Αρθρογραφία (Blogger)

Το υδρογόνο ως αντίδοτο στην παγκόσμια ενεργειακή κρίση

Γράφει η Βίκυ Μανιάτη

Τα τελευταία χρόνια, ο τομέας της ενέργειας καταλαμβάνει εξέχουσα θέση στην διεθνή πολιτική ατζέντα. Και αυτό οφείλεται σε μια σειρά λόγων. Πρώτον, οι παραδοσιακοί ενεργειακοί πόροι και τα ενεργειακά αποθέματα έχουν αρχίσει να εξαντλούνται και τα κράτη για να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες, ωθούνται σε αναζήτηση άλλων πηγών ενέργειας. Δεύτερον, ο ενεργειακός τομέας θεωρείται ένας τομέας που συνεισφέρει σε μεγάλο βαθμό στις εθνικές οικονομίες, οπότε τα κράτη ενδιαφέρονται για την διατήρηση του αλλά και την ευρωστία του. Τρίτον, η ενέργεια αποτελεί έναν καθοριστικό παράγοντα για την ισχύ αλλά και την θέση των κρατών στην διεθνή κοινότητα.

Τα κράτη που διαθέτουν ενεργειακή επάρκεια αλλά και αυτονομία πλεονεκτούν έναντι εκείνων που δυσκολεύονται να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες και είναι ενεργειακά εξαρτώμενα από τα πλεονεκτούντα ενεργειακά κράτη. Επιπλέον, τα πλεονεκτούντα κράτη για να ενισχύσουν την θέση τους στην διεθνή σκακιέρα αλλά και το διαπραγματευτικό τους πλεονέκτημα, συνάπτουν σημαντικές ενεργειακές συμφωνίες για εισαγωγή ή εξαγωγή ενέργειας (π.χ. φυσικό αέριο), κατασκευή ενεργειακών έργων (π.χ. αιολικών πάρκων) ή εμπορία ενεργειακών ειδών (π.χ. μπαταρίες).

Τελευταία, η ενέργεια κυριαρχεί στην διεθνή επικαιρότητα για δυο άλλους λόγους. Ο ένας έχει να κάνει με την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής και ο άλλος έχει να κάνει με την πανδημία που πλήττει τον πλανήτη από τις αρχές του 2020 και ακούει στην ονομασία «κορωναϊός» και  πλήττει όλους τους τομείς ανθρώπινης δραστηριότητας, όπου συμπεριλαμβάνεται και η ενέργεια. Ειδικά οι δυο αυτοί λόγοι έχουν παίξει καταλυτικό ρόλο στην σημερινή ενεργειακή κρίση που βιώνει σήμερα ολόκληρος ο πλανήτης. Συνεπώς, οι συζητήσεις της διεθνούς κοινότητας έχουν επικεντρωθεί στην αναζήτηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας, ώστε να αντιμετωπιστεί αυτή η κρίση.

Τον τελευταίο καιρό, οι συζητήσεις των κρατών περιστρέφονται γύρω από την αξιοποίηση του υδρογόνου ως εναλλακτική πηγή ενέργειας. Ωστόσο, δεν είναι η πρώτη φορά που αυτή η προοπτική βρίσκεται στο τραπέζι των συζητήσεων της διεθνούς κοινότητας.  Το διεθνές ενδιαφέρον για το υδρογόνο ενισχύθηκε τη δεκαετία του 1970, όπου κυριάρχησαν η άνοδος των πετρελαϊκών τιμών και η έλλειψη πετρελαίου και η έμφαση στην ατμοσφαιρική ρύπανση και την όξινη βροχή. Οι τότε προβλέψεις κατέδειξαν  ότι μακροπρόθεσμα το υδρογόνο που θα προερχόταν από τον άνθρακα και την πυρηνική ενέργεια, θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην παροχή ενέργειας, ιδίως στις μεταφορές. Το 1976, κυκλοφόρησε για πρώτη φορά το περιοδικό «International Journal of Hydrogen Energy» και ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας προέβη στην θέσπιση προγράμματος για συμπράξεις στον τομέα του υδρογόνου και της τεχνολογίας στοιχείων καυσίμων. Τη δεκαετία του 1990, το ενδιαφέρον για την κλιματική αλλαγή συνέβαλε στην υλοποίηση περισσότερων μελετών για το υδρογόνο, με ιδιαίτερη έμφαση στη δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα. Εδώ χρήζει αναφοράς η ανακοίνωση της Ιαπωνίας το 1993 για χρηματοδότηση των 4 πρώτων ετών λειτουργίας του προγράμματος WE-NET που αφορούσε το διεθνές εμπόριο υδρογόνου με 4,5 δισ.γιεν Ιαπωνίας. Όπως επίσης και η σύμπραξη Ευρωπαϊκής Επιτροπής και Κυβέρνησης του Κεμπέκ, που προέβησαν στην κατανομή 33 εκατ. καναδικών δολαρίων περίπου για την από κοινού διερεύνηση μιας σειράς περιπτώσεων αποθήκευσης και χρήσης υδρογόνου, όπου συμπεριλαμβάνονταν ο τομέας των διεθνών μεταφορών με χρήση υδρογόνου. Τέλος, στις αρχές του 20ου αιώνα η ανησυχία για την κλιματική αλλαγή συνέβαλε σε επαναχάραξη πολιτικής δράσεων στον τομέα μεταφορών και η ανησυχία για την εξάντληση της μέγιστης ικανότητας παραγωγής πετρελαίου αναζωπυρώθηκε. Τότε, το 2003 οι ΗΠΑ προχώρησαν στη σύναψη συμφωνίας σύμπραξης για την αξιοποίηση του υδρογόνου και των στοιχείων καυσίμων στην οικονομία.1 

Επιπλέον, η αξιοποίηση του υδρογόνου στον ενεργειακό τομέα δεν αποτελεί καινοτομία, καθώς τον 18ο αιώνα το υδρογόνο χρησιμοποιήθηκε ως καύσιμο για τη λειτουργία των πρώτων κινητήρων εσωτερικής καύσης. Ακόμα, χρησιμοποιήθηκε για την ανύψωση των αερόστατων και αερόπλοιων τον 18ο και 19ο αιώνα και ώθησε την ανθρωπότητα να φτάσει στο φεγγάρι τη δεκαετία του 1960. Τέλος, η χρήση του υδρογόνου σε λιπάσματα αμμωνίας συνέβαλε στη σίτιση ενός διαρκώς αυξανόμενου πληθυσμού. Κατά συνέπεια, το υδρογόνο αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της ενεργειακής βιομηχανίας από τα μέσα του 20ου αιώνα, όταν καθιερώθηκε η χρήση του στη διύλιση πετρελαίου.2 

Η παρούσα χρονική συγκυρία θεωρείται ευνοϊκή για την αξιοποίηση του υδρογόνου στον ενεργειακό τομέα, ώστε να έχει κομβικό ρόλο σε ένα μέλλον όπου η ενέργεια θα είναι καθαρή, ασφαλής και προσβάσιμη σε όλους.3 Αυτό έχει να κάνει και με το γεγονός ότι το υδρογόνο συγκεντρώνει αρκετά πλεονεκτήματα, με αποτέλεσμα να καθίσταται μια δυναμική λύση τόσο για την εξέλιξη του ενεργειακού τομέα όσο και για την αντιμετώπιση της παγκόσμιας ενεργειακής κρίσης που κυριαρχεί σήμερα. 

Στα πλεονεκτήματά του συγκαταλέγονται:4 

– Το υδρογόνο αποτελεί πλούσια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και συγκαταλέγεται μεταξύ εκείνων των στοιχείων που υφίστανται με τη μεγαλύτερη αφθονία στο σύμπαν. Υφίσταται σχεδόν σε κάθε φυτό και εντοπίζεται εκ φύσεως στο νερό.  Καταλαμβάνει το 75% του σύμπαντος και συμβάλλει στη βιωσιμότητα του πλανήτη. (Τα άλλα είναι το άζωτο και  το οξυγόνο). Εκτός από τη συμβολή του στη βιωσιμότητα διαφορετικών ειδών, το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας. Το σημαντικότερο όμως είναι ότι δεν υπάρχει πιθανότητά εξάντλησης των αποθεμάτων του, όπως υφίσταται σε άλλες μορφές ενέργειας.

– Αποτελεί πρακτικά μια καθαρή μορφή ενέργειας. 

– Η παραγόμενη από το υδρογόνο ενέργεια είναι μη τοξική, επομένως δεν προκαλεί παρενέργειες στην ανθρώπινη υγεία. Και αυτό το χαρακτηριστικό της την καθιστά προτιμητέα έναντι άλλων μορφών ενέργειας όπως φυσικό αέριο ή πυρηνική ενέργεια. 

– Είναι περισσότερη αποδοτική από άλλες μορφές ενέργειας.

– Αποτελεί ιδανική πηγή καυσίμου για τη λειτουργία των διαστημόπλοιων, καθώς συμβάλει στην ταχεία και ασφαλή εκτόξευση των διαστημόπλοιων για διερευνητικές αποστολές. Χρήζει αναφοράς ότι εν αντιθέσει με το μονοξείδιο του άνθρακα, δεν αφήνει πίσω του επικίνδυνες εκπομπές. Όταν χρησιμοποιείται από τα διαστημόπλοια της NASA, το μόνο που απομένει από την καύση του υδρογόνου είναι καθαρό πόσιμο νερό για τους αστροναύτες.5 

Τέλος, η χρήση υδρογόνου είναι φιλική προς το περιβάλλον, επειδή το υδρογόνο δεν είναι τοξικό.6 

Ωστόσο, όπως κάθε νόμισμα έχει δυο όψεις, έτσι και το υδρογόνο παρά τα αρκετά πλεονεκτήματα του, έχει και μειονεκτήματα. Εξ αυτών ορισμένα είναι: 7 

– Το υψηλό κόστος για την παραγωγή ενέργειας είναι ένας παράγοντας που λειτουργεί αποτρεπτικά στην χρήση του υδρογόνου. Οι δυο κύριες μέθοδοι εξόρυξης υδρογόνου (ηλεκτρόλυση και ατμοπυρόλυση) είναι εξαιρετικά ακριβές και αυτός είναι ο πραγματικός λόγος για την περιορισμένη του χρήση σε παγκόσμιο επίπεδο. Σήμερα, η ενέργεια από υδρογόνο χρησιμοποιείται κυρίως για τη λειτουργία των περισσότερων υβριδικών οχημάτων. 

– Η περιορισμένη χρήση του υδρογόνου οφείλεται επίσης στη δυσκολία αποθήκευσής του. Επειδή το υδρογόνο έχει χαμηλή πυκνότητα και απαιτείται η συμπίεσή του σε υγρή μορφή, για να είναι εφικτή η αποθήκευσή του σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, προκειμένου να διασφαλιστούν η αποτελεσματικότητα του και η αποδοτικότητα του ως πηγή ενέργειας. 

– Δεν θεωρείται η πλέον ασφαλής πηγή ενέργειας. Το υδρογόνο είναι εξαιρετικά εύφλεκτο και αυτό που το καθιστά πιο επικίνδυνο είναι ότι είναι άοσμο. Με άλλα λόγια, εάν προκύψει κάποια διαρροή, είναι σχεδόν αδύνατος ο εντοπισμός της.

– Επειδή το υδρογόνο είναι εξαιρετικά ελαφρύ στοιχείο, η μεταφορά του αποτελεί πραγματική πρόκληση. Και γι΄αυτό μεταφέρεται σε μικρές παρτίδες.

– Η ενέργεια παραγόμενη από υδρογόνο δεν επαρκεί για να στηριχθεί η βιωσιμότητα ενός πληθυσμού, δεδομένου του υψηλού κόστους εξόρυξής του που καθιστά απαγορευτική σχεδόν την αξιοποίησή του. 

– Πέρα από το απαγορευτικό κόστος εξόρυξής του, είναι δύσκολη η ανατροπή της παρούσας καθεστηκυίας τάξης, καθώς απαγορευτικό θεωρείται και το κόστος αντικατάστασης των παραδοσιακών υποδομών καυσίμων για τα αυτοκίνητα από νέες υποδομές υδρογόνου. Εξίσου απαγορευτικό είναι και το κόστος αλλαγής των οχημάτων, ώστε να δέχονται ως καύσιμο το υδρογόνο.8 

– Τέλος, εκτός από την ηλεκτρόλυση και την ατμοπυρόλυση ως μέθοδους εξόρυξης υδρογόνου, η εξόρυξη του υδρογόνου γίνεται και από το μεθάνιο. Η μέθοδος αυτή συμβάλλει στην απελευθέρωση εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, κάτι που με τη σειρά του οδηγεί στην υπερθέρμανση του πλανήτη.9 

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η παρούσα χρονική συγκυρία θεωρείται ευνοϊκή για την προώθηση της χρήσης του υδρογόνου. Εκτός από το timing, εξίσου ευνοϊκό θεωρείται  το πολιτικό και επιχειρηματικό περιβάλλον, καθότι πληθώρα projects και πολιτικών υλοποιούνται και επεκτείνονται με γοργούς ρυθμούς. Δυο είναι οι παράγοντες που έχουν οδηγήσει σε αυτή την εξέλιξη: ο πρώτος είναι η πτωτική πορεία του κόστους προμήθειας υδρογόνου από ΑΠΕ και που συνεχίζει να βαίνει φθίνουσα και ο δεύτερος είναι ότι η ανάγκη μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου έχει ενταθεί, και πολλά κράτη έχουν αναλάβει δράση για την απανθρακοποίηση των οικονομιών τους και την απανθρακοποίηση ενεργοβόρων βιομηχανιών όπως ναυτιλία, αεροπορία,κ.λ.π.10 

Προς την κατεύθυνση αξιοποίησης του υδρογόνου στον ενεργειακό τομέα κρίνεται θετική  και η πρωτοβουλία του Παγκόσμιου Συμβουλίου Ενέργειας που φέρει τον τίτλο «Hydrogen Global Charter» στις 20 Νοεμβρίου 2019. Η πρωτοβουλία αυτή αποσκοπεί στο να αποτελέσει μια πλατφόρμα που αναγνωρίζει ότι αυτή η χρονική συγκυρία ευνοεί την χρήση του υδρογόνου ως συμπληρωματική στην ηλεκτροδότηση καθώς και το ότι αποτελεί επιλογή για μακροπρόθεσμη αποθήκευση των ΑΠΕ.11 

Από την πλευρά τους αρκετά κράτη υλοποιούν σημαντικά projects στον τομέα του υδρογόνου. Για παράδειγμα στην Ε.Ε. από το 2008 εώς σήμερα έχουν υλοποιηθεί 263 projects στον τομέα αξιοποίησης του υδρογόνου.12  Ενδεικτικά, αναφέρονται:

– To Hydrogen Energy Supply Chain (HESC) που υλοποιείται στην πολιτεία Victoria στην Αυστραλία με την υποστήριξη της Ιαπωνίας. Ο λιγνίτης αεριοποιείται και μετατρέπεται σε υδρογόνο, το οποίο μεταφέρεται στην Ιαπωνία.13 

– To AUB 500, που υποστηρίζεται από την Ιαπωνική κυβέρνηση και την Ιαπωνική βιομηχανία και στο οποίο συμμετέχουν η κυβέρνηση και ο κλάδος βιομηχανίας της Αυστραλίας με χρηματοδότηση 50 εκατ. δολαρίων Αυστραλίας. Το εν λόγω project αφορά στην κατασκευή ενός εργοστασίου που θα παράγει 5000 τόνους υδρογόνου και 18.000 τόνους αμμωνίας ετησίως.14  

– Το H-Vision είναι το πρώτο έργο γαλάζιου υδρογόνου στο λιμάνι του Ρόττερνταμ στην Ολλανδία. Η κοινοπραξία που έχει αναλάβει το έργο στοχεύει στην ολοκλήρωση του έως το 2030. Στόχος του έργου είναι η κατασκευή 4 εργοστασίων αναμόρφωσης ατμού με συνολική δυναμικότητα 15-20 τόνων υδρογόνου ανά ώρα, η αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα κάτω από τη Βόρεια Θάλασσα και η μεταφορά του υδρογόνου στις βιομηχανίες στο λιμάνι.15

– To HyLaw στην Ε.Ε.: Για πρώτη φορά, ο κλάδος βιομηχανίας υδρογόνου θα διερευνήσει τα νομικά κωλύμματα που υφίστανται ως προς την ανάληψη τεχνολογιών υδρογόνου σε 18 ευρωπαϊκά κράτη. Το HyLaw επιδιώκει και ένα δεύτερο στόχο – πέρα από τη συλλογή στοιχείων για τις νομικές και διοικητικές διαδικασίες που εφαρμόζονται στις τεχνολογίες υδρογόνου και στοιχείων καυσίμων – και αυτό είναι η σύσταση ισχυρού δικτύου εθνικών συνδέσμων υδρογόνου.16

– Green Hydrogen Project: Υλοποιείται από κοινοπραξία που απαρτίζεται από τη Nouryon, Gasunie and 4 άλλους εταίρους, η οποία θα λάβει ευρωπαϊκή χρηματοδότηση 11 εκατ. ευρώ. Το εν λόγω project πρωτοστατεί μεταξύ ορισμένων πρωτοβουλιών για το υδρογόνο που αποσκοπούν στη μείωση εκπομπών αερίων άνθρακα και θα αποτελέσει ένα σημαντικό ορόσημο στη μετάβαση προς μια πιο βιώσιμη κυκλική οικονομία.17 

Έχοντας υπόψη τα παραπάνω διαπιστώνεται ότι η αξιοποίηση του υδρογόνου στον ενεργειακό τομέα δεν αποτελεί καινοτομία. Τα τελευταία χρόνια, πολλά κράτη υιοθετούν ενεργειακές πολιτικές που περιλαμβάνουν χρήση και αξιοποίηση του υδρογόνου, και κατασκευή μεγάλων έργων με εθνικές χρηματοδοτήσεις και συμπράξεις μεγάλων εταιρειών. Σίγουρα, η κατάσταση που έχει διαμορφωθεί εδώ και πολλά χρόνια στην ενέργεια με παραγωγή ενέργειας από ορυκτά καύσιμα δεν είναι εύκολο να αλλάξει από τη μια στιγμή στην άλλη. Ωστόσο, θετική κρίνεται η ολοένα αυξανόμενη παραγωγή ενέργειας από ΑΠΕ και η αλλαγή νοοτροπίας ότι τα αποθέματα παραδοσιακών πόρων ενέργειας εξαντλούνται και ότι είναι αναγκαία η αναζήτηση και διερεύνηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας, μεταξύ των οποίων και το υδρογόνο. Και ένα σημαντικό ορόσημο για τον 21ο αιώνα θα αποτελέσει η αξιοποίηση του υδρογόνου όχι μόνο στον ενεργειακό τομέα για να αντιμετωπιστεί η ενεργειακή κρίση αλλά και σε άλλους τομείς που με τη σειρά τους θα συνεισφέρουν περισσότερο στις εθνικές οικονομίες αλλά και στην παγκόσμια οικονομία.

Παραπομπές:

1.,2.&3. World Energy Council, «World Energy Issues Monitor 2019 – Global and Regional Perspectives»

4.https://www.conserve-energy-future.com/advantages_disadvantages_hydrogenenergy.php

5.&6.https://energycentral.com/c/pip/5-pros-and-cons-hydrogen-energy

7.https://www.conserve-energy-future.com/advantages_disadvantages_hydrogenenergy.php

8.https://energycentral.com/c/pip/5-pros-and-cons-hydrogen-energy

9.https://www.conserve-energy-future.com/pros-and-cons-of-hydrogen-energy.php

10.IRENA, «Hydrogen: a renewable energy perspective», 2019  

11.https://www.worldenergy.org/news-views/entry/hydrogen-global-charter-launched

12.https://www.euronews.com/2020/01/24/europe-s-hydrogen-revolution-the-promise-of-power-without-pollution

13.,14.&15.IRENA, «Hydrogen: a renewable energy perspective», 2019

16.https://hydrogeneurope.eu/hydrogen-europe-eu-projects

17.https://www.fch.europa.eu/press-releases/eu-backing-pioneering-green-hydrogen-project

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.