Kreport > articles > Πράσινο υδρογόνο, η προϋπόθεση για απεξάρτηση από άνθρακα

Πράσινο υδρογόνο, η προϋπόθεση για απεξάρτηση από άνθρακα

Του Στάθη Λιδωρίκη

 Το 2020 μπορεί να το θυμόμαστε για την τραγική κρίση της πανδημίας COVID-19, ήταν όμως ταυτόχρονα μια πολύ σημαντική χρονιά για την παγκόσμια ενεργειακή μετάβαση και την αυξανόμενη δυναμική ανάπτυξη της τεχνολογίας υδρογόνου. Πολλές χώρες ανακοίνωσαν στρατηγικές για την ανάπτυξη του υδρογόνου ως βασικού ενεργειακού φορέα. Παράλληλα, πολλές χώρες, πόλεις και εταιρείες έχουν υιοθετήσει στόχους για τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που σχετίζονται με την ενέργεια, φέρνοντας στην πρώτη γραμμή την ανάγκη για υδρογόνο.

Αλλά όλοι οι τύποι υδρογόνου δεν είναι συμβατοί με βιώσιμη, κλιματικά ασφαλή χρήση ενέργειας ή καθαρές μηδενικές εκπομπές. Μόνο το καλούμενο «πράσινο»
 (green) υδρογόνο, που παράγεται με την ηλεκτρόλυση νερού με χρήση ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας, πληροί αυτά τα κριτήρια, τα οποία επίσης συμβάλλουν στην αποφυγή του «γκρίζου» (grey )και υβριδικού «μπλε» (blue) υδρογόνου. Το πράσινο υδρογόνο αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της μετάβασης από τα ορυκτά καύσιμα. Η ανάπτυξή του θα είναι καθοριστικής σημασίας για τομείς όπως η αεροπορία, η διεθνής ναυτιλία και η βαριά βιομηχανία, όπου η ενεργειακή ένταση είναι υψηλή και οι εκπομπές είναι πιο δύσκολο να μειωθούν. Ωστόσο, το πράσινο υδρογόνο δεν μπορεί να αναπτυχθεί χωρίς ευρεία και συντονισμένη υποστήριξη σε όλη την αλυσίδα αξίας.

Κατά τα τελευταία δύο χρόνια σημειώθηκε αυξημένη δυναμική, με περίπου 20 χώρες να υιοθετούν μια εθνική στρατηγική για το υδρογόνο ή να ανακοινώνουν την πρόθεσή τους να το πράξουν. Ωστόσο, για την εκπλήρωση των  φιλόδοξων κλιματικών στόχων και τη διατήρηση της αύξησης της μέσης παγκόσμιας θερμοκρασίας στους 1,5 °C -2,0 oC, απαιτείται πολύ πιο ουσιαστική ανάπτυξη – σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας καθώς και σε δυναμικότητα πράσινου υδρογόνου.

Η ανάπτυξη πράσινου υδρογόνου, θα μείωνε την ανάγκη δέσμευσης άνθρακα παρέχοντας καθαρότερη ενέργεια. Ωστόσο, παραμένουν σημαντικά εμπόδια. Σήμερα, το πράσινο υδρογόνο κοστίζει, κατά μέσο όρο, μεταξύ δύο και τρεις φορές περισσότερο από το μπλε υδρογόνο, δηλαδή το υδρογόνο που παράγεται με δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2).

Προς την κατεύθυνση της παραγωγής πράσινου υδρογόνου είναι ανάγκη να διερευνηθούν στρατηγικές και πολιτικές για την προώθηση της καινοτομίας, μείωση του κόστους των μονάδων ηλεκτρόλυσης και παραγωγή πράσινου υδρογόνου στο ελάχιστο κόστος. Με μεγαλύτερες εγκαταστάσεις παραγωγής, τυποποίηση σχεδιασμού οι προτεινόμενες στρατηγικές  θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σημαντικές μειώσεις στο κόστος παραγωγής πράσινου υδρογόνου.

Αλλά για να επιτευχθεί αυτό σημαντικό ρόλο θα παίξει ο καθορισμός του σωστού επιχειρηματικού μοντέλου, η δημιουργία αγορών για το πράσινο υδρογόνο και  η βελτιστοποίηση της εφοδιαστικής αλυσίδας με τρόπο που θα οδηγεί σε μια μετάβαση που θα διαμορφώνει ένα καθαρό και ανθεκτικό ενεργειακό σύστημα.

Δυστυχώς στη χώρα μας, μέχρι σήμερα, η όποια επενδυτική προσπάθεια σε μια σύγχρονη τεχνολογία βασίζεται, σε μεγάλο βαθμό, στην αποσπασματική και πολλές φορές ευκαιριακή προώθηση επενδυτικών σχημάτων, χωρίς ένα συγκεκριμένο εθνικό πλαίσιο που θα περιλαμβάνει  στόχους και προοπτικές ανάπτυξης.

Ειδικά για την μετάβαση στο πράσινο υδρογόνου και την επίτευξη του στόχου για καθαρές μηδενικές εκπομπές στη χώρα μας, θα πρέπει το κράτος να αναλάβει ηγετικό ρόλο στη διευκόλυνση της μετάβασης σε καθαρή ενέργεια, με τη θέσπιση πλαισίων πολιτικής που θα ενθαρρύνουν την ολοκληρωμένη δράση.

Οι πολιτικές αυτές θα πρέπει να επικεντρώνονται στην ανάγκη για:

  1. Ανάπτυξη στρατηγικών και οδικών χαρτών για τον ρόλο του υδρογόνου στα ενεργειακά συστήματα
    Eθνικές στρατηγικές και οδικοί χάρτες υδρογόνου με συγκεκριμένα ορόσημα για την υλοποίηση και συγκεκριμένους στόχους για παραγωγή και χρήση υδρογόνου είναι απαραίτητα για να σηματοδοτηθεί η δέσμευση της κυβέρνησης στην επέκταση της παροχής και χρήσης υδρογόνου. Στην ιδανική περίπτωση, θα έπρεπε να αποτελούν μέρος των ευρύτερων κυβερνητικών στρατηγικών για την επίτευξη στόχων για το κλίμα, θέτοντας το υδρογόνο ως μέρος του αναμενόμενου ενεργειακού μέλλοντος.

      Ενδεικτικά αναφέρονται η διαμόρφωση οδικών χαρτών και στρατηγικών ορισμένων χωρών, ως μέρος της πολιτικής των για την ανάπτυξη του υδρογόνου:

       ΗΠΑ:  2020     Σχέδιο Προγράμματος Υδρογόνου του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ DOE Hydrogen Program Plan)  για την ενθάρρυνση της Έρευνας και ανάπτυξης (R&D) σε τεχνολογίες που σχετίζονται με το υδρογόνο.
            2021 Hydrogen Energy Earthshot, μια φιλόδοξη πρωτοβουλία για τη μείωση του κόστους του καθαρού υδρογόνου κατά 80% – σε 1,00 $/kg H2 – έως το 2030.

    Ιαπωνία:  2017: Στρατηγική για το υδρογόνο
                   2021: Στρατηγική για την πράσινη ανάπτυξη
    Καναδάς:   2020: Στρατηγική για το υδρογόνο
    Αυστραλία: 2019: Εθνική Στρατηγική για το υδρογόνο
    Κορέα:  2019: Οδικός χάρτης για το υδρογόνο
    Χιλή:  2020 Στρατηγική για το πράσινο υδρογόνο
    Ολλανδία: 2020 Στρατηγική για το πράσινο υδρογόνο
    Γαλλία: 2021 Στρατηγική για το πράσινο υδρογόνο
    Βρετανία:  2021 Στρατηγική για το υδρογόνο

  1. Δημιουργία ισχυρών κινήτρων για τη χρήση υδρογόνου χαμηλών εκπομπών άνθρακα με στόχο την εκτόπιση των ορυκτών καυσίμων.
    Η δημιουργία ζήτησης αποτελεί  βασικό μοχλό για την τόνωση της υιοθέτησης του υδρογόνου ως ένας φορέας καθαρής ενέργειας. Ωστόσο, η χρήση υδρογόνου χαμηλών εκπομπών άνθρακα είναι περισσότερο δαπανηρή από τη χρήση υφιστάμενων τεχνολογιών, είτε κανείς συγκρίνει με το υδρογόνο με βάση τα ορυκτά καύσιμα σε παραδοσιακές χρήσεις ή καύση ορυκτών καυσίμων σε πιθανές νέες εφαρμογές υδρογόνου.
  2. Κινητοποίηση επενδύσεων σε παραγωγικά περιουσιακά στοιχεία, υποδομές και παραγωγικές μονάδες.
    Ένα πλαίσιο πολιτικής που τονώνει αποτελεσματικά τη ζήτηση, μπορεί να   ενεργοποιήσει επενδύσεις σε μονάδες παραγωγής χαμηλών εκπομπών άνθρακα, ανάπτυξη υποδομών και παραγωγικής δυναμικότητας. Η επίτευξη φιλόδοξων κλιματικών στόχων θα απαιτήσει πρόσθετη πολιτική δράση για την επιτάχυνση της χρήσης ηλεκτρόλυσης και δέσμευσης άνθρακα στην παραγωγή υδρογόνου, ανάπτυξη υποδομής ειδικά για το υδρογόνο και αύξηση της παραγωγικής δυναμικότητας για βασικές τεχνολογίες υδρογόνου (π.χ. κυψέλες καυσίμου και ηλεκτρολύτες).
  1. Παροχή ισχυρής υποστήριξης σε καινοτομία για να διασφαλιστεί ότι οι κρίσιμες τεχνολογίες φθάνουν σε γρήγορη εμπορική αξιοποίηση.
    Ενώ οι βασικές τεχνολογίες υδρογόνου είναι έτοιμες να αρχίσουν να κλιμακώνονται, η συνεχής καινοτομία είναι κρίσιμη για τη μείωση του κόστους και την αύξηση του ανταγωνισμού. Χρειάζονται, επομένως, στο άμεσο μέλλον, έντονες προσπάθειες να παρουσιαστούν σε στάδιο επίδειξης (demonstration) αρκετές αναδυόμενες τεχνολογίες σε κλίμακα για να διασφαλιστεί ότι φτάνουν στην εμπορική αξιοποίηση (commercialization) στις αρχές αυτής της δεκαετίας και απελευθερώνουν  πλήρως το δυναμικό της ζήτησης υδρογόνου.
  1. Καθιέρωση κατάλληλου καθεστώτος πιστοποίησης (certification), τυποποίησης (standardization) και ρύθμισης (regulation).
    Επειδή, η υιοθέτηση του υδρογόνου ως καθαρού καυσίμου αναμένεται να τονώσει την ανάπτυξη νέων αγορών και αλυσίδων αξίας, για την  μείωση των φραγμών για τους ενδιαφερόμενους, θα απαιτηθούν ρυθμιστικά πλαίσια (certification), συστήματα πιστοποίησης (standardization) και ρύθμιση (regulation).  Βραχυπρόθεσμα, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να αναπτυχθούν πρότυπα (standards) σε τρεις τομείς και πιο συγκεκριμένα:
  • Διεθνές εμπόριο
  • Ασφάλεια.
  • Υιοθέτηση τεχνολογίας (για παράδειγμα διεθνώς εναρμονισμένα πρότυπα για ακροφύσια (nozzles), βαλβίδες, καυστήρες και δεξαμενές αποθήκευσης.

Καθώς όλες αυτές οι πολιτικές είναι αλληλένδετες, η υλοποίηση της μιας επηρεάζει τα πιθανά αποτελέσματα των άλλων. Κάποιες είναι τα πρώτα φυσικά βήματα, όπως ο καθορισμός του ρόλου του υδρογόνου στην εθνική ενεργειακή στρατηγική.

Ωστόσο, είναι απίθανο αυτός ο ρόλος να μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς επαρκή μέτρα τόνωσης για τη δημιουργία ζήτησης και την κινητοποίηση επενδύσεων για την υποδομή που απαιτείται για τη σύνδεση παραγωγών και χρηστών υδρογόνου στα αρχικά στάδια υιοθέτησης. Η ανάπτυξη μιας τέτοιας υποδομής απαιτεί σχεδιασμό μεταξύ διαφορετικών ενδιαφερομένων, με το κράτος να διαδραματίζει βασικό ρόλο ως συντονιστής.

Ο συντονισμός των προσπαθειών μπορεί να διευκολυνθεί εάν οι ρόλοι των διαφόρων  ενδιαφερομένων μερών (stakeholders) είναι ξεκάθαροι και κατάλληλα οριζόμενοι στις στρατηγικές και στους οδικούς χάρτες υδρογόνου.

Η ανάπτυξη της αγοράς θα εξαρτηθεί επίσης από την κατάλληλη ρύθμιση για την εξασφάλιση δίκαιου ανταγωνισμού.

Τελικά, αυτά τα χαρακτηριστικά λειτουργούν όλα μαζί σαν γρανάζια σε ένα σύστημα: Πρέπει όλα να είναι στη θέση τους και να λειτουργούν με συντονισμένο τρόπο διασφαλίζοντας, εντός της επόμενης δεκαετίας, την αποτελεσματική υιοθέτηση τεχνολογιών υδρογόνου στα απαιτούμενα επίπεδα. Η επιτυχία αυτών των πολιτικών θα εξαρτηθεί, επίσης, και από άλλα μέτρα, όπως η ανάπτυξη προγραμμάτων κατάρτισης για τη δημιουργία ειδικευμένου εργατικού δυναμικού, έτοιμου να αναπτυχθεί και να λειτουργήσει νέες καινοτόμες τεχνολογίες υδρογόνου.

Συμπερασματικά, θα πρέπει να υιοθετηθεί στη χώρα μας μια ευέλικτη προσέγγιση στην οποία οι στρατηγικές και οι στόχοι επανεξετάζονται συχνά για να λάβουν υπόψη τις τελευταίες εξελίξεις, έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα κατάργησης των εμποδίων στην αγορά με παράλληλη  υποστήριξη της τεχνολογικής ανάπτυξης, καθώς η αγορά αναπτύσσεται.