A hidrogén felfut az energiaátmenetben, de előfordulhat, hogy túladják

Amit korábban tudtunk.

A hidrogén következő vonatkozásait már korábban megvizsgálták.

A Rystad Energy két évvel ezelőtt azt jósolta, hogy a folyékony hidrogén helyet kap majd a 2050-es táblázatban, de a teljes tiszta energiaszükségletnek csak 7%-át teszi ki. Ez a 7% tiszta tüzelőanyag-rés a nehezen csökkenthető repülés, óceánjáró, valamint cement- és acélipar számára.

A folyékony hidrogénnek két nagy előnye van: az egyik, hogy az energiát sűrű formában tartalmazza. Másodszor, levegőben vízzé ég, szén-dioxid-kibocsátás nélkül.

A hidrogén kiválóan alkalmas a nagy olaj- és gázvállalatok termelésére, mert már tudják, hogyan kell egy másik gázt – földgázt – előállítani és elosztani, és mély zsebeik vannak.

Amit most tudunk.

A DNV éves jelentésében¹ 2022 végén úgy becsülték, hogy 5-re a folyékony hidrogén a tiszta energiaszükségletnek csak 7%-át (nem 2050%-át) fogja kielégíteni.

Ahogy a Bloomberg Green megírta, megvannak az okai annak, hogy a hidrogén még nem terjedt el a főáramban, mint ahogy a szél és a napenergia sem. Az egyik a költség: a víz elektrolízisével történő zöld termelés drága, az elektrolízis pedig nem hatékony technológia.

Másodszor, a kék hidrogén nem klímabarát. Míg olcsóbb, mint a zöld hidrogén, a kék hidrogén energiát igényel a metán előállításához és lebontásához hidrogénre plusz CO2-re, a CO2-t pedig ártalmatlanítani kell, általában CCS-el (szénleválasztás és tárolás). A hidrogéntermelési lánc mindkét vége akadályozza a „tisztát” ebben a hidrogén alternatívában.

Három, a legtöbb gép és iparág nem alkalmas a hidrogén használatára. Extra költséget jelent, ha egy hagyományos autót úgy szerelnek fel, hogy benzin helyett hidrogént égessenek, vagy egy ipari műhely gépeit úgy alakítják át, hogy földgáz helyett hidrogént égessenek.

A hidrogén természetes módon illeszkedik az olaj- és gázipari vállalatokhoz, mivel hatalmas tapasztalataik vannak a földgáz terén, de azért is, mert 2022-ben óriási nyereséget értek el, és megengedhetik maguknak, hogy kockázatot vállaljanak új vállalkozásoknál.

Komor költség-előrejelzések a hidrogénre vonatkozóan.

Egy nemrégiben megjelent cikk kivonatokat tartalmaz a DNV energiaátmeneti kilátásaiból¹ 2023. A főbb pontok a következők:

· A tiszta energia globális keresletének 5%-ának elérése 2050-re több mint 7 billió dollárba kerül a termelés, beleértve az új ammóniaterminálokat és a csővezetékeket.

· A hidrogén nagy részét a gyártás során használják fel.

· A hidrogén és az ammónia együttesen a világ hajózási üzemanyagainak körülbelül felét teszi ki, amely a nehezen csökkenthető kategória.

· A globális hidrogénvezetékek több mint 50%-át földgázvezetékekből építik majd át.

· Latin-Amerika, valamint a Közel-Kelet és Észak-Afrika hidrogén- vagy ammónia-exportőrei lesznek, mivel nagy területek állnak rendelkezésre a megújuló energiák, például a szél és a napenergia számára, hogy elektrolízissel hidrogént állítsanak elő.

· Európában olyan nagy országok, mint Németország, Franciaország és Spanyolország 2030-ra 4-6.5 Gw hazai hidrogéntermelést tűznek ki célul.

· Az Egyesült Királyság kiterjedt gázvezeték-hálózatával képes lesz átállni földgázról hidrogénre.

· Az EU tervei között szerepel 6 Gw elektrolizátor kapacitás 2024-re, 40-ra pedig 2030 Gw.

Túladják a hidrogént?

Tehát a hidrogént túladják? Annak ellenére, hogy a hidrogénüzemanyag nagyobb izgalmat kelt, mint a nap- vagy szélenergia, a 7-re előre jelzett tiszta energia 2050%-a a teljes hidrogénre vonatkozóan meglehetősen kis százaléka. Ha ehhez hozzáadjuk a hidrogén online bevezetésének előre jelzett túlzott költségeit, akkor csábító beismerni, hogy a hidrogént túlértékesítik, mint a 2050-re szánt tiszta üzemanyagot.

Vessünk egy pillantást néhány országban, amelyekben az olaj- és gázipar érintett, a hidrogénnel kapcsolatos tevékenységeket.

Hidrogéntervek az Európai Unióban (EU) az Egyesült Államokkal szemben

A globális hidrogéntermelés jelenleg körülbelül 90 millió tonna évente. Az IEA (Nemzetközi Energia Ügynökség) előrejelzése szerint ennek 180-ra évi 2030 millió tonnára kell növekednie ahhoz, hogy 2050-re nulla nettó szén-dioxid-kibocsátás érhető el.

Az Egyesült Államokban jelenleg évi 10 millió tonna hidrogént csaknem az ipar kőolaj-finomításra, fémek kezelésére, műtrágya előállítására és élelmiszerek feldolgozására használja fel.

De a mai termelés nagy része, 99%-a kék hidrogén, amely nem szénmentes, amint azt korábban leírtuk. A zöld hidrogént víz elektrolízisével állítják elő, és nagyrészt szénmentes, ha megújuló villamos energiát használnak.

Az EU gyorsan alkalmazkodott a zöld hidrogén elektrolíziséhez, amely jórészt szénmentes. Az EU azonban lassan reagált az Egyesült Államok inflációcsökkentési törvénye (IRA) által biztosított hatalmas hidrogénbefektetésekre, amely óriási 369 milliárd dollárt irányoz a zöldenergia-programokra.

A cikk szerint globálisan a tervezett, 1 Tw (Terrawatt) hidrogénprojektek mindössze 1%-a kezdõdött meg az építkezésen. Ennek körülbelül egynegyede, 269 Gw (gigawatt) lesz online 2030-ra. A növekedés forradalomnak fog tűnni, mivel a hidrogéntermelés napjainkban mindössze 0.45 Gw.

Azt is prognosztizálja, hogy a zöld hidrogén ára a mai 6-8 euró/kg-ról 3-re 2050 euró/kg alá csökken.

Hidrogénközpontok az Egyesült Államokban

Az infrastruktúra-koncentráció szokásos előnyei mellett a hidrogénközpontok koncepciója az, hogy ellensúlyozza a rendkívül éghető hidrogén nagy távolságokra történő szállítása során felmerülő veszélyeket és költségeket.

Az Egyesült Államok Kongresszusa a 8-es infrastruktúratörvényből 2021 milliárd dollárt különített el a DOE (Energiaügyi Minisztérium) számára, hogy támogassa legalább négy demonstrációs projektet, amelyekben hidrogéntermelők, végfelhasználók és az őket összekötő infrastruktúra vett részt. A DOE már 400 szemet gyönyörködtető hidrogénprojektet finanszírozott az egyetemek, a nemzeti laboratóriumok és az ipar részéről, és az új központok ezekre az információkra fognak támaszkodni.

A teljes finanszírozási kérelmek benyújtásának határideje 2023 áprilisa. Négy magánszövetség, valamint számos, az iparral szövetséges állam, illetve néhány más állammal szövetséges állam pályázott. A DOE kezdeti finanszírozása nem haladhatja meg az 1.25 milliárd dollárt központonként, ami óriási pénz. Arra számítanak, hogy 6-10 regionális csomópontot választanak ki 6-7 milliárd dolláros együttes finanszírozással.

Az egyik hub az úgynevezett HyVelocity Hub az Egyesült Államok Öböl partja mentén, és a Chevron szervezésében
CLC
és számos magánvállalati partner, köztük az ExxonMobil
XOM
és Mitsubishi. Egy 48 hidrogéntermelő központból (a világon a legnagyobbból) és 1,000 mérföldnyi dedikált hidrogéncsővezetékből álló hálózatot használnának a louisianai és a texasi partok mentén.

Az egyik cél a DOE Hydrogen Shot nevű kihívásának megoldása, amely szerint 1 kg hidrogént kell előállítani, miközben kevesebb, mint 2 kg szén-dioxidot bocsát ki. Egy másik cél a hidrogén árának 80%-os csökkentése – 1 USD/kg-ra 10 éven belül.

A fentiekhez hasonló programok felkeltették az ipar figyelmét az Egyesült Államokban, mivel az IRA által felajánlott adójóváírások 100 milliárd dolláros tiszta hidrogéntermelést eredményezhetnek – a Kongresszusnak az infrastrukturális törvényből elkülönített 8 milliárd dolláron felül.

A Reuters Events nagyon röviden összefoglalta a többi hidrogénközpontot, amelyekre figyelni kell². A listájuk a következőket tartalmazza:

A Trans Permian és a Horizons Clean Hydrogen Hub: szorosan kapcsolódik a nyugat-texasi olajhoz és gázhoz.

HyBuild Los Angeles

A HyGrid projekt

A HALO Hidrogén Hub: Arkansas, Louisiana és Oklahoma államokban nagy múltra tekintenek vissza a folyékony olaj- és gázkitermelés és -szállítás.

Az Advanced Clean Energy Storage hub

A Southwest Clean Hidrogén Innovációs Hálózat

A délkeleti hidrogénközpont

Ezeknek a projekteknek a többsége energetikai közműveket vagy non-profit városi vagy állami szponzorált projekteket foglal magában, és sok egyetemi támogatást is beépített.

A DOE pályázati felhívására 79 pályázat érkezett², de ezek közül csak 33 kapott meghívást, hogy 2023 áprilisáig hivatalosan is jelentkezzenek. A kevesebb mint 10 csomópont végső kiválasztása 2023 második felében lesz.

Nyilvánvaló, hogy az érdekelt felek országszerte megragadták a hidrogén elképzelést. Az Egyesült Államok elkötelezte magát a hidrogén jövője mellett, és a világ élére kíván lépni ebben az átalakulásban.

Egy következő cikkünkben ismertetjük egyes olaj- és gázipari vállalatok tevékenységét a hidrogéntermelésben.

Elvitelre

A hidrogén vízió ambiciózus – mert nehéz előállítani, veszélyes tárolni és szállítani, valamint drága.

A hidrogén alacsony szén-dioxid-kibocsátású változatát zöld hidrogénnek nevezik, ami drága, mivel ez egy víz elektrolízisén alapuló, nem hatékony eljárás. Lényegében a jelenlegi hidrogéntermelés teljes mennyisége kék hidrogén, de ennek magas szén-dioxid-kibocsátású hátrányai vannak a termelési folyamat elején és végén.

De a hidrogén nem egy ezüstgolyó. Egy hidrogénipar 5-re nagyot haraphat a világ energiaforrásainak nehezen csökkenthető 7-2050%-os kibocsátásából, de a teljes kibocsátás legnagyobb hányada továbbra is megmarad: 93-95%.

Hivatkozásokat.

1. DNV, Energiaátmeneti kilátások 2022, Október 13, 2022.

2. Reuters események: Amerika hidrogén államai, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 2023. április.pd