Ο «θαυμαστός καινούργιος κόσμος» του υδρογόνου έρχεται πιο κοντά

Οι τεχνολογικές εξελίξεις και οι νέες μεγάλες πολυεθνικές επενδύσεις που βρίσκονται στα σκαριά εντείνουν το ρυθμό της ενεργειακής μετάβασης - Οι προβλέψεις για το ζήτημα του κόστους

Στο φόντο της ενεργειακής κρίσης που μαστίζει την Ευρώπη και όλο τον κόσμο, πυκνώνουν οι εξελίξεις γύρω από την υπόθεση του υδρογόνου. Μια λύση της «επόμενης μέρας», η οποία ωστόσο με τα νέα τεχνολογικά επιτεύγματα, αλλά και τις νέες μεγάλες επενδύσεις που ανακοινώνονται, έρχεται πιο κοντά…

Πολύ πρόσφατα ανακοινώθηκε μια νέα ανακάλυψη γύρω από το πρόβλημα της ηλεκτρόλυσης, ενώ παράλληλα έγιναν γνωστές τέσσερις ακόμη μεγάλες διεθνείς συνεργασίες για την ανάπτυξη πράσινου υδρογόνου στη Γερμανία, τη Μέση Ανατολή και την Αυστραλία.

Η τεχνολογία RuggedCell

Η Hydrogen Optimized με έδρα το Τορόντο, θυγατρική της Key DH Technologies, ανακοίνωσε ότι ολοκλήρωσε ένα σύστημα μονοπολικής ηλεκτρόλυσης με την ονομασία RuggedCell, που μπορεί να αυξάνει από τα 0 στα 50.000 αμπέρ σε λιγότερο από 10 δευτερόλεπτα.

«Αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι η τεχνολογία RuggedCell μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σταθεροποίηση των ηλεκτρικών δικτύων και τη βελτιστοποίηση της ανάκτησης ενέργειας από διαλείπουσες ΑΠΕ όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια», δήλωσε η εταιρεία αναφερόμενη στους ηλεκτρολύτες αλκαλικού νερού.

«Μέχρι τώρα οι ειδικοί στο πράσινο υδρογόνο συμφωνούσαν ότι μόνο οι ηλεκτρολύτες νερού PEM θα μπορούσαν να απορροφήσουν και να
αποβάλουν γρήγορα ηλεκτρική ενέργεια και ως εκ τούτου να χρησιμοποιηθούν για τη σταθεροποίηση μεταβλητών πηγών ηλεκτρικής
ενέργειας. Έχουμε πλέον αποδείξει ότι η αλκαλική τεχνολογία RuggedCell, η οποία είναι μοναδικά επεκτάσιμη σε μεμονωμένες εγκαταστάσεις συστημάτων στα εκατοντάδες μεγαβάτ, βελτιώνει την ικανότητα της τεχνολογίας PEM να χειρίζεται μεταβλητά επίπεδα ισχύος», σχολίασε ο CEO της Hydrogen Optimized, Andrew Stuart, σύμφωνα με σχετικό ρεπορτάζ του PV Magazine.

Στα σκαριά νέες μεγάλες πολυεθνικές επενδύσεις

Την ίδια ώρα, ανακοινώνονται μια σειρά από νέες επενδύσεις. Ο γαλλικός πολυεθνικός κολοσσός Engie και η κρατική εταιρεία των Ηνωμένων Αραβικών Εμιράτων Masdar υπέγραψαν συμφωνία στρατηγικής συμμαχίας την περασμένη εβδομάδα για να διερευνήσουν την από κοινού ανάπτυξη ενός κόμβου πράσινου υδρογόνου με έδρα τα ΗΑΕ. «Οι δύο εταιρείες επιδιώκουν να αναπτύξουν έργα με ισχύ τουλάχιστον 2 GW έως το 2030, με τη συνολική επένδυση να φτάνει τα 5 δις δολάρια», όπως ανακοίνωσαν.

Επίσης, η ιαπωνική Kawasaki Heavy Industries και η γερμανική RWE, –η οποία σημειωτέον έχει συμφωνία στρατηγικής συνεργασίας με τη ΔΕΗ στον τομέα των ΑΠΕ-, σχεδιάζουν να εγκαταστήσουν έναν αεριοστρόβιλο υδρογόνου που θα βασίζεται σε ανανεώσιμες πηγές πράσινου υδρογόνου στο Lingen της Γερμανίας.

Ειδικότερα, στον υφιστάμενο σταθμό ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργεί με φυσικό αέριο στο Lingen, η RWE σκοπεύει να παράγει πράσινο υδρογόνο με ηλεκτρολύτες που τροφοδοτούνται από ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια. Η εταιρεία σχεδιάζει να κατασκευάσει μια πρώτη μονάδα ηλεκτρόλυσης 100 MW έως το 2024, η οποία πρόκειται να επεκταθεί στα 2 GW μέχρι το τέλος της δεκαετίας.

Η Kawasaki έχει αναπτύξει δύο διαφορετικούς τύπους συστημάτων καύσης για να επιτύχει 100% λειτουργία υδρογόνου. Όπως αναφέρεται σχετικά «το ένα είναι μια φλόγα διάχυσης (diffusion flame), το άλλο ένας καυστήρας Dry-Low-Emission (DLE). Στην αρχή, ο diffusion flame combustor θα εφαρμοστεί για το έργο H2GT-Lingen και θα χρησιμοποιεί έγχυση νερού για την επίτευξη χαμηλών εκπομπών. Σε μια επόμενη φάση, θα αντικατασταθεί από έναν καυστήρα Micro-Mix DLE (MMX-combustor). Η Kawasaki δηλώνει ότι στοχεύει να επιτύχει «αυτόνομη ουδετερότητα άνθρακα το 2030 μέσω ανεξάρτητων πρωτοβουλιών που επικεντρώνονται στην παραγωγή ενέργειας από υδρογόνο». Επίσης, θέλει να μεταφέρει 225.000 τόνους υγροποιημένου υδρογόνου από το εξωτερικό στην Ιαπωνία το 2030.

Ακόμη, ο γερμανικός όμιλος ThyssenKrupp Industrial Solutions και η αυστραλιανή εισηγμένη εταιρεία ορυκτών Infinity Lithium συνεργάζονται για να δοκιμάσουν την εφαρμογή του πράσινου υδρογόνου στην τροφοδοσία της διαδικασίας χημικής μετατροπής του λιθίου. Η νέα τεχνολογία «θα μπορούσε να ενσωματωθεί τόσο στο San José Lithium Project (στην Ισπανία) όσο και στις διαδικασίες υδρομεταλλουργικής μετατροπής λιθίου Infinity GreenTech», αναφέρεται σε σχετική ανακοίνωσή τους.

Παράλληλα, η βρετανική εταιρεία διανομής φυσικού αερίου SGN, η Macquarie’s Green Investment Group (GIG) και η θυγατρική της ExxonMobil, Esso Petroleum, υπέγραψαν MoU για να διερευνήσουν τη χρήση υδρογόνου και δέσμευσης άνθρακα με στόχο τη μείωση των εκπομπών στο βιομηχανικό σύμπλεγμα του Σαουθάμπτον. «Μια αρχική μελέτη σκοπιμότητας από την SGN και την GIG δείχνει ότι η ετήσια ζήτηση υδρογόνου από το σύμπλεγμα, στο οποίο βρίσκεται το συγκρότημα Fawley της ExxonMobil, θα μπορούσε να αυξηθεί έως και τις 37 TWh έως το 2050, συμπεριλαμβανομένης της ζήτησης για θέρμανση 800.000 κατοικιών στη Νότια Αγγλία», δήλωσε πριν λίγες μέρες η ExxonMobil. Σύμφωνα με τη μελέτη σκοπιμότητας, οι εγκαταστάσεις δέσμευσης άνθρακα θα μπορούσαν αρχικά να δεσμεύσουν περίπου 2 εκατομμύρια τόνους CO2 ετησίως, συμπεριλαμβανομένης της αρχικής παραγωγής περίπου 4,3 TWh υδρογόνου ετησίως.

Υπάρχουν, όμως, κι άλλες συνεργασίες γύρω από το υδρογόνο.

Η κυβέρνηση της Νότιας Αυστραλίας, η ελβετική πολυεθνική Trafigura και η εισηγμένη στο Euronext Nyrstar, ανακοίνωσαν κοινή επένδυση για την κατασκευή μιας εγκατάστασης παραγωγής, σε εμπορική κλίμακα, πράσινου υδρογόνου στο Port Pirie, μια πόλη βόρεια της Αδελαΐδας.

Σύμφωνα με τις επίσημες δηλώσεις, η τελική επενδυτική απόφαση για το Port Pirie Green Hydrogen Project αναμένεται να ληφθεί μέχρι το τέλος του 2022 και η κατασκευή να ξεκινήσει το 2023.

Το έργο, ύψους 750 εκατομμυρίων AU$, θα παράγει αρχικά 20 τόνους (tpd) πράσινου υδρογόνου ημερησίως για εξαγωγή με τη μορφή πράσινης αμμωνίας. Στην πλήρη ανάπτυξή του θα παράγει 100 τόνους την ημέρα από έναν ηλεκτρολύτη 440 MW. Σε εκείνο το στάδιο, το έργο θα στόχευε τόσο στις εξαγωγές όσο και στην εγχώρια αγορά.

Το θέμα της αποκλιμάκωσης του κόστους

Εκτός από τις τεχνολογικές εξελίξεις και τις σχεδιαζόμενες επενδύσεις υπάρχει και το θέμα του κόστους.

Πάνω σε αυτό, η Wood Mackenzie στην έκθεσή της «Hydrogen cost 2021: Gaming to scale», εκτιμά ότι η ευρεία δημοσιότητα γύρω από το υδρογόνο βοηθά το πράσινο υδρογόνο να γίνει μακροπρόθεσμα ανταγωνιστικό ως προς το κόστος, προσθέτοντας ότι η πτώση στις τιμές των ηλεκτρολυτών θα επιτρέψει ειδικότερα να «είναι ανταγωνιστικό σε 12 αγορές, -αυτές με τα υψηλότερα ποσοστά χρήσης και τις χαμηλότερες τιμές ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές-, έως το 2030».

Σύμφωνα με την έκθεση, η Βραζιλία και η Χιλή είναι από τους πρωτοπόρους στην αξιοποίηση φθηνών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου εκτός δικτύου. «Μέχρι το 2050, 20 από τις 24 χώρες στην ανάλυσή μας “βλέπουν” πολύ ανταγωνιστικό κόστος πράσινου υδρογόνου», επισήμαναν οι αναλυτές της Wood. Στην έκθεση περιλαμβάνονται οι Αυστραλία, Βέλγιο, Βραζιλία, Καναδάς, Χιλή, Κίνα, Γαλλία, Γερμανία, Ινδία, Ινδονησία, Ιταλία, Ιαπωνία, Μαλαισία, Μαρόκο, Ολλανδία, Νορβηγία, Ομάν, Πορτογαλία, Ρωσία, Σαουδική Αραβία, Νότια Κορέα, Ισπανία και Ηνωμένο Βασίλειο, που κατά την Wood Mackenzie αναμένουν σημαντική πτώση του capex των ηλεκτρολυτών έως το 2025. Το κόστος θα μειωθεί από τις οικονομίες κλίμακας, τους νεοεισερχόμενους στην αγορά, και τον μεγαλύτερο αυτοματισμό. Ωστόσο η αποκλιμάκωση θα συναρτάται και ανάλογα με τους διαφορετικούς τύπους ηλεκτρολύτη.

Πάντως, η παγκόσμια εκτιμώμενη δυναμικότητα κατασκευής ηλεκτρολυτών από μόλις 200 MW το 2019, τώρα είναι περίπου στα 6,3 GW.

Όλα δείχνουν, λοιπόν, ότι η μετάβαση στην οικονομία του υδρογόνου έχει αρχίσει. Η πορεία δεν θα είναι σύντομη, αλλά σίγουρα ο στόχος φαντάζει πιο κοντά σε σχέση με λίγα χρόνια πριν.