«Το “λευκό” υδρογόνο μπορεί να ανατρέψει τα πάντα – Το υπόγειο απόθεμα που ισοδυναμεί με 170.000 χρόνια πετρελαίου».
Ο ενθουσιασμός γύρω από το πράσινο υδρογόνο έχει σχεδόν εξανεμιστεί.
Θα μπορούσε, όμως, το λευκό υδρογόνο να πάρει τη θέση του και να εξελιχθεί στο επόμενο μεγάλο στοίχημα της παγκόσμιας προσπάθειας για απανθρακοποίηση;
Το γεωλογικό υδρογόνο, γνωστό και ως «λευκό» υδρογόνο, θα μπορούσε δυνητικά να παρακάμψει ορισμένα από τα σημαντικότερα εμπόδια που σήμερα περιορίζουν την ευρεία χρήση του υδρογόνου, χωρίς παράλληλα να αυξάνει σημαντικά το ανθρακικό αποτύπωμα του κλάδου.
Η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο.
Ωστόσο, στο μέλλον θα μπορούσε να συμβάλει καθοριστικά στην απανθρακοποίηση ορισμένων από τους πλέον δύσκολους βιομηχανικούς κλάδους.
Το υδρογόνο που κρύβεται στα πετρώματα
Η συγκεκριμένη μορφή υδρογόνου προέρχεται από φυσικά αποθέματα που βρίσκονται μέσα σε πετρώματα και άλλους γεωλογικούς σχηματισμούς στον φλοιό της Γης.
«Οι δυνατότητες είναι τεράστιες», δήλωσε νωρίτερα φέτος στους New York Times ο Pierre Levin, διευθύνων σύμβουλος της καναδικής startup γεωλογικού υδρογόνου Vema.
«Μπορεί κανείς να βρει τέτοιου είδους πετρώματα σε ολόκληρο τον κόσμο, σε ποσότητες αρκετές για την παραγωγή δισεκατομμυρίων τόνων υδρογόνου».
Το υδρογόνο μπορεί να αποδειχθεί εξαιρετικά χρήσιμο σε κλάδους που παραδοσιακά χαρακτηρίζονται από υψηλές εκπομπές, όπως η χαλυβουργία και οι μεταφορές.
Όπως ο θερμικός άνθρακας, ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης και το βαρύ μαζούτ, μπορεί να καεί σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και επομένως να χρησιμοποιηθεί σε απαιτητικές βιομηχανικές διεργασίες.
Σε αντίθεση όμως με αυτά τα εξαιρετικά ρυπογόνα καύσιμα, κατά την καύση του υδρογόνου το μόνο άμεσο παραπροϊόν είναι υδρατμοί.
Υπάρχει, ωστόσο, ένα βασικό πρόβλημα: σήμερα το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου παράγεται με τη χρήση ορυκτών καυσίμων, γεγονός που υπονομεύει σε μεγάλο βαθμό τη χρησιμότητά του ως εργαλείου απανθρακοποίησης.
Γιατί «κόλλησε» το πράσινο υδρογόνο
Ως απάντηση σε αυτό το πρόβλημα, το «πράσινο» υδρογόνο, το οποίο παράγεται με τη χρήση καθαρών και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, προβάλλεται εδώ και χρόνια ως μια τεχνολογία που θα μπορούσε να αλλάξει τους όρους του παιχνιδιού στην απανθρακοποίηση.
Στην πράξη, όμως, οι προσδοκίες απέχουν σημαντικά από την πραγματικότητα.
Έως το 2023, λιγότερο από το ένα δέκατο των σχεδιαζόμενων έργων πράσινου υδρογόνου είχαν πράγματι υλοποιηθεί.
Πιο συγκεκριμένα, «μόλις το 7% των ανακοινωμένων έργων δυναμικότητας παγκοσμίως ολοκληρώθηκε εντός του προβλεπόμενου χρονοδιαγράμματος», σύμφωνα με τη μελέτη The green hydrogen ambition and implementation gap, η οποία δημοσιεύθηκε πέρυσι στο επιστημονικό περιοδικό Nature Energy.
Οι λόγοι είναι αρκετοί.
Πρώτα απ' όλα, οι αριθμοί απλώς δεν βγαίνουν. Το πράσινο υδρογόνο παραμένει ακριβό και δυσκολεύεται να ανταγωνιστεί άλλες ενεργειακές επιλογές.
Δεύτερον, σε πολλές περιπτώσεις δεν αποτελεί καν την αποτελεσματικότερη λύση για την απανθρακοποίηση.
Συχνά, η καθαρή ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου θα μπορούσε να αξιοποιηθεί αποδοτικότερα εάν καταναλωνόταν απευθείας.
Η τεράστια υπόγεια δεξαμενή του «λευκού» υδρογόνου
Σε αυτό ακριβώς το σημείο θα μπορούσε να αποκτήσει καθοριστικό ρόλο το λεγόμενο «λευκό» υδρογόνο.
Οι υπόγειοι φυσικοί πόροι υδρογόνου θεωρούνται τεράστιοι και παραμένουν ουσιαστικά ανεκμετάλλευτοι.
Πρόσφατη έρευνα επιστημόνων από τα Πανεπιστήμια της Οξφόρδης, του Durham και του Τορόντο εκτιμά ότι το υδρογόνο που έχει παραχθεί στον ηπειρωτικό φλοιό της Γης σε βάθος γεωλογικού χρόνου αντιστοιχεί ενεργειακά σε περίπου 170.000 χρόνια της σημερινής παγκόσμιας κατανάλωσης πετρελαίου.
Παραμένει, ωστόσο, άγνωστο ποιο ποσοστό αυτής της τεράστιας ποσότητας έχει συγκεντρωθεί σε κοιτάσματα που μπορούν πράγματι να εντοπιστούν και να ανακτηθούν οικονομικά.
Ο επικεφαλής συγγραφέας της σχετικής μελέτης του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, Chris Ballentine, παρομοιάζει μάλιστα την αναζήτηση συσσωρευμένου υδρογόνου με την παρασκευή ενός σουφλέ.
«Αν κάνεις λάθος έστω και σε ένα από τα συστατικά, στις ποσότητες, στον χρόνο ή στη θερμοκρασία, θα απογοητευτείς», αναφέρει.
«Μια επιτυχημένη και επαναλήψιμη “συνταγή” εξερεύνησης θα μπορούσε να ξεκλειδώσει μια εμπορικά ανταγωνιστική πηγή υδρογόνου χαμηλών εκπομπών άνθρακα, η οποία θα συνέβαλλε σημαντικά στην ενεργειακή μετάβαση.
Διαθέτουμε την κατάλληλη εμπειρία ώστε να συνδυάσουμε αυτά τα συστατικά και να βρούμε αυτή τη συνταγή».
Το δύσκολο στοίχημα της εξόρυξης
Η εξόρυξη και ο καθαρισμός του υδρογόνου που βρίσκεται στον φλοιό της Γης με τρόπο ταυτόχρονα περιβαλλοντικά βιώσιμο και οικονομικά αποδοτικό απαιτούν, πράγματι, έναν σύνθετο συνδυασμό παραγόντων.
Οι γεωλόγοι επιχειρούν να κατανοήσουν ένα ολόκληρο γεωλογικό σύστημα παραγωγής και συσσώρευσης υδρογόνου, το οποίο περιλαμβάνει την πηγή παραγωγής, τις οδούς μετανάστευσης, τον σχηματισμό ταμιευτήρων και, ενδεχομένως, γεωλογικές παγίδες ικανές να συγκεντρώνουν μεγάλες ποσότητες H₂ σε βάθος χρόνου.
Όπως επισημαίνεται σε νέα έκθεση του Futura, «μόνο όταν κατανοήσουμε πλήρως πώς λειτουργεί αυτό το σύστημα –το οποίο παρουσιάζει ομοιότητες αλλά και θεμελιώδεις διαφορές σε σχέση με τα πετρελαϊκά συστήματα– θα μπορεί να εξεταστεί η βιομηχανική εκμετάλλευσή του σε μεγάλη κλίμακα».
Η κούρσα των startups έχει ήδη αρχίσει
Παρά τις δυσκολίες, ένας αυξανόμενος αριθμός startups επιχειρεί να τελειοποιήσει αυτή τη «συνταγή» πριν από τον ανταγωνισμό και να βρει τον τρόπο με τον οποίο ο τεράστιος αυτός φυσικός πόρος θα μπορούσε να αξιοποιηθεί εμπορικά.
Από την Ευρώπη έως τις Φιλιππίνες, η αναζήτηση φυσικού υδρογόνου επιταχύνεται και πλέον ίσως είναι απλώς θέμα χρόνου μέχρι να εμφανιστεί το πρώτο μεγάλο παγκόσμιο hotspot γεωλογικού υδρογόνου και να αποδειχθεί εάν το «λευκό» υδρογόνο μπορεί πράγματι να πετύχει εκεί όπου το πράσινο μέχρι σήμερα έχει σκοντάψει.
www.worldenergynews.gr
Θα μπορούσε, όμως, το λευκό υδρογόνο να πάρει τη θέση του και να εξελιχθεί στο επόμενο μεγάλο στοίχημα της παγκόσμιας προσπάθειας για απανθρακοποίηση;
Το γεωλογικό υδρογόνο, γνωστό και ως «λευκό» υδρογόνο, θα μπορούσε δυνητικά να παρακάμψει ορισμένα από τα σημαντικότερα εμπόδια που σήμερα περιορίζουν την ευρεία χρήση του υδρογόνου, χωρίς παράλληλα να αυξάνει σημαντικά το ανθρακικό αποτύπωμα του κλάδου.
Η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο.
Ωστόσο, στο μέλλον θα μπορούσε να συμβάλει καθοριστικά στην απανθρακοποίηση ορισμένων από τους πλέον δύσκολους βιομηχανικούς κλάδους.
Το υδρογόνο που κρύβεται στα πετρώματα
Η συγκεκριμένη μορφή υδρογόνου προέρχεται από φυσικά αποθέματα που βρίσκονται μέσα σε πετρώματα και άλλους γεωλογικούς σχηματισμούς στον φλοιό της Γης.
«Οι δυνατότητες είναι τεράστιες», δήλωσε νωρίτερα φέτος στους New York Times ο Pierre Levin, διευθύνων σύμβουλος της καναδικής startup γεωλογικού υδρογόνου Vema.
«Μπορεί κανείς να βρει τέτοιου είδους πετρώματα σε ολόκληρο τον κόσμο, σε ποσότητες αρκετές για την παραγωγή δισεκατομμυρίων τόνων υδρογόνου».
Το υδρογόνο μπορεί να αποδειχθεί εξαιρετικά χρήσιμο σε κλάδους που παραδοσιακά χαρακτηρίζονται από υψηλές εκπομπές, όπως η χαλυβουργία και οι μεταφορές.
Όπως ο θερμικός άνθρακας, ο άνθρακας οπτανθρακοποίησης και το βαρύ μαζούτ, μπορεί να καεί σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και επομένως να χρησιμοποιηθεί σε απαιτητικές βιομηχανικές διεργασίες.
Σε αντίθεση όμως με αυτά τα εξαιρετικά ρυπογόνα καύσιμα, κατά την καύση του υδρογόνου το μόνο άμεσο παραπροϊόν είναι υδρατμοί.
Υπάρχει, ωστόσο, ένα βασικό πρόβλημα: σήμερα το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου παράγεται με τη χρήση ορυκτών καυσίμων, γεγονός που υπονομεύει σε μεγάλο βαθμό τη χρησιμότητά του ως εργαλείου απανθρακοποίησης.
Γιατί «κόλλησε» το πράσινο υδρογόνο
Ως απάντηση σε αυτό το πρόβλημα, το «πράσινο» υδρογόνο, το οποίο παράγεται με τη χρήση καθαρών και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, προβάλλεται εδώ και χρόνια ως μια τεχνολογία που θα μπορούσε να αλλάξει τους όρους του παιχνιδιού στην απανθρακοποίηση.
Στην πράξη, όμως, οι προσδοκίες απέχουν σημαντικά από την πραγματικότητα.
Έως το 2023, λιγότερο από το ένα δέκατο των σχεδιαζόμενων έργων πράσινου υδρογόνου είχαν πράγματι υλοποιηθεί.
Πιο συγκεκριμένα, «μόλις το 7% των ανακοινωμένων έργων δυναμικότητας παγκοσμίως ολοκληρώθηκε εντός του προβλεπόμενου χρονοδιαγράμματος», σύμφωνα με τη μελέτη The green hydrogen ambition and implementation gap, η οποία δημοσιεύθηκε πέρυσι στο επιστημονικό περιοδικό Nature Energy.
Οι λόγοι είναι αρκετοί.
Πρώτα απ' όλα, οι αριθμοί απλώς δεν βγαίνουν. Το πράσινο υδρογόνο παραμένει ακριβό και δυσκολεύεται να ανταγωνιστεί άλλες ενεργειακές επιλογές.
Δεύτερον, σε πολλές περιπτώσεις δεν αποτελεί καν την αποτελεσματικότερη λύση για την απανθρακοποίηση.
Συχνά, η καθαρή ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου θα μπορούσε να αξιοποιηθεί αποδοτικότερα εάν καταναλωνόταν απευθείας.
Η τεράστια υπόγεια δεξαμενή του «λευκού» υδρογόνου
Σε αυτό ακριβώς το σημείο θα μπορούσε να αποκτήσει καθοριστικό ρόλο το λεγόμενο «λευκό» υδρογόνο.
Οι υπόγειοι φυσικοί πόροι υδρογόνου θεωρούνται τεράστιοι και παραμένουν ουσιαστικά ανεκμετάλλευτοι.
Πρόσφατη έρευνα επιστημόνων από τα Πανεπιστήμια της Οξφόρδης, του Durham και του Τορόντο εκτιμά ότι το υδρογόνο που έχει παραχθεί στον ηπειρωτικό φλοιό της Γης σε βάθος γεωλογικού χρόνου αντιστοιχεί ενεργειακά σε περίπου 170.000 χρόνια της σημερινής παγκόσμιας κατανάλωσης πετρελαίου.
Παραμένει, ωστόσο, άγνωστο ποιο ποσοστό αυτής της τεράστιας ποσότητας έχει συγκεντρωθεί σε κοιτάσματα που μπορούν πράγματι να εντοπιστούν και να ανακτηθούν οικονομικά.
Ο επικεφαλής συγγραφέας της σχετικής μελέτης του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, Chris Ballentine, παρομοιάζει μάλιστα την αναζήτηση συσσωρευμένου υδρογόνου με την παρασκευή ενός σουφλέ.
«Αν κάνεις λάθος έστω και σε ένα από τα συστατικά, στις ποσότητες, στον χρόνο ή στη θερμοκρασία, θα απογοητευτείς», αναφέρει.
«Μια επιτυχημένη και επαναλήψιμη “συνταγή” εξερεύνησης θα μπορούσε να ξεκλειδώσει μια εμπορικά ανταγωνιστική πηγή υδρογόνου χαμηλών εκπομπών άνθρακα, η οποία θα συνέβαλλε σημαντικά στην ενεργειακή μετάβαση.
Διαθέτουμε την κατάλληλη εμπειρία ώστε να συνδυάσουμε αυτά τα συστατικά και να βρούμε αυτή τη συνταγή».
Το δύσκολο στοίχημα της εξόρυξης
Η εξόρυξη και ο καθαρισμός του υδρογόνου που βρίσκεται στον φλοιό της Γης με τρόπο ταυτόχρονα περιβαλλοντικά βιώσιμο και οικονομικά αποδοτικό απαιτούν, πράγματι, έναν σύνθετο συνδυασμό παραγόντων.
Οι γεωλόγοι επιχειρούν να κατανοήσουν ένα ολόκληρο γεωλογικό σύστημα παραγωγής και συσσώρευσης υδρογόνου, το οποίο περιλαμβάνει την πηγή παραγωγής, τις οδούς μετανάστευσης, τον σχηματισμό ταμιευτήρων και, ενδεχομένως, γεωλογικές παγίδες ικανές να συγκεντρώνουν μεγάλες ποσότητες H₂ σε βάθος χρόνου.
Όπως επισημαίνεται σε νέα έκθεση του Futura, «μόνο όταν κατανοήσουμε πλήρως πώς λειτουργεί αυτό το σύστημα –το οποίο παρουσιάζει ομοιότητες αλλά και θεμελιώδεις διαφορές σε σχέση με τα πετρελαϊκά συστήματα– θα μπορεί να εξεταστεί η βιομηχανική εκμετάλλευσή του σε μεγάλη κλίμακα».
Η κούρσα των startups έχει ήδη αρχίσει
Παρά τις δυσκολίες, ένας αυξανόμενος αριθμός startups επιχειρεί να τελειοποιήσει αυτή τη «συνταγή» πριν από τον ανταγωνισμό και να βρει τον τρόπο με τον οποίο ο τεράστιος αυτός φυσικός πόρος θα μπορούσε να αξιοποιηθεί εμπορικά.
Από την Ευρώπη έως τις Φιλιππίνες, η αναζήτηση φυσικού υδρογόνου επιταχύνεται και πλέον ίσως είναι απλώς θέμα χρόνου μέχρι να εμφανιστεί το πρώτο μεγάλο παγκόσμιο hotspot γεωλογικού υδρογόνου και να αποδειχθεί εάν το «λευκό» υδρογόνο μπορεί πράγματι να πετύχει εκεί όπου το πράσινο μέχρι σήμερα έχει σκοντάψει.
www.worldenergynews.gr
