγοί είναι ήδη ενεργοί για την ελαχιστοποίηση και την ανίχνευση διαρροών από την άποψη της ασφάλειας, αλλά αυτές οι τεχνικές μέτρησης είναι πιο στοιχειώδεις και έχουν σχεδιαστεί για να περιορίζουν τον κίνδυνο ανάφλεξης.
Μύθος: Το πράσινο υδρογόνο απέχει ακόμα δεκαετίες
Η πραγματικότητα είναι ότι το πράσινο υδρογόνο είναι έτοιμο να παίξει σημαντικό ρόλο στη μείωση των παγκόσμιων εκπομπών έως το 2030.
Χρόνο με το χρόνο, οι οργανισμοί αυξάνουν συνεχώς τις προβλέψεις τους για το πόση παγκόσμια ικανότητα ηλεκτρόλυσης θα είναι διαθέσιμη για την παραγωγή υδρογόνου από ηλεκτρική ενέργεια το 2030.
Οι προβλέψεις που έγιναν φέτος είναι τάξεις μεγέθους μεγαλύτερες από εκείνες των προηγούμενων ετών (Σχήμα 4).
Μέχρι τα μέσα του 2022, περισσότερες από 34 χώρες είχαν αναπτύξει εθνικές στρατηγικές για το υδρογόνο.
Οι εγχώριοι στόχοι παραγωγής πράσινου υδρογόνου της ΕΕ για το 2030 τετραπλασιάστηκαν σε 10 εκατομμύρια μετρικούς τόνους, που ισοδυναμούν με περίπου 100 GW χωρητικότητας ηλεκτρολύτη, μέσω της στρατηγικής μετάβασης REPowerEU.
Το πράσινο υδρογόνο βρίσκεται σε καλή θέση για να διαδραματίσει ουσιαστικό ρόλο στη μείωση των εκπομπών έως το 2030.
Έργα κλίμακας Gigawatt πραγματοποιούνται τώρα και η ζήτηση αυξάνεται.
Η κατασκευή ηλεκτρολυτών αυξάνεται και θα επιταχυνθεί μόνο καθώς περισσότερα σχέδια έργων φθάνουν στην τελική επενδυτική απόφαση.
Μύθος: Το πράσινο υδρογόνο καταναλώνει πάρα πολύ νερό
Η παραγωγή της ποσότητας υδρογόνου που χρειάζεται η ενεργειακή μετάβαση θα απαιτήσει πολύ νερό, αλλά στο πλαίσιο του πόσο νερό ήδη χρησιμοποιούμε, η ποσότητα θα είναι ασήμαντη.
Ο Εθνικός οδικός χάρτης καθαρού υδρογόνου των ΗΠΑ στοχεύει 50 εκατομμύρια μετρικούς τόνους καθαρού υδρογόνου που παράγονται ετησίως έως το 2050.
Η παραγωγή όλου αυτού του υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης στα 20 L/kg θα απαιτούσε 1 δισεκατομμύριο κυβικά μέτρα νερού ή 0,26% της τρέχουσας χρήσης νερού στις ΗΠΑ.
Αυτή η ανάλυση δεν λαμβάνει υπόψη πιθανή εξοικονόμηση νερού από βιομηχανικές διεργασίες που αντικαθιστούν το υδρογόνο.
Αν και σε παγκόσμια κλίμακα οι ανάγκες του πράσινου υδρογόνου σε νερό είναι μικρές, είναι σημαντικό να διασφαλιστεί ότι το πράσινο υδρογόνο δεν καταπονεί τους τοπικούς πόρους γλυκού νερού.
Οι κατασκευαστές υδρογόνου θα πρέπει να δώσουν προτεραιότητα στον αποτελεσματικό σχεδιασμό της διαδικασίας και να εξετάσουν την τοπική διαθεσιμότητα νερού στην τοποθεσία του έργου.
Η επιλογή του πράσινου υδρογόνου δεν θα καταναλώνει περισσότερο νερό από τις εναλλακτικές του «μπλε» υδρογόνου με βάση τα ορυκτά και μερικές φορές ακόμη λιγότερο.
Το πράσινο υδρογόνο απαιτεί αθροιστικά 20-30 L/kg νερού και το μπλε υδρογόνο απαιτεί 32-39 L/kg νερού.
Σε σχέση με άλλες μεγάλης κλίμακας διαδικασίες κατανάλωσης νερού που χρησιμοποιούνται σήμερα, για την παραγωγή της ίδιας ποσότητας ενέργειας, η παραγωγή πράσινου υδρογόνου καταναλώνει λιγότερο από το μισό νερό της τυπικής παραγωγής άνθρακα ή πυρηνικής ηλεκτρικής ενέργειας.
Με προσεκτική χωροθέτηση, σχεδιασμό και επιχειρησιακές εκτιμήσεις για την τοπική διαχείριση των υδάτων, τα έργα πράσινου υδρογόνου μπορούν να ελαχιστοποιήσουν την πλήρη εξάρτηση από το γλυκό νερό και να έχουν καθαρό θετικό αντίκτυπο στη γύρω περιοχή.
www.worldenergynews.gr
