potražnja za vodonikom

Budućnost vodonika

Dr Fati Birol: „Vodonik je danas doživeo zalet bez presedana. Svet ne bi smeo propustiti ovu jedinstvenu priliku da vodonik učini važnim delom naše čiste i sigurne energetske budućnosti.“

Na zahtev vlade Japana, tokom predsedavanja Grupom 20 (G20), Međunarodna agencija za energetiku (IEA) izradila je ovaj značajan izveštaj kako bi analizirala trenutno stanje vodonika i ponudila smernice o njegovom budućem razvoju.

Izveštaj otkriva da čisti vodonik trenutno dostiže izuzetan politički i poslovni zalet, a broj politika i projekata širom sveta se brzo širi. Zaključeno je da je vreme da se poveća tehnologija i smanje troškovi, kako bi vodonik mogao dobiti široku upotrebu. Predviđene pragmatične i korisne preporuke će omogućiti vladama i industriji da u potpunosti iskoriste ovaj sve veći zalet.

Vodonik i energija imaju dugu zajedničku istoriju – od pokretanja prvih motora sa unutrašnjim sagorevanjem pre više od 200 godina, do toga da su postali sastavni deo moderne prerađivačke industrije. Lagan je, može da se skladišti, velike energetske gustine, i ne proizvodi direktne emisije štetnih gasova ili gasova koji izazivaju efekat staklene bašte. Ali da bi vodonik dao značajan doprinos tranziciji ka čistoj energiji, potrebno ga je usvojiti u sektorima u kojima gotovo u potpunosti nije prisutan, poput transporta, građevinarstva i proizvodnje električne energije.

Potražnja za vodonikom

Snabdevanje industrijskih korisnika vodonikom je sada značajan posao širom sveta. Potražnja za vodonikom, koja je porasla više nego trostruko od 1975. godine, i dalje raste. Vodonik koji se isporučuje gotovo u potpunosti potiče iz fosilnih goriva, pri čemu se 6% globalnog prirodnog gasa i 2% svetskog uglja iskoristi za potrebe proizvodnje vodonika.

Kao posledica toga, proizvodnja vodonika odgovorna je za emisiju CO2 u visini oko 830 miliona tona ugljen-dioksida godišnje, što je ekvivalentno emisiji CO2 Ujedinjenog Kraljevstva i Indonezije zajedno.

Globalna potražnja za čistim vodonikom, 1975-2018

Rastuća podrška

Povećava se broj zemalja koje donose politike koje direktno podržavaju ulaganje u vodonične tehnologije.

Danas postoji oko 50 ciljeva, direktiva i političkih podsticaja koji direktno podržavaju vodonik, a većina je usredsređena na transport.

Tokom poslednjih nekoliko godina, porasla je globalna potrošnja na istraživanje, razvoj i verifikaciju energije vodonika, od strane nacionalnih vlada, ali je i dalje niža od vrhunca koji je dostigla 2008. godine.

Trenutna podrška politika za upotrebu vodonika, 2018

Proizvodnja vodonika

Vodonik se može dobiti iz fosilnih goriva i biomase, iz vode ili iz kombinacije oba. Prirodni gas je trenutno primarni izvor proizvodnje vodonika, sa tri četvrtine godišnje globalne namenske proizvodnje vodonika, odnosno oko 70 miliona tona. Na ovo odlazi oko 6% globalne upotrebe prirodnog gasa. Ugalj je odmah posle gasa, zbog njegove dominantne uloge u Kini, a mali deo se proizvodi upotrebom nafte i električne energije.

Na proizvodne troškove vodonika iz prirodnog gasa utiče niz tehničkih i ekonomskih faktora, pri čemu su dva najvažnija cena gasa i kapitalni izdaci.

Troškovi goriva su najveća komponenta troškova, čineći između 45% i 75% proizvodnih troškova. Niske cene gasa na Bliskom istoku, u Rusiji i Severnoj Americi su dovele do najnižih troškova proizvodnje vodonika. Uvoznici gasa poput Japana, Koreje, Kine i Indije moraju se boriti sa višim cenama uvoza gasa, a to dovodi do većih troškova proizvodnje vodonika.

Troškovi proizvodnje vodonika upotrebom prirodnog gasa u odabranim regionima, 2018

Iako se manje od 0,1% svetske namenske proizvodnje vodonika danas dobija elektrolizom vode, do sve većeg interesovanja za vodonikom koji nastaje elektrolizim dolazi zbog smanjenja troškova obnovljive električne energije, posebno troškova koji potiču od solarne energije i energije vetra.

 

Paziti na troškove

Namenska proizvodnja električne energije iz obnovljivih izvora ili nuklearne energije je alternativa proizvodnji vodonika upotrebom električne energije iz mreže.

Sa padom troškova za električnu energiju iz obnovljivih izvora, posebno solarnih panela i vetroparkova, raste interesovanje za vodonik iz elektrolize, i poslednjih godina je demonstrirano nekoliko projekata. Proizvodnja vodonika iz svih postojećih, danas dostupnih proizvodnih postrojenja za vodonik, uz upotrebu električne energije, dovelo bi do potrebe za električnom energijom u visini od 3 600 TWh, što je više od ukupne godišnje proizvodnje električne energije u Evropskoj uniji.

Troškovi proizvodnje vodonika prema izvorima proizvodnje, 2018

Sa opadajućim troškovima energije iz solarnih panela i vetroparkova, izgradnja elektrolizatora na lokacijama sa uslovima koji pogoduju za obnovljivim izvorima, mogla bi postati jeftina opcija za snabdevanje vodonikom, čak i nakon što se uzmu u obzir troškovi transporta vodonika sa često udaljenih lokacija obnovljivih izvora, do krajnjih korisnika.

 

Različite upotrebe vodonika

  • Vodonik se danas dominantno upotrebljava u industrijama, i to: preradi nafte, proizvodnji amonijaka, proizvodnji metanola i proizvodnji čelika. Gotovo sav ovaj vodonik potiče iz fosilnih goriva, tako da postoji značajna mogućnost za smanjenje emisija.
  • U transportu, konkurentnost automobila sa pogonom na vodonične ćelije zavisi od troškova gorivnih ćelija i stanica za punjenje gorivom, dok je za kamione prioritet smanjenje isporučene cene vodonika. Brodarstvo i vazduhoplovstvo imaju ograničene mogućnosti nisko-ugljeničnih goriva i pružaju priliku za primenu goriva na bazi vodonika.
  • U građevinastvu se vodonik može mešati u postojeće mreže prirodnog gasa, sa najvećim potencijalom u stambenim i poslovnim zgradama, posebno u gusto naseljenim gradovima, dok bi dugoročni izgledi mogli da uključe direktnu upotrebu vodonika u kotlovima na vodonik ili gorivnim ćelijama.
  • U proizvodnji električne energije, vodonik je jedna od vodećih opcija za skladištenje obnovljive energije, a vodonik i amonijak se mogu koristiti u gasnim turbinama za povećanje fleksibilnosti elektroenergetskog sistema. Amonijak se takođe može koristiti u elektranama na ugalj za smanjenje emisija.

Kratkoročne, praktične mogućnosti za delovanje politike

Vodonik se već široko koristi u nekim industrijama, ali još uvek nije ostvario svoj potencijal za podršku prelazu na čistu energiju. Potrebna je ambiciozna, ciljana i kratkoročna akcija kako bi se dalje prevazišle barijere i smanjili troškovi.

IEA je identifikovala četiri lanca vrednosti koji nude odskočnu dasku za povećanje ponude i potražnje za vodonikom, nadovezujući se na postojeće industrije, infrastrukturu i politike. Vlade i drugi zainteresovani akteri će moći da identifikuju koja od njih može da ponudi najbrže ostvarenje, u skladu sa svojim geografskim, industrijskim i energetskim sistemima.

Bez obzira na to koja se od ove četiri ključne mogućnosti ostvaruje, biće potreban pun paket politika od pet gore navedenih područja delovanja. Vlade, na regionalnom, nacionalnom ili nivou zajednice će imati koristi od međunarodne saradnje sa drugima koji rade na unapređenju sličnih tržišta vodonika.

Rezime

Pravo je vreme da iskoristimo potencijal vodonika kako bi odigrao ključnu ulogu u čistoj, sigurnoj i pristupačnoj budućnosti energije. Na zahtev vlade Japana, tokom njenog predsedavanja G20, Međunarodna agencija za energetiku (IEA) izradila je ovaj važan izveštaj kako bi analizirala trenutno stanje vodonika i ponudila smernice o njegovom budućem razvoju. Izveštaj otkriva da čisti vodonik trenutno uživa izuzetan politički i poslovni zalet, a broj politika i projekata širom sveta se brzo širi. Zaključeno je da je vreme da se povećaju tehnologije i smanje troškovi kako bi vodonik mogao dobiti široku upotrebu. Praktične i korisne preporuke vladama i industriji će omogućiti da se potpuno iskoristi ovaj sve veći zamah.

Vodonik može pomoći u rešavanju različitih kritičnih energetskih izazova. Nudi načine za dekarbonizaciju niza sektora, uključujući transport, hemikalije, gvožđe i čelik, gde je teško smanjiti emisije. Takođe može pomoći u poboljšanju kvaliteta vazduha i jačanju energetske sigurnosti. Uprkos vrlo ambicioznim međunarodnim klimatskim ciljevima, globalne emisije CO2 povezane sa energijom dostigle su maksimum 2018. godine. Zagađenje vazduha, takođe, i dalje ostaje presudan problem, jer oko 3 miliona ljudi svake godine umre prerano.

Vodonik je prilagodljiv. Tehnologije koje su danas dostupne omogućavaju vodoniku da proizvodi, skladišti, pomera i koristi energiju na različite načine. Širok spektar goriva može da se koristi za proizvodnju vodonika, uključujući obnovljive izvore energije, nuklearnu energiju, prirodni gas, ugalj i naftu. Poput gasa, vodonik se može transportovati cevovodima, ili u brodovima u tečnom obliku, slično kao tečni prirodni gas (LNG). Može se transformisati u električnu energiju i metan za snabdevanje domova i prehrambene industrije, kao i u gorivo za automobile, kamione, brodove i avione.

Vodonik može da omogući da obnovljivi izvori energije daju još veći doprinos. Ima potencijal da pomogne nestabilnoj proizvodnji iz obnovljivih izvora, poput solarnih fotonaponskih sistema (PV) i vetra, čija dostupnost nije uvek u skladu sa potražnjom. Vodonik je jedna od vodećih opcija za skladištenje energije iz obnovljivih izvora i obećava da je najjeftinija opcija za skladištenje električne energije danima, nedeljama ili čak mesecima. Vodonik i goriva zasnovana na vodoniku mogu prenositi energiju iz obnovljivih izvora na velike udaljenosti, od regiona sa obilnim solarnim resursima i resursima vetra, poput Australije ili Latinske Amerike, do gradova gladnih energije, udaljenim hiljadama kilometara.

U prošlosti je bilo pogrešnih početaka vodonika; ovaj put bi moglo biti drugačije. Nedavni uspesi solarnih fotonaponskih sistema, vetroparkova, baterija i električnih vozila, pokazali su da inovacije u politici i tehnologiji imaju snagu da izgrade globalne industrije čiste energije. Sa navalom na globalni energetski sektor, prilagodljivost vodonika privlači sve veće interesovanje različitih vlada i kompanija. Podrška stiže od vlada koje uvoze i izvoze energiju, kao i dobavljača obnovljive električne energije, proizvođača industrijskog gasa, postrojenja za električnu energiju i postrojenja za gas, proizvođača automobila, naftnih i gasnih kompanija, velikih inženjerskih kompanija i gradova. Ulaganja u vodonik mogu pomoći u podsticanju novog tehnološkog i industrijskog razvoja u ekonomijama širom sveta, stvarajući prostor za kvalifikovana radna mesta.

Vodonik se može koristiti mnogo šire

Danas se vodonik uglavnom koristi u preradi nafte i za proizvodnju đubriva. Da bi mogao značajno da doprinese tranziciji čiste energije, potrebno ga je usvojiti i u sektorima u kojima je trenutno gotovo potpuno odsutan, poput transporta, građevinarstva i proizvodnje električne energije.

Međutim, čista, široko rasprostranjena upotreba vodonika u globalnim energetskim tranzicijama se suočava sa nekoliko izazova:

  • Proizvodnja vodonika iz energije sa niskim sadržajem ugljenika trenutno je skupa. Analiza IEA otkriva da bi troškovi proizvodnje vodonika iz električne energije nastale iz obnovljivih izvora mogli pasti za 30% do 2030. godine, kao rezultat smanjenja troškova obnovljivih izvora i povećanja proizvodnje vodonika. Gorivne ćelije, oprema za punjenje i elektrolizatori (koji proizvode vodonik iz vode upotrebom električne energije) mogu imati koristi od masovne proizvodnje.
  • Razvoj vodonične infrastrukture je spor, što usporava široko rasprostranjeno usvajanje. Cene vodonika za potrošače u velikoj meri zavise od toga koliko stanica za punjenje postoji, koliko često se koriste i koliko se vodonika dnevno isporučuje. Rešavanje ovog problema verovatno će zahtevati planiranje i koordinaciju koja treba da okupi nacionalne i lokalne vlade, industriju i investitore.
  • Vodonik se danas gotovo u potpunosti proizvodi iz prirodnog gasa i uglja. Vodonik se primenjuje u industrijama širom sveta, ali njegova proizvodnja je odgovorna za godišnje emisije CO2 ekvivalentne emisijama u Indoneziji i Ujedinjenom Kraljevstvu zajedno. Kako bi se ovi trenutni načini dobijanja vodonika doveli pod kontrolu radi ostajanja na putu ka čistoj budućnosti, potrebno je delovati u dve oblasti, ukloniti CO2 prilikom proizvodnje vodonika iz fosilnih goriva i povećati snabdevanje vodonikom iz čiste električne energije.
  • Propisi trenutno ograničavaju razvoj industrije čistog vodonika. Vlada i industrija moraju sarađivati kako bi osigurali da postojeći propisi nisu nepotrebna prepreka ulaganju. Trgovina će imati koristi od zajedničkih međunarodnih standarda za bezbednost transporta i skladištenje velikih količina vodonika i za praćenje uticaja različitih zaliha vodonika na životnu sredinu.

IEA je identifikovala četiri kratkoročne prilike koje mogu da se ostvare u skorijoj budućnosti mogućnosti za podsticanje vodonika na putu ka njegovoj čistoj, širokoj upotrebi. Fokusiranje na ove realne odskočne daske moglo bi pomoći vodoniku da postigne neophodne razmere za smanjenje troškova i smanjenje rizika za vlade i privatni sektor. Iako svaka prilika ima različitu svrhu, sve četiri se takođe međusobno dopunjuju i ojačavaju.

  1. Napraviti od industrijskih delova centre za povećanje upotrebe čistog vodonika. Danas je veći deo prerađivačke industrije i proizvodnje hemikalija koje koriste vodonik koji je nastao iz fosilnih goriva, već koncentrisan u priobalnim industrijskim zonama širom sveta, poput Severnog mora u Evropi, obale Meksičkog zaliva u Severnoj Americi i jugoistočne Kine. Podsticanje ovih postrojenja da pređu na čistiju proizvodnju vodonika smanjilo bi ukupne troškove. Ovi veliki izvori snabdevanja vodonika mogu takođe snabdevati brodove i kamione koji opslužuju luke i napajati druge obližnje industrijske objekte, poput čeličana.
  2. Dograditi postojeću infrastrukturu, poput miliona kilometara cevovoda za prirodni gas. Zamena samo 5% obima zaliha prirodnog gasa, uvođenjem čistog vodonika u državama, znatno bi povećalo potražnju za vodonikom i smanjilo troškove.
  3. Proširiti vodonik u transport kroz flote, teretni transport i koridore. Snabdevanje automobila, kamiona i autobusa za prevoz putnika i robe duž popularnih ruta može učiniti vozila sa gorivnim ćelijama konkurentnijim.
  4. Pokrenuti prve međunarodne brodske rute za trgovinu vodonikom. Mogu se iskoristiti pouke iz uspešnog rasta globalnog tržišta LNG-a. Međunarodna trgovina vodonikom mora uskoro da započne, ukoliko ima za cilj da utiče na globalni energetski sistem.

Međunarodna saradnja je od vitalnog značaja za ubrzanje rasta prilagodljivog, čistog vodonika širom sveta. Ako vlade rade na koordiniranom povećanju upotrebe vodonika, to može pomoći podsticanju investicija u fabrike i infrastrukturu, koje će dovesti do smanjenja troškova i omogućiti razmenu znanja i najboljih praksi. Trgovina vodonikom će imati koristi od zajedničkih međunarodnih standarda. Kao globalna energetska organizacija koja pokriva sva goriva i sve tehnologije, IEA će nastaviti da pravi rigorozne analize i pruža savete u vezi sa politikama, kako bi podržala međunarodnu saradnju i sprovela efikasno praćenje napretka u godinama koje dolaze.

Kao strategiju za budućnost, IEA nudi sedam ključnih preporuka, kako bi vladama, kompanijama i drugima pomogla da iskoriste ovu šansu i omoguće čistom vodoniku da ispuni svoj dugoročni potencijal.

IEA – 7 ključnih preporuka za povećanje proizvodnje i primene vodonika

  1. Utvrditi ulogu vodonika u dugoročnim energetskim strategijama. Nacionalne, regionalne i gradske vlade mogu upravljati budućim ciljevima. Kompanije takođe treba da imaju jasne dugoročne ciljeve. Ključni sektori uključuju preradu, hemikalije, gvožđe i čelik, teretni i međugradski transport, građevinarstvo i proizvodnju i skladištenje električne energije.
  2. Stimulisati komercijalnu potražnju za čistim vodonikom. Čiste tehnologije za dobijanje vodonika su dostupne, ali troškovi predstavljaju izazov. Politike koje stvaraju održiva tržišta za čisti vodonik, posebno za smanjenje emisija prilikom nastajanja vodonika iz fosilnih goriva, su potrebne da bi se podržale investicije dobavljača, distributera i korisnika. Povećavanjem lanaca snabdevanja, ove investicije mogu dovesti do smanjenja troškova, bilo da se radi o električnoj energiji sa niskim sadržajem ugljenika ili fosilnim gorivima sa hvatanjem, obradom i skladištenjem ugljenika.
  3. Osloboditi predvodnike rizika od investicija. Novi načini primene vodonika, kao i čisti projekti za snabdevanje vodonikom i infrastrukturni projekti, stoje na najrizičnijoj tački krive promena. Ciljani i vremenski ograničeni zajmovi, garancije i drugi alati mogu pomoći privatnom sektoru da investira, uči i deli rizike i nagrade.
  4. Podržati istraživanje i razvoj kako bi se smanjili troškovi. Pored smanjenja troškova zbog ekonomije obima, istraživanje i razvoj su presudni za smanjenje troškova i poboljšanje performansi, što uključuje gorivne ćelije, goriva na bazi vodonika i elektrolizatore (proizvodnja vodonika iz vode). Akcije vlada su presudne u postavljanju programa istraživanja, preuzimanju rizika i privlačenju privatnog kapitala za inovacije.
  5. Ukloniti nepotrebne regulatorne barijere i uskladiti standarde. Projektanti se suočavaju sa preprekama tamo gde su propisi i zahtevi za dozvole nejasni, neprikladni za nove namene ili nedosledni. Razmena znanja i usklađivanje standarda u vezi opreme, bezbednosti i prepoznavanja emisija iz različitih izvora je ključno. Složeni lanci snabdevanja vodonikom znače da vlade, kompanije, zajednice i civilno društvo moraju redovno da se konsultuju.
  6. Angažovati se na međunarodnom nivou i pratiti napredak. Potrebna je pojačana međunarodna saradnja, posebno po pitanju standarda, razmene dobre prakse i prekogranične infrastrukture. Treba redovno pratiti i izveštavati o proizvodnji i upotrebi vodonika kako bi se pratio napredak ka dugoročnim ciljevima.
  7. Fokusirati se na četiri ključne mogućnosti za dalje povećanje zamaha tokom naredne decenije. Nadovezujući se na trenutne politike, infrastrukturu i veštine, ove mogućnosti, koje se uzajamno dopunjuju, mogu pomoći u proširivanju razvoja infrastrukture, povećanju poverenja investitora i smanjenju troškova:

• Iskoristiti većinu postojećih industrijskih luka i pretvoriti ih u centre za jeftiniji niskougljenični vodonik.

• Koristiti postojeću gasnu infrastrukturu radi podsticanja snabdevanja novim čistijim vodonikom.

• Podržati transportne flote, prevoz tereta i koridore kako bi vozila sa gorivnim ćelijama bila konkurentnija.

• Uspostaviti prve brodske rute za pokretanje međunarodne trgovine vodonikom.

Izvor: IEA

Napomena: ovaj tekst je objavljen juna 2019. godine

Facebook
Twitter
LinkedIn
Email
Odštampaj

Komentari (1)

  1. Izvanredna analiza. Ja sam patentirao pronalazak- vjetrenjaču koja je jeftinija za proizvodnju i do pet puta, lakša za transport, montažu i održavanje uz viši kapacitet. Proizvodnja vodonika je rješenje za uskladištenje dobijene struje.

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Neophodna polja su označena *

Logo

Newsletter

Možda će Vam se svideti:

Logo

Energija Balkana

Newsletter

Nedeljni pregled vesti

Najava Konferencije

21. decembar 2022.