default-logo

Economia hidrogenului

            Puțină lume vorbește în condițiile actuale ale creșterii exorbitante a prețurilor pentru gazul metan și benzină de hidrogen ca și combustibil, precum și de economia hidrogenului, ca ramură nouă a energeticii viitorului. Tranziția către o economie fără carbon bazată pe hidrogen, capabilă să atingă neutralitatea carbonului până în 2050 în conformitate cu obiectivele Acordului de la Paris, necesită o dezvoltare rapidă și masivă a producției de hidrogen regenerabil și cu conținut scăzut de carbon. Acest lucru necesită investiții masive și sprijin politic adecvat, potrivit unui raport ONU publicat pe 5 noiembrie 2021 (vezi site-ul https://news.un.rog/fe/story/2021/11/1107872): hidrogenul (Hm) este o substanță chimică de bază, folosită în principal astăzi pentru rafinarea petrolului și producția de amoniac (pentru îngrășăminte) și metanol. Când este folosit ca și combustibil, nu generează emisii directe de poluanți sau gaze cu efect de seră.

            Datorită potențialului său ca materie primă, purtător de energie și mediu de stocare, hidrogenul oferă perspectiva decarbonizării sectorului energetic și a unor sectoare mari ale economiei, precum transportul, industria, producția de energie electrică și încălzirea municipală. De asemenea, deschide perspective interesante în sectoare greu de decarbonizat, cum ar fi industriile consumatoare de energie sau transportul pe distanțe lungi, unde electrificarea este posibilă doar parțial.

            Caracteristici

            Tranziția către o economie a hidrogenului ar aduce cererea globală anuală de hidrogen în 2050 la aproximativ 650 Mt, față de 70 Mt în prezent, sau aproximativ 14% din cererea totală de energie globală așteptată la acea dată. Conform strategiei Uniunii Europene (UE) privind hidrogenul, investițiile cumulate în hidrogen regenerabil în Europa până în 2050 sunt de așteptat să se situeze în intervalul de la 180 până la 470 de miliarde euro și, pentru hidrogen cu emisii scăzute de carbon (de origine fosilă), în intervalul de la 3 la 18 miliarde de euro.

            În 2021, 95% din hidrogen este produs din gaze naturale sau din alte hidrocarburi, ceea ce duce la emisii de 70 până la 100 de milioane de tone de CO2 pe an numai în țările UE (Agenția Internațională pentru Energie estimează emisiile globale la 900 de milioane de tone de CO2!). Pentru a contribui la neutralitatea carbonului, producția de hidrogen trebuie să treacă de la combustibili fosili la combustibili fosili cu captare, utilizare și stocare a carbonului (CCUS), electricitate regenerabilă, energie nucleară sau electroliză în utilizarea energiei electrice cu emisii scăzute de carbon.

            În 2021, hidrogenul curat era de 2-3 ori mai scump de fabricat decât orice altă formă de energie. Investițiile publice și private în cercetarea și dezvoltarea economiei și producției hidrogenului curat au crescut în perioada 2017-2021.

            Implicarea Comisiei Economice ONU pentru Europa

            „Multe țări din UE au lansat experimente, au adoptat strategii pentru hidrogen și au strâns fonduri de miliarde de dolari. Mulți alții își arată interesul… Regiunea UE este bine plasată pentru a deveni un jucător important în viitoarea economie a hidrogenului. Dar, acest lucru necesită investiții publice și private la scară largă, precum și un angajament politic susținut”, a declarat Olga Algayerova, secretarul executiv al Comisiei Economice pentru Europa a Națiunilor Unite (UNECE). „UNECE va continua să faciliteze dialogul politic privind hidrogenul și dezvoltarea de standarde și reglementări pentru transportul, depozitarea și utilizarea în siguranță a hidrogenului, care sunt necesare pentru tranziția către o economie a hidrogenului”, a adăugat ea.

            Interesul pentru hidrogen se află pe agenda politică a UNECE. Mai multe țări, printre care Austria, Franța, Germania, Suedia, Țările de Jos și Regatul Unit sunt printre liderii mondiali în implementarea proiectelor bazate pe hidrogen. Un raport, întocmit sub auspiciile UNECE oferă o evaluare a stării de pregătire a țărilor din regiune.

            UE a publicat o strategie cuprinzătoare pentru hidrogen la jumătatea anului 2020. Acesta urmărește să furnizeze un milion de tone de hidrogen regenerabil până în 2024 și 10 milioane de tone până în 2030.

            Rețeaua europeană de transport a gazelor naturale are o lungime de aproximativ 200.000 km, iar rețeaua de distribuție este de două ori mai lungă; cele două rețele interconectate sunt elemente cheie pentru crearea unei economii a hidrogenului în țările membre UE.

            Factorii necesari

  1. Angajamentul politic susținut – raportul UNECE identifică o serie de măsuri pe care factorii de decizie și autoritățile de reglementare trebuie să le ia pentru a transforma economia hidrogenului în realitate.
  2. Folosirea infrastructurii de gaz existente – rețeaua de transport al gazelor naturale poate fi utilizată pentru a integra eficient hidrogenul, la un cost de 10 până la 15% din cel al unei noi conducte dedicate acestui scop.
  3. Instalarea electrolizoarelor – dezvoltarea electrolizoarelor nu poate aștepta până când 100% din energie electrică provine din surse regenerabile. Trebuie să sprijinim desfășurarea electrolizoarelor conectate la rețeaua electrică și la centrale cu emisii reduse de carbon.
  4. Necesitatea reglementării sectorului – este nevoie de un cadru de reglementare clar și de mecanisme de sprijin care să încurajeze investițiile și să le facă mai puțin riscante. Sunt necesare angajamente de cumpărare pe termen lung pentru hidrogenul curat produs în proiecte industriale, de transport, de încălzire și de combustibil sintetic.
  5. Promovarea proiectelor de interes regional comun – până în 2030, investițiile în electrolizoare din Europa ar putea fi între 24 și 42 de miliarde de euro și ar putea fi mobilizate în jur de 11 miliarde de euro pentru modernizarea a jumătate din centralele existente care funcționează pe cărbune și gaz. Sunt necesare investiții de 65 de miliarde de euro pentru transportul, distribuția și depozitarea hidrogenului, crearea stațiilor de alimentare cu hidrogen, producția și proprietatea intelectuală asupra procedeelor de producție a hidrogenului.
  6. Promovarea tehnologiilor bazate pe hidrogen curat – cercetarea și inovarea în toate tehnologiile cu hidrogen curat sunt necesare pentru a debloca toate modurile de producție durabile și pentru a îndepărta folosirea resurselor fosile.

            Depozitarea și transportul

            Pentru a fi transportabil, hidrogenul trebuie să fie comprimat, lichefiat sau combinat chimic. Hidrogenul poate fi amestecat cu gazul natural și transportat prin infrastructura pentru gaze naturale existentă. Studiile indică faptul cum cazanele și conductele de gaze care funcționează cu gaz natural pot funcționa în siguranță cu un conținut de hidrogen de până la 5-15%. Potrivit Departamentului de Energie al SUA, conductele pot procesa amestecuri de 15-30% hidrogen fără modificări.

            Reutilizarea și modernizarea infrastructurii de gaze existente este soluția cea mai rentabilă pentru transportul hidrogenului până la 5.000 km distanță de locul de producție. Dincolo de aceasta, conversia hidrogenului în purtători de energie care sunt mai ușor de stocat și transportat, cum ar fi amoniacul, metanolul și combustibilii sintetici, ar fi mai puțin costisitoare. Acest lucru ar face posibilă, pe termen lung, cuplarea centrelor de producție și de utilizare a hidrogenului.

            În plus, stocarea a milioane de tone de hidrogen pentru a satisface cererea așteptată până în 2050 rămâne o provocare. Astăzi sunt necesare politici de stimulare și investiții ambițioase pentru a sprijini infrastructura de stocare, transport și conversie a hidrogenului, care va fi esențială pentru funcționarea viitoarei piețe a hidrogenului. Acest lucru poate fi optimizat prin abordări regionale ale unor rețele de hidrogen.

            Cadrul de reglementare pentru vehiculele cu hidrogen

            Conform estimărilor actuale, costul hidrogenului „la pompă” este între 7 și 9 euro/kg. Până în 2030, costul hidrogenului este de așteptat să fie mai mic de 6 euro/kg și să fie competitiv cu combustibilii fosili.

            Vehiculele cu celule de combustibil cu hidrogen (HFCV) au, de obicei, o eficiență energetică de 40 până la 60%, comparativ cu 25% pentru vehiculele convenționale dotate cu motor cu ardere internă. Vehiculele cu hidrogen și cu celule de combustibil nu produc emisii nocive de evacuare. Reglementările internaționale, elaborate de Forumul UNECE pentru Armonizarea Reglementărilor privind HFCV formează baza pentru utilizarea pe scară largă a vehiculelor HFCV.

            Regulamentul Tehnic Global al Națiunilor Unite (UN GTR) nr. 13, din cadrul Acordului din 1998 și Regulamentului Națiunilor Unite nr. 134 (care include aceleași prevederi în cadrul sistemului de omologare), sunt parte a unui Acord din 1958, care specifică cerințele de performanță de siguranță pentru vehiculele HFCV pentru a proteja ocupanții împotriva incendiilor sau a exploziei rezervoarelor cu hidrogen de la bord. Acestea includ, de asemenea, cerințe pentru prevenirea șocurilor electrice pentru ocupanți sau primii care pot fi vătămați în cazul unui accident.

            Prevederile de siguranță de înaltă tensiune pentru HFCV au fost utilizate în RTM-urile și reglementările Națiunilor Unite pe care Forumul UNECE le-a adoptat pentru a cuprinde toate tipurile de vehicule electrice (indiferent de tehnologia utilizată pentru generarea energiei). UN GTR nr. 13 ia în considerare standardele și reglementările existente în Canada, China, Uniunea Europeană, Japonia, Coreea de Sud și Statele Unite. Doar Japonia, Coreea, Turcia și China au transpus UN GTR nr. 13 în legislația lor națională.

            Lüderitz din Namibia

            Orașul-port a beneficiat anterior de boomuri ale pescuitului și ale diamantelor, dar acum se luptă cu rate ridicate ale șomajului și infrastructură îmbătrânită (vezi site-ul O națiune africană își propune să fie o superputere a hidrogenului (descopera.ro), postat pe 6 ianuarie 2021): un proiect „verde” ce are în prim-plan hidrogenul va fi „a treia revoluție la Lüderitz”, spune Balhoa, membru al consiliului local. El speră că proiectul va instrui și angaja localnici, sau „buchters”, așa cum se numesc ei înșiși cu afecțiune, reducând rata șomajului din oraș, care era la finalul lui 2021 de 55%. „Pentru un oraș care s-a luptat cu adevărat din punct de vedere economic în ultimii 10 sau 15 ani și poate mai mult, acesta este un lucru de care oamenii sunt foarte încântați”, spune el.

            Proiectul va avea sediul în apropierea orașului, în Parcul Național Tsau/Khaeb și va produce în cele din urmă aproximativ 300.000 de tone de hidrogen „verde” pe an. În termeni simpli, energia regenerabilă de la Soare și vânt va fi folosită pentru a separa moleculele de hidrogen din apa desalinizată, care, în forma lor pură sau în derivat cu amoniac verde, pot alcătui o varietate de produse, inclusiv combustibil sustenabil. Firma care a câștigat licitația, Hyphen Hydrogen Energy, urmează să înceapă producția în 2026 și va avea drepturi asupra proiectului timp de 40 de ani, odată cu încheierea proceselor de fezabilitate necesare.

            Firma spune că cei patru ani de construcție vor crea probabil 15.000 de locuri de muncă directe și încă 3.000 în Timpul operațiunilor complete, iar în 90% din locurile vor fi ocupate de localnici: James Mnyupe este consilierul economic prezidențial și comisarul pentru hidrogen al guvernului namibian. El explică că Lüderitz este ideală, datorită resurselor solare și eoliene extinse și a proximității față de ocean, atât ca sursă de apă, cât și ca port. James Mnyupe mai spune că toate acestea fac parte dintr-un plan al președintelui Hage Geingob de schimbare a Namibiei. „Președintele a fost foarte dornic să elaboreze un plan de redresare economică, care să fie receptiv și relevant la nivel global și de natură sistemică”. Aceasta face parte dintr-o dezvoltare mult mai mare alimentată de hidrogen verde pentru care guvernul speră să găsească finanțare, iar planul să fie extins apoi în agricultură, logistică și energie; James Mnyupe a vorbit și despre trenuri și conducte ecologice cu hidrogen pentru comerțul cu țările vecine.

            Există speranțe de a crea energie electrică regenerabilă, atât pentru export, cât și ca alternativă la energia pe cărbune importată din Africa de Sud. Astfel, Namibia se va transforma nu doar într-un centru verde pentru producerea hidrogenului, ci și într-o zonă puternică a industriei combustibililor sintetici. Impactul este programat să fie internațional, cu acorduri deja semnate cu Germania, Belgia și Rotterdam în Țările de Jos. Acest lucru vine la pachet cu unele acorduri de finanțare, iar Namibia analizează mai multe opțiuni, cum sunt obligațiunile verzi sau sustenabile, din vânzarea cărora vor rezulta cei 9,4 miliarde de dolari necesari pentru proiectul inițial.

            Pentru a pune dimensiunea investiției în perspectivă, întregul PIB al Namibiei în 2020 a fost de doar 10,7 miliarde de dolari: „Oamenii ar putea începe să ne ia în serios ca partener comercial și nu ca beneficiar net al asistenței pentru dezvoltare, iar pentru namibianul obișnuit, aceasta înseamnă speranță”, spune James Mnyupe. Afluxul planificat de oameni și afaceri va consolida infrastructura în Lüderitz – drumurile și spitalele, iar proiectul va atrage mai multe investiții din partea guvernului central în zonă. Dar, acest optimism vine cu griji direct proporționale: Balhoa spune că proiectele mari anterioare nu au adus înapoi beneficii pentru comunitate, așa cum se spera. Există îngrijorarea că micul oraș nu va putea face față cererilor crescute de infrastructură, locuințele accesibile fiind deja o mare provocare.

            „Cred că va schimba totul, nu doar pentru Namibia, ci și pentru continentul african”, spune Kennedy Chege, cercetător și doctorand la catedra de cercetare în Dreptul mineralelor în Africa, Universitatea din Cape Town (Africa de Sud). Dar el avertizează că principalele provocări sunt legate de finanțare: „Încercarea de a dezvolta planuri de energie regenerabilă necesită, în mod normal, atât de multă finanțare, iar guvernul însuși nu este în măsură să furnizeze efectiv această finanțare din bugetul țării, fiind nevoie de mobilizarea finanțării atât din sectorul public, cât și a celui privat”, a continuat Chege, care mai spune că parteneriatele internaționale ale Namibiei în această direcție pot fi un semn pozitiv.

            Reglementarea transportului sigur

            Reglementările model ale Națiunilor Unite pentru transportul mărfurilor periculoase conțin prevederi pentru transportul în siguranță al hidrogenului și al altor mărfuri periculoase prin toate modurile de transport. Aceste prevederi, elaborate de Comitetul de experți pentru transportul mărfurilor periculoase din cadrul Comitetului Economic și Social al ONU (ECOSOC) – al cărui serviciu este furnizat și de UNECE – se referă la toate instrumentele modale de transport aerian, maritim și terestru.

            UNECE are responsabilitatea de a se asigura că aceste prevederi sunt luate în considerare de instrumentele juridice pentru care este responsabilă, și anume: Acordul internațional privind transportul rutier de mărfuri periculoase (ADR), Acordul european privind transportul rutier, Acordul privind transportul mărfurilor periculoase pe căile navigabile interioare (AND). De asemenea, este responsabilă de asigurarea armonizării acestora cu prevederile aplicabile transportului feroviar.

            Prevederile la care ne referim acoperă clasificarea, etichetarea și ambalarea hidrogenului (inclusiv compușii și amestecurile de hidrogen și hidrogen din sistemele de stocare cu hidrură metalică) pentru a asigura transportul lor în siguranță. Acestea prevăd cerințele de ambalare, tipurile de cisterne și containere portabile, de vehicule adecvate pentru transportul acestora, transportul în tunel (în cazul transportului rutier), precum și prevederi speciale pentru transportul la pachet sau în vrac și aranjamentele de încărcare, descărcare și manipulare.

            Securitatea industrială

            O serie de activități industriale produc sau utilizează hidrogen, de exemplu industria chimică, nucleară sau farmaceutică, rafinăriile de petrol, activitățile de ambalare etc. Hidrogenul poate fi produs și accidental (de exemplu, prin contact cu apa și metalul topit, prin diluare etc.), ceea ce este adesea cazul în metalurgie, salubritate, procesare și reciclare a deșeurilor.

            Hidrogenul nu este toxic, dar este extrem de inflamabil, se poate aprinde cu ușurință, are tendința de a se risipi în atmosferă și este foarte reactiv. Marea majoritate a accidentelor care implică hidrogen sunt, prin urmare, incendii și/sau explozii.

            Hidrogenul este reglementat ca substanță periculoasă de prevederile Convenției UNECE privind efectele transfrontaliere ale accidentelor industriale, care ajută țările să consolideze prevenirea accidentelor, pregătirea și răspunsul la aceste accidente. Grupul de experți al Convenției comune și al Convenției privind hidrogenul a elaborat liniile directoare și bunele practici pentru siguranța conductelor.

Emilian M. Dobrescu / UZPR

Despre autor

Articole asemănătoare

Lasă un răspuns

*