Η μελέτη του Hydrogen Council (Ιανουάριος 2020) παρουσιάζει μια εκτενή ανάλυση για το πότε θα επιτευχθεί cost-parity, υπό διάφορες παραδοχές, για ένα φάσμα μέσων μεταφοράς με κυψέλες υδρογόνου (π.χ. επιβατικά αυτοκίνητα, ταξί, λεωφορεία, βαρέα οχήματα, πλοία, τρένα). Ενδεικτικά, θέτει ως στόχο 3700 σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου στην Ευρώπη έως το 2030, προκειμένου να υπάρξει μια αναγκαία μάζα για σημαντική πτώση του κόστους στις οδικές μεταφορές.
Όλο και περισσότερες αναλύσεις υποδεικνύουν ότι το υδρογόνο μπορεί να συμβάλει σημαντικά στην ενεργειακή μετάβαση, ιδίως για ποσοστά απανθρακοποίησης άνω του 80%, και επομένως, στην επίτευξη της κλιματικής ουδετερότητας στην Ευρώπη έως το 2050. Μεταξύ των κρίσιμων εφαρμογών του διακρίνονται οι μεταφορές (κυρίως μεγάλων αποστάσεων), η βιομηχανία (ως πρώτη ύλη ή θερμότητα), η θέρμανση κτιρίων, η αποθήκευση αλλά και η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Πρόσφατες μελέτες, όπως του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας (ΔΟΕ) και του Συμβουλίου Υδρογόνου, περιέχουν αναλυτικές προτάσεις και οδικούς χάρτες, με συγκεκριμένα ορόσημα ανά τομέα, αποτυπώνοντας διεξοδικά τις εξελίξεις και προκλήσεις σε τεχνικό, οικονομικό και θεσμικό επίπεδο.
Ενδεικτικά επισημαίνεται ότι η μείωση του κόστους παραγωγής «πράσινου» υδρογόνου έως το 2030 εκτιμάται στο 30-50% για ένα ευρύ φάσμα επιλογών που έχουν αναλυθεί. Ενδιαφέρουσα είναι και η ανάλυση (Hydrogen Council, Ιανουάριος 2020) ότι για πτώση κόστους 50% απαιτούνται επενδύσεις $70 δις παγκοσμίως, εστιασμένες σε τομείς καθοριστικής σημασίας. Το ποσό αυτό αντιπαραβάλλεται για συγκριτικούς σκοπούς με το κόστος στήριξης των ΑΠΕ, που μόνο στη Γερμανία άγγιξε τα $ 30 δις το 2019.
Η δυναμική που αποκτά το υδρογόνο γίνεται συνεχώς πιο έντονη και σαφής. Η Επίτροπος Ενέργειας της Ευρωπαϊκής Ένωσης, Kadri Simson, στις 23 Ιανουαρίου 2020, ενημέρωσε την Επιτροπή Βιομηχανίας του Ευρωκοινοβουλίου, ότι ο νέος κανονισμός για τα έργα κοινού ευρωπαϊκού ενδιαφέροντος (PCI) θα δώσει έμφαση σε δίκτυα υδρογόνου, τεχνολογίες δέσμευση CO2, σύζευξη τομέων, μπαταρίες αποθήκευσης και έξυπνα δίκτυα. Ενδεικτική ήταν και η πρόσφατη δήλωση της Γενικής Γραμματέως Έρευνας και Εκπαίδευσης στη Γερμανία ότι το υδρογόνο θα αποτελέσει το νέο πετρέλαιο και ότι η χώρα της θα πρωτοστατήσει στην ανάπτυξη της τεχνολογίας και της χρήσης του. Πριν λίγες μέρες, ανακοινώθηκε ότι το Υπουργείο Ενέργειας της Γερμανίας, θέτει ως έναν από τους βασικούς στόχους για το 2030 την παραγωγή υδρογόνου από ηλεκτρόλυση (5GW έναντι 1 GW σήμερα), ώστε το 20% της ζήτησης να προέρχεται από ΑΠΕ.
Στη χώρα μας εκδηλώνεται επίσης, σημαντικό ενδιαφέρον για τον τομέα του υδρογόνου. Η κατάρτιση ενός εθνικού σχεδίου ανακοινώθηκε ήδη από το ΥΠΕΝ, με εφαρμογές που θα αφορούν και τη διαχείριση της μετάβασης στη μεταλιγνιτική εποχή. Σημαντικές είναι και οι πρωτοβουλίες που εξετάζει ο ΔΕΣΦΑ και η ΔΕΠΑ, για την απανθρακοποίηση του φυσικού αερίου, ενώ αισθητή είναι και η παρουσία ακαδημαϊκών ιδρυμάτων σε έρευνα καινοτομίας. Αξίζει να τονιστεί ότι σύμφωνα με εκτιμήσεις της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, οι οποίες μετά την Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία αναθεωρούνται ήδη προς υψηλότερα επίπεδα, τα "καθαρά" αέρια, κυρίως υδρογόνο και βιομεθάνιο, μπορούν να αποτελέσουν το 30-70% της συνολικής κατανάλωσης φυσικού αερίου έως το 2050.
Συχνά αναφέρεται ότι το 2020 θα είναι μια κομβική χρονιά για το υδρογόνο τόσο σε ευρωπαϊκό όσο και εθνικό επίπεδο. Ποιες πρόσφατες εξελίξεις συγκλίνουν σε αυτή τη κατεύθυνση και ποιες προκλήσεις διαπιστώνονται;
Η μετάβαση στο «πράσινο» υδρογόνο
Σύμφωνα με στοιχεία του ΔΟΕ, η ζήτηση υδρογόνου το 2018 υπερέβη τους 72 εκατ. τόνους και αφορά σε συντριπτικό βαθμό βιομηχανικές χρήσεις, κατεξοχήν στους τομείς της διύλισης και της αμμωνίας. Η παραγωγή αυτών των ποσοτήτων προκάλεσε 830 εκατ. τόνους εκπομπών CO2. Όπως υπογραμμίζεται, αυτή η ποσότητα ρύπων ισοδυναμεί με τις ετήσιες εκπομπές του Ηνωμένου Βασιλείου και της Ινδονησίας, αθροιστικά. Η σύγκριση είναι αποκαλυπτική και αιτιολογεί την ισχυρή έμφαση που αποδίδεται πλέον στο «πράσινο» υδρογόνο. Είναι ενδεικτικό ότι στην Αυστραλία, το Υπουργείο Ενέργειας ενέκρινε τη σύσταση ταμείου $ 370 εκατ. για την προώθηση έργων «πράσινου» υδρογόνου.
Σε απλοποιημένη ορολογία, το "πράσινο" υδρογόνο, παράγεται από την ηλεκτρόλυση νερού με ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από ΑΠΕ. Η διαδικασία αυτή συνιστά σήμερα μόλις το 0.1% της παραγωγής υδρογόνου παγκοσμίως, καθώς παρουσιάζει υψηλό κόστος, σημαντική κατανάλωση ενέργειας και απώλειες. Όπως επισημαίνει ο ΔΟΕ, αν η παγκόσμια παραγωγή υδρογόνου προερχόταν από ηλεκτρόλυση, θα απαιτούνταν 3600 TWh, μέγεθος που υπερβαίνει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Παραμένει επομένως σημαντικός και ο ρόλος άλλων πηγών. Το επονομαζόμενο «γκρι» υδρογόνο, παράγεται από ορυκτά καύσιμα, όπως φυσικό αέριο (που αποτελεί τη βάση για το 75% της παγκόσμιας παραγωγής) ή άνθρακα, μέσω πυρόλυσης ή ανασχηματισμού ατμών, και εκλύει σημαντικές ποσότητες CO2. Οι υποδομές δέσμευσης, αποθήκευσης και χρήσης CO2 (CCUS), επιτρέπουν μια πιο περιβαλλοντική εκδοχή, το λεγόμενο «μπλε» υδρόγονο. Το υδρογόνο μπορεί επίσης να συνδυαστεί με CO2 για να σχηματίσει συνθετικό μεθάνιο, με μια διαδικασία, ωστόσο, περιορισμένης απόδοσης και αυξημένου κεφαλαιουχικού κόστους.
10 Κρίσιμες Διαστάσεις
1. Σύζευξη Τομέων - Απανθρακοποίηση Φυσικού Αερίου
Τo υδρογόνο συνιστά μια δυνατότητα για τα δίκτυα του φυσικού αερίου να διατηρήσουν έναν υψηλό βαθμό αξιοποίησης, μειώνοντας την έκθεσή τους σε σενάρια χαμηλής ζήτησης. Περιορίζει έτσι, αισθητά, τον κίνδυνο να μην ανακτηθούν σημαντικές επενδύσεις, που ο χρόνος απόσβεσής τους μπορεί να αγγίζει έως και τα 50 χρόνια, ή να εκτιναχθούν στο μέλλον οι χρεώσεις χρήσης για τους καταναλωτές αερίου, λόγω μειωμένων ροών. Επισημαίνεται ότι στην Ευρώπη τα δίκτυα φυσικού αερίου υπερβαίνουν τα 2.2 εκατ. χλμ, ενώ παράλληλα στην Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία, οι αναφορές στο φυσικό αέριο είναι σχεδόν ανύπαρκτες.
Τεχνικές μελέτες που εκπονούνται από τους Διαχειριστές δικτύων φυσικού αερίου, όπως στη Γαλλία, τη Γερμανία, την Ιταλία και την Ολλανδία, υποδεικνύουν ότι το υδρογόνο, όπως και το βιομεθάνιο και τα συνθετικά αέρια, μπορεί να συμβάλει καταλυτικά στην απανθρακοποίηση των δικτύων. Στη Γαλλία έχει προταθεί από τους Διαχειριστές ο στόχος 10% για το 2030 και 20% στη συνέχεια. Στην Ιταλία, η Snam ανακοίνωσε τον Δεκέμβριο τον διπλασιασμό του ποσοστού υδρογόνου, από το 5% στο 10%, στην πιλοτική της δράση στο Salerno. Ο Ιταλός Διαχειριστής ανέφερε επίσης ότι αν το ποσοστό αυτό εφαρμοζόταν στο σύνολο του φυσικού αερίου στο εθνικό δίκτυο, θα συνεπαγόταν την έγχυση 7 bcm υδρογόνου, που θα ισοδυναμούσε με την ετήσια κατανάλωση 3 εκατ. νοικοκυριών, περιορίζοντας τις ετήσιες εκπομπές CO2 κατά 5 εκατ. τόνους.
Μια κοινή συνήθως διαπίστωση είναι ότι η έγχυση υδρογόνου σε χαμηλές συγκεντρώσεις, συνήθως σε ποσοστά κάτω του 10%, είναι τεχνικά εφικτή, χωρίς πρόσθετες προσαρμογές, υπό την προϋπόθεση ότι το μίγμα που προκύπτει ικανοποιεί τις απαιτήσεις ποιότητας που έχουν τεθεί για το φυσικό αέριο. Η έγχυση υδρογόνου σε υψηλές συγκεντρώσεις ωστόσο, απαιτεί τροποποιήσεις στα δίκτυα φυσικού αερίου, αλλά και τις υποδομές κοντά στην κατανάλωση (downstream facilities) και πιθανόν, τις συσκευές των τελικών χρηστών. Παράλληλα, μελετάται η τεχνικοοικονομική διάσταση για την ανάπτυξη δικτύων αποκλειστικά για υδρογόνο.
Επιπλέον, προκειμένου να επιτευχθεί η ενεργειακή μετάβαση με το ελάχιστο κατά το δυνατόν κόστος, έχει κριθεί αναγκαία η συντονισμένη και ολιστική προσέγγιση μεταξύ κρίσιμων τομέων, ιδίως ηλεκτρισμού, φυσικού αερίου, κτιρίων, και μεταφορών. Η σύζευξη ή ολοκλήρωση τομέων αποτελεί μια σημαντική πρόκληση, και έχει ήδη λάβει τεχνικές διαστάσεις. Είναι ενδεικτικό ότι ο ENTSO-E και ο ENTSO-G (οι πανευρωπαϊκοί φορείς των Διαχειριστών Συστημάτων Ηλεκτρισμού και Φυσικού Αερίου) αναπτύσσουν πλέον ενιαία μοντέλα για το σχεδιασμό των δικτύων, την προσαρμογή τους στην ενεργειακή μετάβαση, και την αντίδρασή τους σε σενάρια κρίσης.
2. Αποθήκευση Ενέργειας - Μείωση Περικοπών ΑΠΕ
Το "πράσινο" υδρογόνο μπορεί να μεταφερθεί μέσα από τα υφιστάμενα δίκτυα και να αποθηκευτεί σε εξαντλημένα κοιτάσματα φυσικού αερίου ή σπήλαια άλατος, λειτουργώντας ως μέσο αντιστάθμισης των εποχικών διακυμάνσεων της ζήτησης. Μπορεί έτσι να λειτουργήσει ως φορέας ενέργειας (energy carrier) και μακροπρόθεσμη αποθήκευση, συμπληρωματικά με τις μπαταρίες αποθήκευσης, που μπορούν να παρέχουν υπηρεσίες ευελιξίας σε βραχύ χρονικό ορίζοντα. Επιπρόσθετα, καθώς ο στόχος διείσδυσης των ΑΠΕ για το 2030 αναθεωρείται ήδη με το Green Deal στο φάσμα του 50-55%, μια κρίσιμη διάσταση είναι η κλίμακα και το κόστος που απαιτείται για την επέκταση και αναβάθμιση των δικτύων ηλεκτρισμού.
Είναι χαρακτηριστικό ότι η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από υπεράκτια αιολικά στη Βόρεια Ευρώπη υπερβαίνει συχνά τις τεχνικές δυνατότητες των ηλεκτρικών δικτύων. Ενδεικτικά, στη Γερμανία οι περικοπές ΑΠΕ το 2018 κόστισαν 1 δις €. Για την αντιμετώπιση αυτού του φαινομένου, και την εδραίωση της θέσης της σε τεχνολογίες αιχμής, η Γερμανία ανακοίνωσε πρόσφατα, επενδύσεις σε 100 MW υποδομών power-to-gas. Οι σταθμοί αυτοί, που θα υπόκεινται σε σχήματα στήριξης, θα μετασχηματίζουν την παραγωγή από ΑΠΕ και θα την αποθηκεύουν στα δίκτυα αερίου.
3. Η Ευρωπαϊκή Στρατηγική για το Υδρογόνο
Μελέτες που εκπονήθηκαν για την Ευρωπαϊκή Επιτροπή (όπως της Trinomics) ανέδειξαν το φάσμα των τεχνικών και θεσμικών ζητημάτων που πρέπει να αντιμετωπιστούν στο προσεχές διάστημα. Στη βάση αυτή, διαμορφώνεται πλέον μια συγκροτημένη ευρωπαϊκή στρατηγική για το υδρογόνο, που περιλαμβάνει: μηχανισμούς αγορών, τεχνικές προδιαγραφές, ολιστική προσέγγιση των υποδομών, σχήματα στήριξης, ενίσχυση έρευνας και καινοτομίας. Μια θεμελιώδης διάσταση είναι η εναρμόνιση των ορισμών και η τυποποίηση των τεχνικών προδιαγραφών για τα πράσινα αέρια σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Η διαδικασία αυτή βρίσκεται σε εξέλιξη και αναμένεται να επιτευχθεί σύγκλιση σύντομα.
Σημειώνεται ότι το φόρουμ φυσικού αερίου της Μαδρίτης, που συγκροτείται ανά εξάμηνο από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή και τους Ρυθμιστές Ενέργειας της Ευρώπης, περιλαμβάνει συστηματικά πλέον παρουσιάσεις από τους τομείς του υδρογόνου και power-to-gas, αποτυπώνοντας τις πλέον πρόσφατες εξελίξεις και προκλήσεις. Μία από τις πρωτοβουλίες ήταν και η έναρξη λειτουργίας τον προηγούμενο Ιούνιο, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο της Φλωρεντίας (FSR), μιας ειδικής πλατφόρμας για τη διευκόλυνση του διαλόγου αναφορικά με τη σύζευξη τομέων, τις συνέργειες και τις καινοτόμες προσεγγίσεις που απαιτούνται.
4. Οι θέσεις των Ρυθμιστών Ενέργειας
To Συμβούλιο των ρυθμιστικών αρχών ενέργειας της Ευρώπης, CEER, παρουσίασε τον Νοέμβριο του 2019 τις θέσεις του για τη μετεξέλιξη του ενεργειακού τομέα μετά το 2025 (The Bridge beyond 2025). Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στη συμμετοχή των «απανθρακοποιημένων» αερίων στις αγορές φυσικού αερίου, τη θέσπιση δεικτών που να αποτυπώνουν τα περιβαλλοντικά οφέλη και θα εφαρμόζονται για την παρακολούθηση των αγορών, τις εγγυήσεις προέλευσης για τα πράσινα αέρια, ως αφετηρία για την αποτίμηση της αξίας τους και τη διευκόλυνση της διασυνοριακής μεταφοράς, τον σαφή καθορισμό ορισμών και κοινών αρχών πανευρωπαϊκά, τη σύζευξη τομέων, την ρυθμιζόμενη πρόσβαση τρίτων σε δίκτυα υδρογόνου, και τον αποκλεισμό Διαχειριστών από ανταγωνιστικές δραστηριότητες, παρά μόνο αν δεν εκδηλωθεί ενδιαφέρον από την αγορά.
5. Η Έκθεση του ΔΟΕ
Η Έκθεση του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας «Το Μέλλον του Υδρογόνου – Αδράττοντας τις ευκαιρίες του σήμερα», που παρουσιάστηκε στη σύνοδο G20, τον Ιούνιο του 2019, μετά από πρόσκληση της Ιαπωνίας, τονίζει το ρόλο του υδρογόνου στη μείωση εκπομπών σε κρίσιμους τομείς, όπως η βαριά βιομηχανία, οι μεταφορές μεγάλων αποστάσεων, η αποθήκευση ενέργειας, και η θέρμανση. Το υδρογόνο μπορεί να αποτελέσει πρώτη ύλη για ένα φάσμα βιομηχανικών κλάδων, όπως διϋλιστήρια, πετροχημικά, αμμωνία και αλουμίνιο. Έχει επίσης πλεονεκτήματα συγκριτικά με εναλλακτικές επιλογές, όπως ότι δεν απαιτεί προσαρμογές για τη θέρμανση κτιρίων (συγκρινόμενο με τις αντλίες θερμότητας), εφόσον υπάρχει φυσικά σύνδεση με φυσικό αέριο. Επίσης, στις μεταφορές, ο χρόνος ανεφοδιασμού είναι σχεδόν το 1/10 της φόρτισης ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου.
Επισημαίνοντας το υψηλό κόστος και την αβεβαιότητα θεσμικού πλαισίου, ο ΔΟΕ κατέληξε στις εξής προτάσεις: τη χρήση μεγάλων βιομηχανικών ζωνών κοντά σε σημαντικά λιμάνια (π.χ. στη Βόρεια Θάλασσα στην Ευρώπη) για την ανάπτυξη της χρήσης υδρογόνου σε ευρεία κλίμακα, την ανάμιξη υδρογόνου με φυσικό αέριο στα υφιστάμενα δίκτυα αερίου, την επέκταση υδρογόνου στις μεταφορές, και τον καθορισμό διεθνών διαδρομών για το εμπόριο υδρογόνου σε παγκόσμιο επίπεδο. Δεν είναι τυχαίο ότι στους Ολυμπιακούς αγώνες του 2020 στο Τόκιο, η φλόγα θα ανάψει με υδρογόνο, σε μια χώρα που διαθέτει μια από τις πιο προηγμένες power-to-gas υποδομές.
6. Η εξέλιξη του κόστους
Σύμφωνα με τα στοιχεία του ΔΟΕ, το 2018 το κόστος παραγωγής υδρογόνου από φυσικό αέριο κυμάνθηκε στα $ 0.9-3.2 ανά κιλό, από άνθρακα στα $ 1.2-2.2 ανά κιλό, και από ΑΠΕ στα $ 3-7.5 ανά κιλό. Οι διαφοροποιήσεις αντανακλούν ιδίως την ετερογένεια των τιμών καυσίμων ή του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας στις περιοχές που εξετάστηκαν στον παγκόσμιο χάρτη. Ο Διεθνής Οργανισμός εκτιμά ότι έως το 2030 το κόστος παραγωγής πράσινου υδρογόνου μπορεί να μειωθεί κατά 30%, λόγω της μείωσης του κόστους των ΑΠΕ, του capex των ηλεκτρολυτών, και την ευρύτερη κλίμακα της τεχνολογίας (Έκθεση 2019). Στη μελέτη του Hydrogen Council, που παρουσιάστηκε στις 20 Ιανουαρίου 2020, οι εκτιμήσεις για τη μείωση κόστους έως το 2030 αγγίζουν το 50% για ένα ευρύ φάσμα επιλογών που αναλύθηκαν.
Σε προηγούμενη μελέτη (Hydrogen Council, Σεπτέμβριος 2018) εκτιμήθηκε ότι το κόστος πράσινου υδρογόνου το 2030 μπορεί να περιοριστεί κάτω από τα € 3 ανά κιλό, με τις εξής παραδοχές: €500/KW capex ηλεκτρόλυσης, €50/ΜWh κόστος ηλεκτρισμού και 50ΚWh/kg απόδοση. Αυτά τα κόστη συναρτώνται με την εγκατάσταση 20-40 GW ηλεκτρολυτών στην Ευρώπη, γεγονός που θα συμβάλει και στην εδραίωση του ρόλου των ευρωπαϊκών εταιρειών κατασκευής τους, καθώς τα κόστη ηλεκτρολυτών στην Κίνα είναι αισθητά μειωμένα.
Η μελέτη εκτιμά επίσης ότι 20-40 GW πρόσθετης ισχύος ΑΠΕ θα είναι εφικτά με την ανάπτυξη της ηλεκτρόλυσης, επιτρέποντας την μεταφορά 70-140 TWh ενέργειας από ΑΠΕ σε άλλους τομείς. Αντίστοιχα, εκτιμάται ότι το κόστος μεταφοράς μπορεί να περιοριστεί στο €1 ανά κιλό, για πολλαπλούς εναλλακτικούς τρόπους, με εστιασμένες επενδύσεις σε υποδομές. Αναφορικά με τα κόστη προσαρμογής των δικτύων φυσικού αερίου, αυτά εξαρτώνται από τη συγκέντρωση του στο μίγμα. Ενδεικτικά, στη Γαλλία το υφιστάμενο δίκτυο είναι συμβατό με 6% υδρογόνο, ενώ η προσαρμογή του σε μεγάλες συγκεντρώσεις, έχει εκτιμηθεί από τους Διαχειριστές στα 1-8 €/ΜWh, ανάλογα με το ποσοστό υδρογόνου.
7. Εξελίξεις στη βιομηχανία και την ηλεκτροπαραγωγή
Πρόσφατη Έκθεση της Bloomberg New Finance αναδεικνύει ότι η ηλεκτροπαραγωγή από υδρογόνο θα ήταν συμβατή με υφιστάμενες μονάδες φυσικού αερίου, με κάποιες αναβαθμίσεις στους αγωγούς αλλά και τη διαχείριση των μεγαλύτερων όγκων αερίου (λόγω μοριακών διαφορών μεταξύ υδρογόνου και μεθανίου). Kυρίως όμως, απαιτεί υψηλότερη θερμοκρασία και προκαλεί εκπομπές αζώτου, πέραν των αποδεκτών περιβαλλοντικών ορίων. Το ζήτημα αυτό αποτελεί αντικείμενο εκτενούς επιστημονικής έρευνας.
Οι πιλοτικές εφαρμογές διεθνώς εμφανίζουν ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών και χρήσεων. Ήδη η 1η εφαρμογή σε πραγματικό βιομηχανικό περιβάλλον (επεξεργασία σιδήρου και αλουμινίου), GrInHy 2.0 στη Γερμανία, που χρηματοδοτείται από ευρωπαϊκά κονδύλια, έχει συμπληρώσει 10.000 ώρες λειτουργίας (σε ηλεκτρόλυση, κυψέλη υδρογόνου ή θερμή εφεδρεία), επιτυγχάνοντας αξιοσημείωτη απόδοση σε ηλεκτρόλυση υψηλής θερμότητας, αξιοποιώντας και απόβλητα. Η μονάδα αναμένεται έως το 2022 να έχει παράξει 100 τόνους υδρογόνου. Είναι επίσης ενδεικτικό ότι στη Δανία μια μονάδα φυσικού αερίου μετατρέπεται σε 100% υδρογόνο, δεσμεύοντας και αποθηκεύοντας το CO2, με την εκτίμηση ότι σε μια δεκαετία θα πολλαπλασιάσει τα έσοδα της. Σημειώνεται επίσης ότι στην Κορέα μια βιομηχανία χημικών χρησιμοποιεί σε στρόβιλο 40 MW ως καύσιμο υδρογόνο, σε βαθμό έως και 90%, επί 20 χρόνια.
8. Πώς επηρεάζονται τα νέα έργα φυσικού αερίου;
Μετά την αβεβαιότητα που προκάλεσε η Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία για το μέλλον του φυσικού αερίου, αξιωματούχοι της Ευρωπαϊκής Επιτροπής διευκρίνισαν τον Ιανουάριο ότι ο ρόλος του λεγόμενου μεταβατικού καυσίμου παραμένει σημαντικός για την παροχή ευελιξίας, τονίζοντας ωστόσο, την ανάγκη επιτάχυνσης της απανθρακοποίησης του τομέα. Στο πλαίσιο αυτό, αναγνωρίστηκε ο ρόλος του βιομεθανίου, με την επισήμανση ότι δεν είναι επαρκές για να καλυφθούν οι απαιτήσεις σε απανθρακοποιημένο αέριο, ενώ υπήρξε σαφής αναφορά στη σημαντική διάσταση του υδρογόνου, ανεξαρτήτως προέλευσης (πράσινου ή μπλε). Σε πρώτο στάδιο, όπως αναφέρθηκε τον Νοέμβριο, η Ευρωπαϊκή πολιτική προσανατολίζεται στην έγχυση υδρογόνου στα δίκτυα αερίου σε ποσοστό 20%. Αξίζει να τονιστεί παράλληλα, ότι η ευρωπαϊκή πολιτική αποφεύγει γενικά τη θέσπιση ποσοστώσεων μεταξύ εναλλακτικών επιλογών, ώστε να αναδειχθεί η ανταγωνιστικότητά τους με βασικό κριτήριο την εξέλιξη του κόστους τους.
Τόσο ο Κανονισμός για τα έργα κοινού ευρωπαϊκού ενδιαφέροντος (PCI) όσο και τα εργαλεία χρηματοδότησης, όπως το CEF (Connecting Europe Facility) περιέχουν αναφορές σε αειφορία, χωρίς όμως ρητή αναφορά σε υδρογόνο. Η αναθεώρησή τους στο παρόν στάδιο δίνει τη δυνατότητα να εξειδικευτούν περαιτέρω οι νέες πολιτικές για την ενέργεια και το κλίμα. Είναι χαρακτηριστικό το γεγονός ότι ήδη υποδεικνύεται σε project promoters έργων φυσικού αερίου (αγωγών, υποδομών αεριοποίησης LNG ή αποθήκευσης φυσικού αερίου), να προβούν σε προσαρμογές συμβατότητας με το υδρογόνο. Όπως διευκρινίστηκε από στελέχη της DG Energy σε σχετική παρουσίαση, τα έργα φυσικού αερίου θα πρέπει να προσαρμοστούν, ώστε να πληρούν τις νέες απαιτήσεις της Πράσινης Συμφωνίας. Πιο συγκεκριμένα, τα έργα καλούνται να εξελιχθούν σε «climate-proof and decarbonisation-fit”.
9. Γεωπολιτική Διάσταση
Το υδρογόνο μπορεί να μεταβάλει ουσιωδώς το επίπεδο ενεργειακής εξάρτησης της Ευρωπαϊκής Ένωσης, διαφοροποιώντας αισθητά τις πηγές τροφοδοσίας καυσίμων. Επιπλέον, αναδεικνύει μια πιο ισορροπημένη κατανομή για παραγωγή πράσινου υδρογόνου εντός της Ευρώπης, καθώς αυξημένη παραγωγή από ΑΠΕ εμφανίζουν και οι χώρες του Νότου αλλά και του Βορρά, ιδίως λόγω υπεράκτιων αιολικών. Σε διεθνές επίπεδο, πυκνώνουν οι αναφορές στην Αυστραλία, τη Μέση Ανατολή και τη Βόρεια Αφρική, ως πιθανές χώρες για την εισαγωγή υδρογόνου. Αρκετοί είναι επίσης και οι εναλλακτικοί τρόποι μεταφοράς (π.χ. με μορφή αμμωνίας, συνθετικού LNG, υγρού υδρογόνου σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία, ή οργανικών μορίων που περιέχουν υδρογόνο). Τα τεχνικά και οικονομικά στοιχεία στο σύνολο της εφοδιαστικής αλυσίδας παραμένουν κρίσιμα.
10. Προκλήσεις
Οι προκλήσεις που ενέχει η τεχνολογία παραγωγής αλλά και η οικονομία του υδρογόνου είναι πολλαπλές. Η μετάβαση από τις δοκιμαστικές εφαρμογές μικρής κλίμακας σε ευρεία κλίμακα (scaling up), το κόστος των επιμέρους συνιστωσών (π.χ. κόστος ηλεκτρολυτών και ενέργειας από ΑΠΕ), οι τεχνολογικές εξελίξεις που υπεισέρχονται στην παραγωγή (μεμβράνες, καταλύτες), η ανάπτυξη του (χρήσεις, δίκτυα, συμπιεστές) και οι απαιτούμενες επενδύσεις σε υποδομές, είναι κρίσιμες παράμετροι, που επηρεάζουν αισθητά την ανταγωνιστικότητα του υδρογόνου.
Παράλληλα, ιδιαίτερη έμφαση αποδίδεται στην αντιμετώπιση των τεχνικών ζητημάτων που εντοπίζονται στους τομείς της μεταφοράς (π.χ. διασυνοριακά), της διανομής στα τελικά σημεία κατανάλωσης, των απωλειών, τη συμπίεση, τις μετρήσεις καθώς και την ασφάλεια των διαδικασιών. Είναι επίσης ενδιαφέρον ότι αναδύονται νέα επιχειρηματική μοντέλα στην εφοδιαστική αλυσίδα, αξιοποιώντας καινοτόμα υλικά και προσεγγίσεις που συνδυάζουν πολλαπλούς τομείς στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας (όπως βιομάζα και απόβλητα).
Η Δυναμική για το 2020
Η στρατηγική προσέγγιση για το υδρογόνο, που διαμορφώνεται σε ευρωπαϊκό επίπεδο, αλλά και οι εθνικές πολιτικές στήριξης είναι καταλυτικής σημασίας, ώστε να επιτευχθούν επίπεδα που θα επιτρέπουν τις οικονομίες κλίμακας. Η μελέτη του Hydrogen Council (Ιανουάριος 2020) παρουσιάζει μια εκτενή ανάλυση για το πότε θα επιτευχθεί cost-parity, υπό διάφορες παραδοχές, για ένα φάσμα μέσων μεταφοράς με κυψέλες υδρογόνου (π.χ. επιβατικά αυτοκίνητα, ταξί, λεωφορεία, βαρέα οχήματα, πλοία, τρένα). Ενδεικτικά, θέτει ως στόχο 3700 σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου στην Ευρώπη έως το 2030, προκειμένου να υπάρξει μια αναγκαία μάζα για σημαντική πτώση του κόστους στις οδικές μεταφορές.
Η Έκθεση του ΔΟΕ εντοπίζει ισχυρή τάση στήριξης (momentum) για το υδρογόνο σε διεθνές επίπεδο, με αρκετές χώρες να εφαρμόζουν ήδη πολιτικές στήριξης και κινήτρων, που το 2018 υπερβαίνουν τις 50. Πολλά από τα Εθνικά Σχέδια Δράσης για την Ενέργεια και το Κλίμα που έχουν υποβληθεί στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή περιέχουν πλέον αναφορές σε υδρογόνο. Αντίστοιχα, στη χώρα μας η κατάρτιση του εθνικού σχεδίου για το υδρογόνο είναι κομβικής σημασίας, καθώς μπορεί να λειτουργήσει συμπληρωματικά με εναλλακτικές βιώσιμες λύσεις, δημιουργώντας συνέργειες, μείωση κόστους μακροπρόθεσμα, και νέα οικονομική αξία στην πορεία προς την απανθρακοποίηση.
Μια κοινή εκτίμηση είναι ότι η Γερμανική Προεδρεία στην Ευρωπαϊκή Ένωση στο 2ο εξάμηνο του 2020, θα επιταχύνει την επίλυση τεχνικών και θεσμικών ζητημάτων σε πανευρωπαϊκό επίπεδο, με έναν συγκροτημένο και ολιστικό τρόπο. Ως αφετηρία επισημαίνεται η καλύτερη ενσωμάτωση των ΑΠΕ, η επιτάχυνση της απανθρακοποίησης με σύζευξη τομέων, και η εδραίωση της ευρωπαϊκής βιομηχανίας στο νέο περιβάλλον.
Κατ’ αντιστοιχία, η αναθεώρηση πλήθους Κοινοτικών Οδηγιών και Κανονισμών, σε ένα φάσμα θεμάτων, που θα εκτείνονται από τις ΑΠΕ έως τα κτίρια, το σχήμα εμπορίας ρύπων, τις εκπομπές μεθανίου και τις υποδομές εναλλακτικών καυσίμων, θα δώσουν στα κράτη μέλη της ΕΕ τη σαφήνεια που απαιτείται για να υλοποιήσουν συνεκτικές δράσεις για την προώθηση του υδρογόνου. Η βασική αρχή που τονίζουν οι ρυθμιστικές αρχές ενέργειας είναι η διαμόρφωση ενός ρυθμιστικού πλαισίου που θα επιτρέπει ισότιμα την ανάπτυξη εναλλακτικών επιλογών, με όρους ανταγωνισμού και συνέργειες τομέων, ώστε η ενεργειακή μετάβαση να επιτευχθεί με το ελάχιστο δυνατό κόστος.
Νεκταρία Καρακατσάνη*
energypress.gr
*Η κ. Νεκταρία Καρακατσάνη είναι μέλος της Ολομέλειας της ΡΑΕ, του CEER και της Ολομέλειας Ρυθμιστών του ACER.
