Vesinik kasvab energia üleminekul, kuid see võib olla üle müüdud

Mida me varem teadsime.

Varem on uuritud järgmisi vesiniku aspekte.

Rystad Energy ennustas kaks aastat tagasi, et vedel vesinik leiab koha 2050. aasta tabelis, kuid moodustab vaid 7% kogu vajalikust puhtast energiast. See 7% on puhta kütuse nišš raskesti vähendatava lennunduse, ookeanilaevade ning tsemendi- ja terasetööstuse jaoks.

Vedelal vesinikul on kaks suurt eelist: üks, energia sisaldub tihedas vormis. Teiseks põleb see õhus veeks ilma süsinikuheiteta.

Vesinik sobib hästi suurte nafta- ja gaasiettevõtete tootmiseks, sest nad juba teavad, kuidas toota ja levitada teist gaasi — maagaasi — ning neil on sügavad taskud.

Mida me nüüd teame.

DNV oma aastaaruandes¹ 2022. aasta lõpus prognoositi, et vedel vesinik täidab 5. aastaks vaid 7% (mitte 2050%) puhta energia vajadusest.

Nagu Bloomberg Green on kirjutanud, on põhjuseid, miks vesinik pole veel levinud, nagu tuul ja päike. Üks on kulu: roheline tootmine vee elektrolüüsi teel on kallis ja elektrolüüs on ebaefektiivne tehnoloogia.

Teiseks, sinine vesinik ei ole kliimasõbralik. Kuigi see on odavam kui roheline vesinik, vajab sinine vesinik energiat metaani tootmiseks ja lagundamiseks vesinikuks ja CO2-ks ning CO2 tuleb kõrvaldada, tavaliselt süsinikdioksiidi sidumise ja säilitamise abil. Vesiniku tootmisahela mõlemad otsad takistavad selle vesiniku alternatiivi puhul "puhtust".

Kolmas, enamik masinaid ja tööstusharusid ei ole vesiniku kasutamiseks kohandatud. Tavalise auto paigaldamine bensiini asemel vesinikku või tööstustsehhi masinate kohandamine maagaasi asemel vesinikku põletamiseks on lisakulu.

Vesinik sobib looduslikult nafta- ja gaasiettevõtetele, kuna neil on suur kogemus maagaasi vallas, aga ka seetõttu, et nad teenisid 2022. aastal tohutut kasumit ja saavad endale lubada uute ettevõtmiste puhul riskida.

Sünged vesiniku kuluennustused.

Hiljutine artikkel sisaldab väljavõtteid DNV energiaülemineku Outlookist¹ 2023. Peamised punktid on järgmised:

· Et saavutada 5. aastaks 2050% ülemaailmsest puhta energia nõudlusest, läheb tootmine, sealhulgas uued ammoniaagiterminalid ja torujuhtmed, maksma üle 7 triljoni dollari.

· Suurem osa vesinikust kasutatakse tootmises.

· Vesinik ja ammoniaak moodustavad koos umbes poole ülemaailmsest laevakütustest, mis on üks raskesti vähendatavatest kategooriatest.

· Rohkem kui 50% ülemaailmsetest vesinikutorujuhtmetest kasutatakse ümber maagaasitorustikest.

· Ladina-Ameerikast ning Lähis-Idast ja Põhja-Aafrikast saavad vesiniku või ammoniaagi eksportijad, kuna neil on suured territooriumid taastuvate energiaallikate (nt tuule- ja päikeseenergia) jaoks, et toota vesinikku elektrolüüsi teel.

· Euroopas seavad sellised suured riigid nagu Saksamaa, Prantsusmaa ja Hispaania 2030. aastaks eesmärgiks 4–6.5 Gw kodumaise vesiniku tootmise.

· Ühendkuningriik oma suure gaasijuhtmete võrguga suudab minna üle maagaasilt vesinikule.

· EL-i plaanid hõlmavad 6 Gw elektrolüsaatori võimsust 2024. aastaks ja kuni 40 Gw 2030. aastaks.

Kas vesinikku müüakse üle?

Kas vesinikku müüakse siis üle? Kuigi vesinikkütus tekitab rohkem põnevust kui päike või tuul, on 7% 2050. aastaks prognoositud vesiniku puhta energia kogusummast üsna väike protsent. Kui sellele lisada vesiniku võrku toomisega kaasnevad ülemäärased kulud, on ahvatlev tunnistada, et vesinikku müüakse üle 2050. aastaks kasutatava kütusena.

Heitkem pilk vesinikuga seotud tegevustele mõnes riigis, millest mõned on seotud nafta- ja gaasitööstusega.

Vesinikuplaanid Euroopa Liidus (EL) versus USA

Ülemaailmne vesiniku kogutoodang on praegu umbes 90 miljonit tonni aastas. IEA (Rahvusvaheline Energiaagentuur) prognoosib, et see peab 180. aastaks kasvama 2030 miljoni tonnini aastas, et saavutada 2050. aastaks nullilähedane süsinikdioksiidi heitkogus.

Peaaegu kõik umbes 10 miljonit tonni aastas USA-s toodetud vesinikku kasutatakse tööstuses nafta rafineerimiseks, metallide töötlemiseks, väetiste tootmiseks ja toiduainete töötlemiseks.

Kuid suurem osa tänasest toodangust, 99%, on sinine vesinik, mis ei ole süsinikuvaba, nagu varem kirjeldatud. Rohelist vesinikku toodetakse vee elektrolüüsil ja see on suures osas süsinikuvaba, kui seda toidab taastuvenergia.

EL on kiiresti kohanenud suures osas süsinikuvaba rohelise vesiniku elektrolüüsiga. Kuid EL on olnud aeglane reageerima USA inflatsiooni vähendamise seaduse (IRA) tohututele vesinikuinvesteeringutele, mis suunab ilmatu 369 miljardit dollarit rohelise energia programmidesse.

Artiklis öeldakse, et globaalselt on ehitusega alustatud vaid 1% kavandatud vesinikuprojektidest, mille maht on 1 Tw (Terrawatt). Umbes veerand sellest, 269 Gw (gigavatti) on 2030. aastaks võrgus. Kasv tundub revolutsioonina, kuna tänane vesiniku tootmine on vaid 0.45 Gw.

Samuti prognoositakse, et rohelise vesiniku hind langeb 6. aastaks praeguselt 8-3 euro/kg tasemele alla 2050 euro/kg.

Vesiniku jaoturid USA-s

Lisaks infrastruktuuri kontsentreerimise tavapärastele eelistele on vesinikusõlmede kontseptsioon kompenseerida ohte ja kulusid, mis tekivad kergestisüttiva vesiniku transportimisel suurte vahemaade taha.

USA Kongress eraldas 8. aasta infrastruktuuriseadusest 2021 miljardit dollarit DOE-le (Energiaministeerium), et toetada vähemalt nelja näidisprojekti, mis hõlmavad vesinikutootjaid, lõppkasutajaid ja neid ühendavat infrastruktuuri. DOE on juba rahastanud ülikoolide, riiklike laborite ja tööstuse 400 silmapaistvat vesinikuprojekti ning uued keskused toetuvad sellele teabele.

Täisrahastamise taotlused pidid esitama 2023. aasta aprillis. Taotluse on esitanud neli eraliitu, samuti paljud osariikide valitsused, mis on seotud tööstuse ja mõned teiste osariikidega. DOE esialgne rahastamine ei tohi ületada 1.25 miljardit dollarit keskuse kohta, mis on tohutu rahasumma. Nad loodavad valida 6–10 piirkondlikku sõlmpunkti, mille kogurahastus on 6–7 miljardit dollarit.

Ühte jaoturit nimetatakse HyVelocity Hub mille keskmeks on USA lahe rannik ja mida korraldas Chevron
CLC
ja mitmed eraettevõtte partnerid, sealhulgas ExxonMobil
XOM
ja Mitsubishi. Nad kasutaksid võrgustikku, mis koosneb 48 vesiniku tootmiskeskusest (suurim maailmas), millele lisanduvad 1,000 miili spetsiaalsed vesinikujuhtmed piki Louisiana ja Texase rannikut.

Üks eesmärk on lahendada DOE väljakutse, mida nimetatakse Hydrogen Shot'iks, valmistada 1 kg vesinikku, eraldades samal ajal vähem kui 2 kg süsinikdioksiidi. Teine eesmärk on vähendada vesiniku hinda 80% võrra – 1 dollarini/kg 10 aasta jooksul.

Sellised programmid nagu ülaltoodud on pälvinud tööstuse tähelepanu kogu USA-s, kuna IRA pakutavad maksukrediidid võivad saada puhta vesiniku tootmiseks 100 miljardit dollarit – lisaks 8 miljardile dollarile, mille Kongress eraldas infrastruktuuriseadusest.

Reuters Events on võtnud väga lühidalt kokku teised vesiniku sõlmpunktid, mida tuleb jälgida². Nende loend sisaldab:

Trans Permian ja Horizons Clean Hydrogen Hub: on tugevalt seotud Lääne-Texase nafta ja gaasiga.

HyBuild Los Angeles

Projekt HyGrid

HALO vesinikujaotur: Arkansase, Louisiana ja Oklahoma osariikidel on nafta- ja gaasivedelike tootmise ja transportimisel pikk ajalugu.

Täiustatud puhta energia salvestamise jaotur

Southwest Clean Hydrogen Innovation Network

Kagu vesinikukeskus

Enamik neist projektidest hõlmavad energiaettevõtteid või mittetulunduslikke linna või riigi rahastatavaid projekte ning paljud neist on sisse ehitatud ülikoolide toetuseks.

DOE projektikonkursile laekus 79 taotlust², kuid 33. aasta aprilliks kutsuti neist vaid 2023 ametlikku taotlust esitama. Lõplik valik vähem kui 10 jaoturi hulgast tehakse 2023. aasta teisel poolel.

On selge, et sidusrühmad kogu riigis on vesiniku visioonist aru saanud. USA on pühendunud vesiniku tulevikule ja soovib selles üleminekus maailmas juhtpositsioonil olla.

Järgmises artiklis kirjeldame konkreetsete nafta- ja gaasiettevõtete tegevust vesiniku tootmisel.

Takeaways

Vesiniku visioon on ambitsioonikas – sest seda on raske toota, ohtlik ladustada ja transportida ning kallis.

Vesiniku madala süsinikusisaldusega versiooni nimetatakse roheliseks vesinikuks, mis on kallis, kuna see on ebatõhus protsess, mis põhineb vee elektrolüüsil. Põhimõtteliselt on kogu praegune vesiniku tootmine sinine vesinik, kuid sellel on palju süsinikusisaldusega puudusi tootmisprotsessi alguses ja lõpus.

Kuid vesinik ei ole hõbekuul. Vesinikutööstus võib aastaks 5 kaotada 7–2050% raskesti vähendatavast maailma energiaheitest, kuid suurim osa heitkogustest jääb alles: 93–95%.

Viited.

1. DNV, Energia ülemineku väljavaade 2022, Oktoober 13, 2022.

2. Reutersi sündmused: Ameerika vesiniku osariigid, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 aprill 2023.pd