potražnja za vodonikom

Sve više zemalja donosi zelene strategije za vodonik

Države sve više, u okviru ambicioznih strategija, koriste potencijal zelenog vodonika za dekarbonizaciju sektora u kojima je to teško sprovesti. U decembru se Kanada pridružila podužoj listi zemalja, koja uključuje Francusku, Japan, Australiju, Norvešku, Nemačku, Portugal, Španiju, Čile i Finsku, kao i Evropsku uniju, sa planovima da podstakne proizvodnju vodonika.

U državnim politikama je uzeta u obzir eksplozija globalnog interesa za gas, koji se danas dominantno proizvodi, sa metanom i ugljem. Prema bazi podataka o vodoničnim projektima Međunarodne agencije za energetiku, širom sveta je najavljeno skoro 320 demonstrativnih projekata proizvodnje zelenog vodonika – ukupno oko 200 MW kapaciteta elektrolizatora – a novi projekti se dodaju gotovo na nedeljnom nivou.

U martu 2020. godine, japanski istraživački entiteti Organizacija nova energija i razvoj industrijske tehnologije (New Energy and Industrial Technology Development Organization – NEDO) i kompanije Toshiba Energy Sistems & Solutions, Tohoku Electric Power Co. i Iwatani Corp. puštaju u rad Projekat Istraživačko polje energije iz vodonika od 10MW u Fukušimi (FH2R, slika 1), koji se svrstava u najveću klasu alkalnog elektrolizatora za proizvodnju zelenog vodonika. Vodonik sa polja koristi se uglavnom za napajanje stacionarnih sistema sa vodoničnim gorivnim ćelijama i vozila sa gorivnim ćelijama, ali u avgustu 2020. godine, Tošiba (Toshiba) je, takođe, instalirala 3,5 kW sistem H2Rex „čistih vodoničnih ćelija sa gorivnim ćelijama“ na obližnjem trgu zajednice Micinoekinamie (Michinoeki-Namie), koji proizvodi struju i toplotu u postrojenju, koristeći vodonik koji se napaja iz FH2R.

Slika 1.

Kada je počelo sa radom u martu 2020. godine, polje za istraživanje vodonične energije Fukušima (Fukushima) od 10 MW u Namieu, oblast Fukušima, Japan, imalo je kapacitet proizvodnje zelenog vodonika od 1.200 normalnih kubnih metara (Nm3) vodonika na sat, koristeći 20 MW solarne energije iz proizvodnih postrojenja (raspoloživost te proizvodnje varira u zavisnosti od potrebe mreže). Izvor: Toshiba

Međutim, u planu su veći projekti. Eir likvid (Air Liquide) se sprema za puštanje u rad elektrolizatora sa membranom propusnom za protone (proton exchange membrane – PEM) od 20 MW u Bekenkuru u Kanadi. Ovaj projekat je predviđen za snabdevanje severnoameričkih tržišta za industrijsku upotrebu i mobilnost. Takođe je u izgradnji projekat PEM REFHINE od 10 MW u rafineriji Rajna u Nemačkoj u kome ščestvuju Šel (Shell), ITM Power i SINTEF. U međuvremenu, australijska kompanija Beskonačna plava energija (Infinite Blue Energy) je prošlog aprila obezbedila sredstva u visini od 300 miliona austrijskih dolara za projekat Arrowsmith Vodonik od 52,2MW, u blizini Perta, koji bi trebalo da počne sa radom 2022. godine.

Tokom 2022. godine alkalni elektrolizator od 310 MW, takođe, bi mogao da počne da radi u postrojenju za biogoriva u Paragvaju, a prvi od dva proizvodna pogona H2V snage 100 MW mogao bi biti pušten u rad u Normandiji u Francuskoj.  Naredne, 2023. godine još nekoliko mega-projekata snage od 17 MW do 538 MW mogu predstavljati veliku prekretnici u Juti, Holandiji, Francuskoj, Norveškoj, Švedskoj i Nemačkoj. Cilj projektanata i njihovih ambicioznih ulagača je jasan: Ekonomija obima će smanjiti troškove i poboljšati konkurentnost vodonika.

Ciljanje troškova elektrolize

Prema ključnom izveštaju, koji je Međunarodna agencija za obnovljive izvore energije (International Renewable Energy Agency – IRENA) objavila prošlog decembra, troškovi proizvodnje zelenog vodonika već su počeli da padaju, uglavnom zahvaljujući padu troškova obnovljive energije, ali dalja smanjenja, posebno troškova postrojenja za elektrolizu, treba da padnu sa 40% kratkoročno na 80% dugoročno.

Iz IRENA sugerišu da u kombinaciji sa niskim troškovima električne energije „agresivni“ put primene elektrolizatora može pomoći u smanjivanju troškova povezanih sa dizajnom i konstrukcijom elektrolizatora (slika 2). Ukazuju na standardizaciju komponenata sistema i dizajn postrojenja, kao i nabavku materijala, uključujući retke materijale kao što su iridijum i platina za PEM elektrolizatore, na primer. „Trenutna proizvodnja iridijuma i platine za PEM elektrolizatore može da podrži samo 3 GW do 7,5 GW procenjenih godišnjih proizvodnih kapaciteta, u poređenju sa procenjenim godišnjim proizvodnim potrebama od oko 100 GW do 2030. godine“, ističu iz IRENA.

Slika 2.

Ovde su prikazani izazovi i tehnološka dostignuća iz različitih „generacija“ tehnologije elektrolizatora. Međunarodna agencija za obnovljivu energiju (IRENA) primećuje da, iako su elektrolizatorii u upotrebi više od dva veka, na njihov razvoj su uticali različiti trendovi. Izvor: IRENA

Ekonomija tehnologije zelenih elektrolizatora za proizvodnju vodonika takođe je trenutno ograničena velikim gubicima efikasnosti konverzije pri malom opterećenju, a kompresija može predstavljati usko grlo za fleksibilnost elektroenergetskog Sistema. Ali, nove tehnologije (kao što je tehnologija čvrstog oksida) i modularni i integrisani dizajn postrojenja, koji na primer, integrišu skladištenje energije i vodonika, mogu pomoći da se obezbedi značajna korist za elektroenergetske sisteme – samo ako su oni „adekvatno nagrađeni“ na tržištima električne energije, navodi se u izveštaju.

Pored izazova sa troškovima lanca vrednosti zelenog vodonika – od elektrolize do transporta sa gorivnim ćelijama – očigledan je nedostatak postojeće infrastrukture za transport i skladištenje. IRENA je primetila da je zeleni vodonik „već blizu toga da bude konkurentan“ u regionima u kojima se povoljni uslovi poklapaju. Na primer, u Patagoniji, energija vetra može imati faktor kapaciteta od skoro 50%, sa troškovima električne energije od 25 do 30 USD / MWh. To bi bilo dovoljno za postizanje troškova proizvodnje zelenog vodonika od oko 2,50 USD / kilogram (kg), što je blizu opsega troškova plavog vodonika, navodi se u izveštaju.

Na većini lokacija, međutim, zeleni vodonik je i dalje dva do tri puta skuplji od plavog vodonika.

„Troškovi prvog definišu se troškovima električne energije, investicionim troškovima, fiksnim operativnim troškovima i brojem radnih sati postrojenja [elektrolizatora]“, ocenjuju iz IRENA. Međutim, ako se otklone praznine u troškovima i performansama, i ako se tokom naredne decenije brzo povećaju kapaciteti, zeleni vodonik bi, u zemljama sa cenama električne energije od 30 dolara / MWh, mogao početi da se takmiči sa plavim vodonikom do 2030. godine. Ipak, u IRENA očekuju da će ostati širok spektar sistemskih troškova, jer oni „veoma zavise od obima proizvodnje, primene i obima isporuke“.

Neke zemlje već imaju ciljeve za vodonik

Za sada, barem da bi pružile jasne dugoročne investicione planove za zeleni vodonik, brojne zemlje počele su da se strateški bave tim izazovima.

Japan

Japan je postao jedna od prvih zemalja koja je 2017. godine sprovela osnovnu strategiju za vodonik i od tada je izneo konkretne planove da postane „vodonično društvo“. Strategija naročito teži postizanju pariteta troškova sa konkurentnim gorivima, kao što je tečni prirodni gas za proizvodnju električne energije. Takođe je utvrdio konkretne ciljeve troškova i efikasnosti po aplikaciji, ciljajući troškove elektrolizatora od 475 USD/kW, efikasnost od 70% ili 4,3 kWh/Nm3 i proizvodne troškove od 3,30 USD / kg do 2030. U toku je više projekata za međunarodnu trgovinu vodonikom. Lanac snabdevanja vodoničnom energijom, na primer, posvećen je isporuci vodonika pretvorenog u procesu gasifikacije uglja iz Latrobe Valley, Viktorija u Australiji. Prvi brod sa tečnim vodonikom isporučen je u decembru 2019. godine, a prva pošiljka plavog amonijaka (amonijak od reformisanja gasa sa hvatanjem ugljenika) stigla je u septembru 2020. godine.

Južna Koreja

U januaru 2019. Južna Koreja je objavila svoju strategiju za ekonomiju vodonika, koja ističe cilj proizvodnje 6,2 miliona električnih vozila sa gorivnim ćelijama, uvođenje najmanje 1.200 stanica za punjenje do 2040. i isporuke 15 GW gorivnih ćelija za proizvodnju električne energije do 2040. godine.

Australija

Utvrđena novembru 2019. godine, Australijska nacionalna strategija za vodonik lansirala je cilj „H2 ispod 2“, koji postavlja proizvodne troškove ispod 2 AUD/kg (australijska dolara) vodonika. Strategija je već pokrenula 370 miliona američkih dolara za državnu podršku i razmatranje u planu za tehnološka ulaganja u zemlji.

Holandija

U aprilu 2020. holandska vlada primetila je da potpuno održivo snabdevanje energijom 2050. zahteva da najmanje 30% a do 50% finalne potrošnje energije bude preko gasovitih predstavnika energije, kao što su biogas i vodonik.

Norveška

Predstavljena u junu 2020. godine, Norveška strategija nastoji da proširi upotrebu vodonika kao nosača energije u pomorskom sektoru ali, takođe, finansira inovacije za podmorsko skladištenje vodonika iz vetroparkova na moru, u okviru projekta Deep Purple (Duboko ljubičasto).

Nemačka

U junu 2020. Nemačka je objavila nacionalnu strategiju za vodonik u kojoj se očekuje povećanje kapaciteta elektrolizatora 200 puta – do 5 GW do 2030. godine „To odgovara 14 TWh proizvodnje zelenog vodonika i biće potrebno 20 TWh električne energije iz obnovljivih izvora energije” navedeno je uz napomenu da dodatnih 5 GW kapaciteta može da se doda do 2035. a najkasnije do 2040. godine.

Evropska unija

Strategija za vodonik objavljena u julu 2020. postavlja eksplicitne ciljeve kapaciteta elektrolizatora od 6  GW do 2024. i 40 GW do 2030. godine, kao i ciljeve proizvodnje od million, odnosno, 10 miliona tona obnovljivog vodonika godišnje za te dve prekretnice (godine).

Francuska

Nacionalna strategija za vodonik iz septembra 2020. predviđa ulaganje od 7,2 milijarde evra do 2030. godine i cilj proizvodnje vodonika od 6,5 GW do 2030. godine. Oko 1,5 milijarde evra biće potrošeno na izgradnju postrojenja za elektrolizu.

Španija

Objavljena u oktobru 2020. godine, španska strategija za vodonik predviđa instaliranje elektrolizatora snage 4 GW do 2030. godine, sa kratkoročnim ciljevima od najmanje 300 MW do 600 MW do 2024. godine.

Čile

Čile je lansirao svoju nacionalnu strategiju u novembru 2020. godine, nastojeći da do 2030-ih postane najjeftiniji svetski proizvođač zelenog vodonika i vodeći izvoznik. Njegova strategija postavlja cilj od 25 GW do 2030. godine sa izuzetnim troškovima proizvodnje vodonika manjim od 1,50 USD / kg.

Kanada

Pokrenuta u decembru 2020. godine, kanadska strategija za vodonik predviđa da će do 2050. vodonik nositi do 30% kanadske krajnje potrošnje energije. Predviđa mrežu za snabdevanje vodonikom, koja bi mogla da obuhvati i velika centralizovana postrojenja u svojim provincijama ili regionima bogatim prirodnim gasom sa visokim probojem jeftinih obnovljivih izvora, kao i manje proizvodnje elektrolizom u blizini centara potražnje. „Predviđeno je postizanje troškova isporučenog vodonika od 1,50–3,50 USD po kg, kad se ostvari obim proizvodnje i investira u distributivnu infrastrukturu“, navodi se.

Iako ovi nedavni ciljevi već ispunjavaju energetski scenario planiran od strane IRENA za 2030. godinu, od 100 GW za elektrolizu, iz agencije primećuju da još uvek nisu kompatibilni sa putanjom dostizanja ispod dva stepena Celzijusa, što bi zahtevalo najmanje 270 GW raspoređenih kapaciteta do 2030. godine. Idući dalje, nulta emisija u svetu do 2050. godine zahtevala bi još veću ulogu vodonika i brži tempo primene, poručuju iz IRENA.

Izvor: POWERMAG

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Email
Share on print
Odštampaj

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