Ջրածինը աճում է էներգիայի անցման ժամանակ, բայց այն կարող է գերվաճառվել

Այն, ինչ մենք գիտեինք նախկինում.

Նախկինում ուսումնասիրվել են ջրածնի հետևյալ ասպեկտները.

Rystad Energy-ը երկու տարի առաջ կանխատեսել էր, որ հեղուկ ջրածինը տեղ կգտնի 2050 թվականի աղյուսակում, բայց կկազմի ընդհանուր մաքուր էներգիայի միայն 7%-ը: Այս 7%-ը մաքուր վառելիքի տեղ է դժվար ավիացիայի, օվկիանոսային նավերի և ցեմենտի և պողպատի արդյունաբերության համար:

Հեղուկ ջրածինը երկու մեծ առավելություն ունի. մեկը՝ էներգիան պարունակվում է խիտ ձևով։ Երկրորդ, այն այրվում է օդից դեպի ջուր՝ առանց ածխածնի արտանետումների:

Ջրածինը հարմար է նավթի և գազի խոշոր ընկերությունների արտադրության համար, քանի որ նրանք արդեն գիտեն, թե ինչպես արտադրել և բաշխել մեկ այլ գազ՝ բնական գազ, և ունեն խոր գրպաններ:

Այն, ինչ մենք հիմա գիտենք.

DNV-ն իրենց տարեկան զեկույցում¹ 2022 թվականի վերջում հաշվարկվել է, որ հեղուկ ջրածինը մինչև 5 թվականը կլրացնի մաքուր էներգիայի կարիքների միայն 7%-ը (ոչ 2050%):

Ինչպես գրել է Bloomberg Green-ը, կան պատճառներ, թե ինչու ջրածինը դեռ չի անցել հիմնական հոսքը, ինչպես քամին և արևը: Մեկը ծախսն է. ջրի էլեկտրոլիզով կանաչ արտադրությունը թանկ է, իսկ էլեկտրոլիզը անարդյունավետ տեխնոլոգիա է:

Երկրորդ, կապույտ ջրածինը կլիմայական չէ: Թեև այն ավելի էժան է, քան կանաչ ջրածինը, կապույտ ջրածինը էներգիա է պահանջում մեթանը ջրածնի և CO2-ի արտադրելու և քայքայելու համար, և CO2-ը պետք է հեռացվի, սովորաբար CCS-ով (ածխածնի ներգրավում և պահեստավորում): Ջրածնի արտադրության շղթայի երկու ծայրերը խանգարում են «մաքուրին» այս ջրածնի այլընտրանքում:

Երեք, մեքենաների և արդյունաբերությունների մեծ մասը հարմարեցված չէ ջրածնի օգտագործմանը: Սովորական մեքենան բենզինի փոխարեն ջրածին այրելու համար կամ արդյունաբերական խանութում մեքենաները բնական գազի փոխարեն ջրածին այրելու համար հարմարեցնելը լրացուցիչ ծախս է:

Ջրածինը բնական պիտանի է նավթի և գազի ընկերությունների համար բնական գազի ոլորտում նրանց հսկայական փորձի պատճառով, բայց նաև այն պատճառով, որ նրանք հսկայական շահույթներ ունեցան 2022 թվականին և կարող են իրենց թույլ տալ ռիսկի դիմել նոր ձեռնարկություններում:

Ջրածնի համար ծախսերի մռայլ կանխատեսումներ.

Վերջերս հրապարակված հոդվածում տրվում են հատվածներ DNV-ի Energy Transition Outlook-ից¹ 2023. Հիմնական կետերն են.

· Մինչև 5 թվականը մաքուր էներգիայի համաշխարհային պահանջարկի 2050%-ին հասնելը կարժենա ավելի քան 7 տրիլիոն դոլար արտադրության համար, ներառյալ ամոնիակային նոր տերմինալները և խողովակաշարերը:

· Ջրածնի մեծ մասը կօգտագործվի արտադրության մեջ:

· Ջրածինը և ամոնիակը միասին կկազմեն համաշխարհային բեռնափոխադրումների վառելիքի մոտ կեսը, որը դժվար նվազման կատեգորիաներից մեկն է:

· Համաշխարհային ջրածնային խողովակաշարերի ավելի քան 50%-ը կվերափոխվի բնական գազի խողովակաշարերից:

· Լատինական Ամերիկան ​​և Մերձավոր Արևելքը և Հյուսիսային Աֆրիկան ​​կդառնան ջրածնի կամ ամոնիակի արտահանողներ, քանի որ նրանք ունեն մեծ տարածքներ վերականգնվող էներգիայի համար, ինչպիսիք են քամին և արևը, էլեկտրոլիզի միջոցով ջրածին արտադրելու համար:

· Եվրոպայում այնպիսի խոշոր երկրներ, ինչպիսիք են Գերմանիան, Ֆրանսիան և Իսպանիան, կունենան 2030 թվականի նպատակներ՝ 4-6.5 ԳՎտ ներքին ջրածնի արտադրության համար:

· Մեծ Բրիտանիան իր գազատարների մեծ ցանցով կկարողանա բնական գազից անցնել ջրածնի:

· ԵՄ պլանները ներառում են 6 ԳՎտ էլեկտրոլիզատորի հզորություն մինչև 2024 թվականը, մինչև 40 թվականը մինչև 2030 ԳՎտ:

Արդյո՞ք ջրածինը գերվաճառվում է:

Այսպիսով, ջրածինը գերվաճառվո՞ւմ է: Թեև ջրածնային վառելիքն ավելի շատ հուզմունք է առաջացնում, քան արևը կամ քամին, 7 թվականին ջրածնի համար մաքուր էներգիայի ընդհանուր կանխատեսման 2050%-ը ընդհանուրի բավականին փոքր տոկոսն է: Դրան գումարվում է ջրածնի առցանց ներմուծման համար կանխատեսվող չափազանց մեծ ծախսերը, որոնք գայթակղիչ են դարձնում խոստովանել, որ ջրածինը գերվաճառվում է որպես արծաթե փամփուշտ մաքուր վառելիք 2050 թվականին:

Եկեք նայենք մի քանի երկրներում ջրածնի գործունեությանը, որոնցից մի քանիսը ներգրավված են նավթի և գազի արդյունաբերության մեջ:

Ջրածնի ծրագրերը Եվրամիության (ԵՄ) ընդդեմ ԱՄՆ-ի

Ջրածնի ընդհանուր համաշխարհային արտադրությունն այժմ կազմում է տարեկան մոտ 90 միլիոն տոննա։ ՄԷԳ-ն (Միջազգային էներգետիկ գործակալությունը) կանխատեսում է, որ մինչև 180 թվականը այն պետք է հասցվի տարեկան 2030 միլիոն տոննայի՝ մինչև 2050 թվականը ածխածնի զուտ զրոյական արտանետումների հասնելու համար:

Այժմ ԱՄՆ-ում արտադրվող տարեկան մոտ 10 միլիոն տոննա ջրածինը արդյունաբերության կողմից օգտագործվում է նավթի վերամշակման, մետաղների մշակման, պարարտանյութերի արտադրության և սննդամթերքի մշակման համար:

Բայց այսօրվա արտադրության մեծ մասը՝ 99%-ը, կապույտ ջրածին է, որը զերծ ածխածինից չէ, ինչպես նկարագրվեց ավելի վաղ: Կանաչ ջրածինը արտադրվում է ջրի էլեկտրոլիզի արդյունքում և հիմնականում զերծ է ածխածնի պարունակությունից, եթե սնուցվում է վերականգնվող էլեկտրաէներգիայի միջոցով:

ԵՄ-ն արագորեն հարմարվել է կանաչ ջրածնի էլեկտրոլիզին, որը հիմնականում առանց ածխածնի: Սակայն ԵՄ-ն դանդաղ արձագանքում է ջրածնի հսկայական ներդրումներին, որոնք նախատեսված են ԱՄՆ Գնաճի նվազեցման մասին ակտով (IRA), որը հսկայական 369 միլիարդ դոլար է ուղղում կանաչ էներգիայի ծրագրերին:

Համաշխարհային մասշտաբով, ասվում է հոդվածում, ջրածնային նախագծերի միայն 1%-ն է սկսել շինարարությունը, որը կազմում է 1 Tw (Terrawatt): Դրա մոտ մեկ քառորդը 269 ԳՎտ (Գիգավատ) կլինի առցանց մինչև 2030 թվականը: Աճը նման կլինի հեղափոխության, քանի որ այսօրվա ջրածնի արտադրությունը կազմում է ընդամենը 0.45 ԳՎտ:

Այն նաև կանխատեսում է, որ կանաչ ջրածնի արժեքը 6-8 եվրո/կգ-ից այսօր կնվազի մինչև 3 եվրո/կգ մինչև 2050 թվականը:

Ջրածնի հանգույցներ ԱՄՆ-ում

Ինչպես նաև ենթակառուցվածքների կենտրոնացման սովորական առավելություններից, ջրածնային հանգույցների հայեցակարգը պետք է փոխհատուցի մեծ հեռավորությունների վրա ջրածնի փոխադրման վտանգը և ծախսերը, որը շատ այրվող է:

ԱՄՆ Կոնգրեսը 8 միլիարդ դոլար է հատկացրել 2021 թվականի Ենթակառուցվածքի մասին ակտից DOE-ի (Էներգետիկայի դեպարտամենտի) համար՝ աջակցելու առնվազն չորս ցուցադրական նախագծերին, որոնք ներառում են ջրածնի արտադրողներին, վերջնական օգտագործողներին և նրանց միացնող ենթակառուցվածքին: DOE-ն արդեն ֆինանսավորել է ջրածնի 400 ապշեցուցիչ նախագծեր համալսարանների, ազգային լաբորատորիաների և արդյունաբերության կողմից, և նոր կենտրոնները կհիմնվեն այս տեղեկատվության վրա:

Ամբողջական ֆինանսավորման հայտերը պետք է ներկայացվեին 2023 թվականի ապրիլին: Չորս մասնավոր դաշինքներ, ինչպես նաև բազմաթիվ նահանգների կառավարություններ, որոնք դաշնակցում էին արդյունաբերության հետ, և որոշները դաշնակցում էին այլ նահանգների, դիմել են: DOE-ի սկզբնական ֆինանսավորումը չպետք է գերազանցի 1.25 միլիարդ դոլարը մեկ հանգույցի համար, ինչը հսկայական գումար է: Նրանք ակնկալում են ընտրել 6-10 տարածաշրջանային կենտրոններ՝ 6-7 միլիարդ դոլար ընդհանուր ֆինանսավորմամբ:

Մեկ հանգույցը կոչվում է HyVelocity Hub կենտրոնացած է ԱՄՆ ծոցի ափի երկայնքով և կազմակերպվել է Chevron-ի կողմից
CLC
և մի քանի մասնավոր ընկերությունների գործընկերներ, ներառյալ ExxonMobil-ը
xom
և Mitsubishi. Նրանք կօգտագործեն ջրածնի արտադրության 48 կենտրոններից բաղկացած ցանցը (աշխարհում ամենամեծը) և 1,000 մղոն հատուկ ջրածնային խողովակաշարեր Լուիզիանայի և Տեխասի ափերի երկայնքով:

Նպատակներից մեկն է լուծել DOE-ի մարտահրավերը, որը կոչվում է Hydrogen Shot, 1 կգ ջրածին ստեղծելու, մինչդեռ 2 կգ-ից պակաս ածխածնի երկօքսիդ արտանետում է: Մեկ այլ նպատակ է 80%-ով նվազեցնել ջրածնի արժեքը՝ 1 տարվա ընթացքում մինչև $10/կգ:

Նման ծրագրերը, ինչպիսին վերը նշվածն է, գրավել են արդյունաբերության ուշադրությունը ԱՄՆ-ի կողմից առաջարկվող հարկային վարկերը, որոնք առաջարկվում են IRA-ի կողմից, կարող են 100 միլիարդ դոլարի մաքուր ջրածնի արտադրություն առաջացնել՝ ի հավելումն 8 միլիարդ դոլարի, որը Կոնգրեսը յուրացրել է Ենթակառուցվածքի մասին ակտից:

Այլ ջրածնային հանգույցներ, որոնք պետք է դիտվեն, շատ հակիրճ ամփոփվել են Reuters Events-ի կողմից². Նրանց ցանկը ներառում է.

Trans Permian և Horizons Clean Hydrogen Hub-ըամուր կապ ունի Արևմտյան Տեխասի նավթի և գազի հետ:

HyBuild Լոս Անջելես

HyGrid նախագիծ

HALO ջրածնի հանգույցԱրկանզաս, Լուիզիանա և Օկլահոմա նահանգները նավթի և գազի հեղուկների արտադրության և փոխադրման երկար պատմություն ունեն:

Ընդլայնված մաքուր էներգիայի պահպանման հանգույց

Հարավարևմտյան մաքուր ջրածնի նորարարական ցանց

Հարավարևելյան ջրածնի հանգույց

Այս ծրագրերի մեծ մասը ներառում է էներգետիկ կոմունալ ծառայություններ կամ ոչ առևտրային քաղաքային կամ պետական ​​հովանավորվող ծրագրեր, և շատերը կառուցվել են համալսարանի աջակցությամբ:

DOE-ի նախագծերի հայտը ստացել է 79 հայտ², բայց դրանցից ընդամենը 33-ը հրավեր ստացավ անցնելու պաշտոնական հայտերին մինչև 2023 թվականի ապրիլ: 10-ից պակաս կենտրոնների վերջնական ընտրությունը կլինի 2023 թվականի երկրորդ կեսին:

Ակնհայտ է, որ ամբողջ ազգի շահագրգիռ կողմերը գրավել են ջրածնի տեսլականը: ԱՄՆ-ը հավատարիմ է ջրածնային ապագային և ցանկանում է առաջնորդել աշխարհն այս անցումային փուլում:

Հետագա հոդվածում մենք նկարագրելու ենք նավթի և գազի առանձին ընկերությունների գործունեությունը ջրածնի արտադրության մեջ:

Takeaways

Ջրածնի տեսլականը հավակնոտ է, քանի որ այն դժվար է արտադրել, վտանգավոր է պահելու և տեղափոխելու համար և թանկ է:

Ջրածնի ցածր ածխածնային տարբերակը կոչվում է կանաչ ջրածին, որը թանկ է, քանի որ դա ջրի էլեկտրոլիզի վրա հիմնված անարդյունավետ գործընթաց է: Ըստ էության, ամբողջ ներկայիս ջրածնի արտադրությունը կապույտ ջրածին է, սակայն այն ունի բարձր ածխածնային թերություններ գեներացման գործընթացի սկզբում և վերջում:

Բայց ջրածինը արծաթե փամփուշտ չէ։ Ջրածնի արդյունաբերությունը մինչև 5 թվականը կարող է մեծ չափաբաժին վերցնել աշխարհի էներգիայի 7-2050% դժվարին արտանետումներից, սակայն ընդհանուր արտանետումների ամենամեծ մասը դեռ մնում է՝ 93-95%:

Հղումներով.

1. DNV, Էներգետիկ անցման հեռանկարներ 2022 թ, Հոկտեմբեր 13, 2022:

2. Reuters Իրադարձություններ. Ամերիկայի ջրածնային նահանգները, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 April 2023.pd