Vodik raste u energetskoj tranziciji, ali bi mogao biti preprodan

Ono što smo znali prije.

Sljedeći aspekti vodika već su istraživani.

Rystad Energy je prije dvije godine predvidio da će tekući vodik naći mjesto na tablici 2050. godine, ali će činiti samo 7% ukupne potrebne čiste energije. Ovih 7% niša je čistog goriva za zrakoplovstvo koje je teško smanjiti, oceanska plovila te industriju cementa i čelika.

Tekući vodik ima dvije velike prednosti: prva, energija je sadržana u gustom obliku. Drugo, izgara u zraku u vodu bez emisije ugljika.

Vodik je pogodan za proizvodnju velikih naftnih i plinskih kompanija jer već znaju kako proizvoditi i distribuirati drugi plin — prirodni plin — i imaju duboke džepove.

Ono što sada znamo.

DNV u svom godišnjem izvješću¹ krajem 2022. procijenio da će tekući vodik ispuniti samo 5% (ne 7%) potreba za čistom energijom do 2050.

Kao što je napisao Bloomberg Green, postoje razlozi zašto vodik još nije postao mainstream, kao što su to učinili vjetar i sunce. Jedan je trošak: zelena proizvodnja elektrolizom vode je skupa, a elektroliza je neučinkovita tehnologija.

Drugo, plavi vodik nije prihvatljiv za klimu. Iako je jeftiniji od zelenog vodika, plavi vodik zahtijeva energiju za proizvodnju i razgradnju metana u vodik plus CO2, a CO2 treba zbrinuti, obično pomoću CCS (hvatanje i skladištenje ugljika). Oba kraja proizvodnog lanca vodika onemogućuju "čist" u ovoj alternativi vodiku.

Treće, većina strojeva i industrija nije prilagođena za korištenje vodika. Dodatni je trošak opremiti konvencionalni automobil da sagorijeva vodik umjesto benzina ili prilagoditi strojeve u industrijskoj trgovini da sagorijeva vodik umjesto prirodnog plina.

Vodik je prirodno pogodan za naftne i plinske tvrtke zbog njihovog golemog iskustva u prirodnom plinu, ali i zato što su ostvarili enormnu zaradu 2022. i mogu si priuštiti preuzimanje rizika u novim pothvatima.

Sumorna predviđanja troškova za vodik.

Nedavni članak donosi izvatke iz DNV-ovog Outlooka energetske tranzicije¹ 2023. Glavne točke su:

· Dosezanje 5% globalne potražnje za čistom energijom do 2050. koštat će više od 7 trilijuna dolara za proizvodnju, uključujući nove terminale za amonijak i cjevovode.

· Većina vodika koristit će se u proizvodnji.

· Vodik i amonijak zajedno će činiti otprilike polovicu globalnih goriva za brodski promet, jednu od kategorija koje je teško smanjiti.

· Više od 50% globalnih cjevovoda za vodik bit će prenamijenjeno iz cjevovoda za prirodni plin.

· Latinska Amerika, Bliski istok i Sjeverna Afrika postat će izvoznici vodika ili amonijaka budući da imaju velika područja dostupna za obnovljive izvore energije poput vjetra i sunca za proizvodnju vodika elektrolizom.

· U Europi, velike zemlje poput Njemačke, Francuske i Španjolske imat će 2030. godine ciljeve od 4-6.5 Gw domaće proizvodnje vodika.

· Velika Britanija sa svojom velikom mrežom plinovoda moći će prijeći s prirodnog plina na vodik.

· Planovi EU-a uključuju 6 ​​Gw kapaciteta elektrolizera do 2024. i povećanje na 40 Gw do 2030.

Je li vodik preprodan?

Pa je li vodik preprodan? Iako vodikovo gorivo stvara više uzbuđenja nego solarna energija ili vjetar, 7% ukupne prognoze čiste energije za vodik u 2050. prilično je mali postotak ukupnog iznosa. Kad se ovome dodaju pretjerani troškovi predviđeni za postavljanje vodika na internet, primamljivo je priznati da se vodik preprodava kao čisto gorivo za 2050. godinu.

Pogledajmo vodikove aktivnosti u nekoliko zemalja, od kojih su neke uključene u naftnu i plinsku industriju.

Vodikovi planovi u Europskoj uniji (EU) u odnosu na SAD

Ukupna globalna proizvodnja vodika sada iznosi oko 90 milijuna tona godišnje. IEA (Međunarodna agencija za energiju) predviđa da će se to morati povećati na 180 milijuna tona godišnje do 2030. kako bi se postigla neto nulta emisija ugljika do 2050.

Gotovo svih od oko 10 milijuna tona godišnje proizvedenog vodika u SAD-u industrija koristi za rafiniranje nafte, obradu metala, proizvodnju gnojiva i preradu hrane.

Ali većina današnje proizvodnje, 99%, je plavi vodik koji nije bez ugljika, kao što je ranije opisano. Zeleni vodik proizvodi se elektrolizom vode i uglavnom je bez ugljika, ako ga pokreće obnovljiva električna energija.

EU se brzo prilagodila elektrolizi za zeleni vodik, uglavnom bez ugljika. No EU je sporo reagirala na golema ulaganja u vodik predviđena američkim Zakonom o smanjenju inflacije (IRA) koji usmjerava ogromnih 369 milijardi dolara u programe zelene energije.

Globalno, kaže se u članku, samo 1% planiranih vodikovih projekata, koji iznose 1 Tw (Terrawatt), je započeo s izgradnjom. Otprilike četvrtina od toga, 269 Gw (gigavata) bit će online do 2030. Rast će se osjećati kao revolucija, budući da je današnja proizvodnja vodika samo 0.45 Gw.

Također se predviđa da će cijena zelenog vodika pasti sa današnjih 6-8 eura/kg na ispod 3 eura/kg do 2050. godine.

Vodikova čvorišta u SAD-u

Kao i uobičajene prednosti koncentracije infrastrukture, koncept vodikovih čvorišta je nadoknaditi opasnost i troškove nastale transportom vodika, koji je vrlo zapaljiv, na velike udaljenosti.

Američki Kongres dodijelio je 8 milijardi dolara iz Zakona o infrastrukturi iz 2021. za DOE (Ministarstvo energetike) za potporu najmanje četiri demonstracijska projekta koji uključuju proizvođače vodika, krajnje korisnike i infrastrukturu koja ih povezuje. DOE je već financirao zapanjujućih 400 projekata u vodiku na sveučilištima, nacionalnim laboratorijima i industriji, a nova središta oslanjat će se na ove informacije.

Zahtjevi za potpuno financiranje trebali su se podnijeti u travnju 2023. Prijavila su se četiri privatna saveza, kao i mnoge državne vlade povezane s industrijom, a neke s drugim državama. Početno financiranje DOE-a ne smije premašiti 1.25 milijardi dolara po čvorištu, što je ogromna količina novca. Očekuju odabrati 6-10 regionalnih središta s zajedničkim financiranjem od 6-7 milijardi dolara.

Jedno čvorište se zove HyVelocity Hub sa središtem duž američke obale Meksičkog zaljeva, a organizirao ga je Chevron
CLC
i nekoliko privatnih tvrtki partnera uključujući ExxonMobil
XOM
i Mitsubishi. Iskoristili bi mrežu od 48 centara za proizvodnju vodika (najvećih na svijetu) plus 1,000 milja namjenskih cjevovoda za vodik duž obala Louisiane i Texasa.

Jedan od ciljeva je riješiti izazov DOE-a, nazvan Hydrogen Shot, stvaranja 1 kg vodika uz ispuštanje manje od 2 kg ugljičnog dioksida. Drugi cilj je smanjiti cijenu vodika za 80% — na 1 USD/kg u roku od 10 godina.

Programi kao što je gore navedeni zaokupili su pozornost industrije diljem SAD-a. Porezni krediti koje nudi IRA mogli bi generirati 100 milijardi dolara u proizvodnji čistog vodika – povrh 8 milijardi dolara koje je Kongres dodijelio Zakonom o infrastrukturi.

Ostala vodikova čvorišta koja treba promatrati vrlo su kratko sažeta od strane Reuters Events². Njihov popis uključuje:

Transpermski i Horizons Clean Hydrogen Hub: ima snažnu vezu s naftom i plinom zapadnog Teksasa.

HyBuild Los Angeles

Projekt HyGrid

HALO Hydrogen Hub: Države Arkansas, Louisiana i Oklahoma imaju dugu povijest proizvodnje i transporta nafte i plinskih tekućina.

Napredno čvorište za pohranu čiste energije

Southwest Clean Hydrogen Innovation Network

Jugoistočno središte vodika

Većina tih projekata uključuje energetske komunalne usluge ili neprofitne gradske ili državne projekte, a mnogi imaju ugrađenu potporu sveučilišta.

Na poziv DOE-a za projekte pristiglo je 79 prijava², ali samo 33 od njih pozvano je da prijeđu na službene prijave do travnja 2023. Konačni odabir manje od 10 čvorišta bit će u drugoj polovici 2023.

Jasno je da su dionici diljem zemlje prihvatili viziju vodika. SAD se obvezao na vodikovu budućnost i želi predvoditi svijet u ovoj tranziciji.

U narednom članku opisat ćemo aktivnosti pojedinih naftnih i plinskih tvrtki u proizvodnji vodika.

Zaključci

Vizija vodika je ambiciozna — jer ga je teško proizvesti, opasno ga je skladištiti i transportirati i skupo je.

Verzija vodika s niskim udjelom ugljika naziva se zeleni vodik, što je skupo jer je to neučinkovit proces koji se temelji na elektrolizi vode. U biti, sva trenutna proizvodnja vodika je plavi vodik, ali to ima nedostatke s visokim udjelom ugljika na početku i na kraju procesa proizvodnje.

Ali vodik nije srebrni metak. Industrija vodika bi mogla uzeti veliki zalogaj od 5-7% teško smanjivih emisija svjetske energije do 2050., ali najveći dio ukupnih emisija i dalje ostaje: 93-95%.

Reference.

1. DNV, Izgledi energetske tranzicije 2022, Listopad 13, 2022.

2. Reutersovi događaji: Vodikove države Amerike, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 travanj 2023.pd