Vety lisääntyy energiansiirrossa, mutta se voi olla ylimyyty

Mitä tiesimme ennen.

Seuraavat vedyn näkökohdat on tutkittu aiemmin.

Rystad Energy ennusti kaksi vuotta sitten, että nestemäinen vety löytää paikkansa vuoden 2050 taulukossa, mutta sen osuus on vain 7 % kaikesta tarvittavasta puhtaasta energiasta. Tämä 7 % on puhtaan polttoaineen markkinarako vaikeasti puhdistettavalle ilmailulle, valtamerialuksille sekä sementti- ja terästeollisuudelle.

Nestemäisellä vedyllä on kaksi suurta etua: yksi, energia on tiiviissä muodossa. Toiseksi se palaa ilmassa vedeksi ilman hiilidioksidipäästöjä.

Vety soveltuu hyvin suurten öljy- ja kaasuyhtiöiden tuotantoon, koska ne osaavat jo tuottaa ja jakaa toista kaasua – maakaasua – ja niillä on syvät taskut.

Mitä tiedämme nyt.

DNV vuosikertomuksessaan¹ vuoden 2022 lopussa arvioitiin, että nestemäinen vety täyttää vain 5 % (ei 7 %) puhtaan energian tarpeesta vuoteen 2050 mennessä.

Kuten Bloomberg Green on kirjoittanut, on syitä, miksi vety ei ole vielä päässyt valtavirtaan, kuten tuuli ja aurinko ovat tehneet. Yksi niistä on kustannukset: vihreä tuotanto veden elektrolyysillä on kallista ja elektrolyysi on tehoton tekniikka.

Toiseksi sininen vety ei ole ilmastoystävällinen. Vaikka sininen vety on halvempaa kuin vihreä vety, se vaatii energiaa tuottaakseen ja hajottaakseen metaania vedyksi ja hiilidioksidiksi, ja hiilidioksidi on hävitettävä, yleensä CCS:llä (hiilen talteenotto ja varastointi). Vedyn tuotantoketjun molemmat päät haittaavat "puhtautta" tässä vetyvaihtoehdossa.

Kolmanneksi useimmat koneet ja teollisuudenalat eivät ole mukautettuja käyttämään vetyä. Perinteisen auton asentaminen polttamaan vetyä bensiinin sijasta tai teollisuusliikkeen koneiden sovittaminen polttamaan vetyä maakaasun sijasta on ylimääräistä kustannuksia.

Vety sopii luonnollisesti öljy- ja kaasuyhtiöille, koska niillä on laaja kokemus maakaasusta, mutta myös siksi, että ne tekivät valtavia voittoja vuonna 2022 ja heillä on varaa ottaa riskejä uusissa hankkeissa.

Synkät vedyn hintaennusteet.

Tuoreessa artikkelissa on otteita DNV:n Energy Transition Outlookista¹ 2023. Pääkohdat ovat:

· 5 prosentin saavuttaminen maailmanlaajuisesta puhtaan energian kysynnästä vuoteen 2050 mennessä maksaa yli 7 biljoonaa dollaria tuotannosta, mukaan lukien uudet ammoniakkiterminaalit ja putkistot.

· Suurin osa vedystä käytetään valmistuksessa.

· Vety ja ammoniakki muodostavat yhdessä noin puolet maailmanlaajuisista laivojen polttoaineista, yksi vaikeasti puhdistettavista luokista.

· Yli 50 % maailmanlaajuisista vetyputkista käytetään uudelleen maakaasuputkista.

· Latinalaisesta Amerikasta ja Lähi-idästä ja Pohjois-Afrikasta tulee vedyn tai ammoniakin viejiä, koska niillä on suuria alueita käytettävissä uusiutuville energialähteille, kuten tuuli- ja aurinkoenergialle, jotta vetyä voidaan tuottaa elektrolyysillä.

· Euroopassa suurilla mailla, kuten Saksalla, Ranskalla ja Espanjalla, on vuoteen 2030 tavoitteeksi 4-6.5 Gw kotimaista vetyntuotantoa.

· Iso-Britannia, jolla on laaja kaasuputkiverkosto, pystyy siirtymään maakaasusta vetyyn.

· EU:n suunnitelmissa on 6 GW elektrolysaattorikapasiteettia vuoteen 2024 mennessä ja 40 Gw vuoteen 2030 mennessä.

Myydäänkö vetyä liikaa?

Onko vetyä siis ylimyyty? Vaikka vetypolttoaine tuottaa enemmän jännitystä kuin aurinko tai tuuli, 7 % vedyn ennustetusta puhtaan energian kokonaismäärästä vuonna 2050 on melko pieni prosenttiosuus kokonaismäärästä. Kun tähän lisätään liialliset kustannukset vedyn tuomisesta verkkoon, on houkuttelevaa myöntää, että vetyä myydään liikaa vuoden 2050 puhtaana polttoaineena.

Katsotaanpa vetytoimintaa muutamissa maissa, joista osa on mukana öljy- ja kaasuteollisuudessa.

Vetysuunnitelmat Euroopan unionissa (EU) vs. Yhdysvallat

Maailmanlaajuinen vedyn kokonaistuotanto on nyt noin 90 miljoonaa tonnia vuodessa. IEA (International Energy Agency) ennustaa, että päästöjen on nostettava 180 miljoonaan tonniin vuodessa vuoteen 2030 mennessä, jotta hiilidioksidipäästöt olisivat nollassa vuoteen 2050 mennessä.

Lähes kaikki Yhdysvalloissa nyt tuotettu noin 10 miljoonaa tonnia vuodessa vetyä käytetään teollisuudessa öljyn jalostukseen, metallien käsittelyyn, lannoitteiden valmistukseen ja elintarvikkeiden jalostukseen.

Mutta suurin osa tämän päivän tuotannosta, 99%, on sinistä vetyä, joka ei ole hiiletön, kuten aiemmin on kuvattu. Vihreää vetyä tuotetaan veden elektrolyysillä, ja se on suurelta osin hiiletöntä, jos se käyttää uusiutuvaa sähköä.

EU on sopeutunut nopeasti vihreän vedyn elektrolyysiin, joka on suurelta osin hiiletön. Mutta EU on ollut hidas reagoimaan massiivisiin vetyinvestointeihin, joita Yhdysvaltain inflaatiovähennyslaki (IRA) ohjaa valtavia 369 miljardia dollaria vihreän energian ohjelmiin.

Artikkelin mukaan maailmanlaajuisesti vain 1 % suunnitelluista vetyprojekteista, joiden arvo on 1 Tw (terrawatti), on alkanut rakentaa. Noin neljännes tästä, 269 Gw (gigawattia) on verkossa vuoteen 2030 mennessä. Kasvu tuntuu vallankumoukselta, koska vetytuotanto on nykyään vain 0.45 Gw.

Se ennustaa myös, että vihreän vedyn hinta putoaa nykyisestä 6-8 eurosta/kg alle 3 euroon/kg vuoteen 2050 mennessä.

Vetykeskukset Yhdysvalloissa

Infrastruktuurin keskittymisen tavanomaisten etujen lisäksi vetykeskittymien ideana on kompensoida vaaraa ja kustannuksia, joita syntyy erittäin palavan vedyn kuljettamisesta pitkiä matkoja.

Yhdysvaltain kongressi myönsi vuoden 8 infrastruktuurilaista 2021 miljardia dollaria DOE:lle (Department of Energy) tukemaan ainakin neljää demonstraatiohanketta, joihin osallistuivat vedyn tuottajat, loppukäyttäjät ja niitä yhdistävä infrastruktuuri. DOE on jo rahoittanut silmiä hiveleviä 400 vetyprojektia yliopistoissa, kansallisissa laboratorioissa ja teollisuudessa, ja uudet keskukset nojaavat tähän tietoon.

Täysirahoitushakemusten määrä oli huhtikuussa 2023. Hakemuksia on hakenut neljä yksityistä allianssia sekä monet osavaltioiden hallitukset, jotka ovat liittoutuneita teollisuuden kanssa ja jotkut muiden valtioiden kanssa. Alkuperäinen DOE-rahoitus ei saa ylittää 1.25 miljardia dollaria keskusyksikköä kohti, mikä on valtava määrä rahaa. He odottavat valitsevansa 6–10 alueellista keskusta, joiden yhteinen rahoitus on 6–7 miljardia dollaria.

Yksi keskus on nimeltään HyVelocity Hub Keskitetty pitkin Yhdysvaltain Persianlahden rannikkoa ja järjestäjänä Chevron
CLC
ja useita yksityisiä yrityskumppaneita, mukaan lukien ExxonMobil
XOM
ja Mitsubishi. Ne hyödyntäisivät 48 vedyntuotantokeskuksen (maailman suurimman) verkostoa sekä 1,000 XNUMX mailia erillisiä vetyputkistoja Louisianan ja Texasin rannikolla.

Yksi tavoitteista on ratkaista DOE:n haaste, nimeltään Hydrogen Shot, valmistaa 1 kg vetyä samalla kun vapautuu alle 2 kg hiilidioksidia. Toinen tavoite on alentaa vedyn kustannuksia 80 % – 1 dollariin/kg 10 vuodessa.

Yllämainittujen kaltaiset ohjelmat ovat kiinnittäneet teollisuuden huomion kaikkialla Yhdysvalloissa, sillä IRA:n tarjoamat verohyvitykset voisivat tuottaa 100 miljardia dollaria puhtaan vedyn tuotantoon – sen 8 miljardin dollarin lisäksi, jotka kongressi sai infrastruktuurilain perusteella.

Reuters Events on tehnyt hyvin lyhyen yhteenvedon muista vetykeskuksista, joita on tarkkailtava². Niiden luettelo sisältää:

Trans Permian ja Horizons Clean Hydrogen Hub: sillä on vahva yhteys Länsi-Texasin öljyyn ja kaasuun.

HyBuild Los Angeles

HyGrid-projekti

HALO vetynapa: Arkansasin, Louisianan ja Oklahoman osavaltioilla on pitkä historia öljyn ja kaasun nesteiden tuotannossa ja kuljettamisessa.

Advanced Clean Energy Storage -keskitin

Southwest Clean Hydrogen -innovaatioverkosto

Kaakkoisvetykeskus

Suurin osa näistä hankkeista liittyy energiayhtiöihin tai voittoa tavoittelemattomiin kaupungin tai valtion rahoittamiin hankkeisiin, ja moniin on rakennettu yliopistojen tukea.

DOE:n hankehaku sai 79 hakemusta², mutta vain 33 näistä kutsuttiin siirtymään virallisiin hakemuksiin huhtikuuhun 2023 mennessä. Alle 10 keskuksen lopullinen valinta tapahtuu vuoden 2023 toisella puoliskolla.

On selvää, että sidosryhmät kaikkialla maassa ovat ottaneet vedyn vision. Yhdysvallat on sitoutunut vedyn tulevaisuuteen ja haluaa johtaa maailmaa tässä muutoksessa.

Tulevassa artikkelissa kuvailemme tiettyjen öljy- ja kaasuyhtiöiden toimintaa vedyn tuotannossa.

Takeaways

Vetynäkemys on kunnianhimoinen, koska sitä on vaikea tuottaa, vaarallinen varastoida ja kuljettaa ja se on kallis.

Vedyn vähähiilistä versiota kutsutaan vihreäksi vedyksi, mikä on kallista, koska se on tehoton prosessi, joka perustuu veden elektrolyysiin. Pohjimmiltaan kaikki nykyinen vedyn tuotanto on sinistä vetyä, mutta tällä on runsaasti hiilidioksidia aiheuttavia haittoja tuotantoprosessin alussa ja lopussa.

Mutta vety ei ole hopealuoti. Vuoteen 5 mennessä vetyteollisuus voi saada suuren pureman maailman energian vaikeasti vähennettävistä päästöistä 7-2050 %, mutta suurin osa kokonaispäästöistä on silti jäljellä: 93-95 %.

Viittauksia.

1. DNV, Energian siirtymänäkymä 2022, Lokakuu 13, 2022.

2. Reutersin tapahtumat: Amerikan vetyvaltiot, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 huhtikuu 2023.pd