Solutii

Este hidrogenul o soluție universală pentru decarbonizare?

6
min
12/10/2021

România se pregătește să pună pe masă o strategie a hidrogenului care va fi elaborată în 2022 pentru a fi în rând cu Uniunea Europeană, care a propus deja cum va folosi hidrogenul pentru atingerea neutralității climatice..

Prioritatea UE pentru următorii 10 ani este producerea și utilizarea hidrogenului verde în sectoarele greu de electrificat: industria chimică, a cimentului și a oțelului, în transportul greu, aviație sau transport maritim, menționează într-o analiză Bankwatch.

Pe de altă parte, România a inclus deja în PNRR proiecte pentru producția de hidrogen verde și gri și amestecul acestuia cu gaze fosile în conducte care vor ajunge direct la consumatorul casnic. De ce această direcție este una greșită care nu va avantaja nici clienții și nici mediul?

Deși cercetarea despre hidrogen este încă una incipientă, studiile și rapoartele realizate până acum arată că hidrogenul este un combustibil limitat care ajută tranziția energetică într-o anumită măsură, dacă este utilizat corect.

Hidrogenul verde este încă rar și scump, în prezent mai puțin de 4% din hidrogenul obținut în Europa este verde, iar costul este dublu față de cel obținut din gaz fosil.  Specialiștii susțin că acesta ar trebui să contribuie la înverzirea sectoarelor foarte greu de decarbonizat în alt mod, precum industria, transport greu (camioane/ navigație/ aviație) și sectorul construcțiilor. Utilizarea lui direct de către consumatorul casnic pentru încălzire și gătit este ineficientă și costisitoare, pentru producția hidrogenului verde fiind necesară de 5 ori mai multă electricitate decât ar consuma o pompă de căldură, de exemplu.

În plus, utilizarea altor tipuri de hidrogen pentru tranziția energetică ar ține în continuare economia legată de combustibilii fosili și nu ar ajuta prea mult la decarbonizare. Așa cum arată graficul de mai jos, emisiile pentru hidrogenul gri (produs din gaz fosil, cea mai utilizată metodă în prezent) sunt comparabile cu utilizarea directă a gazului fosil pentru electricitate și încălzire, iar utilizarea tehnologiilor de captare a carbonului nu îmbunătățesc cu mult situația. Un studiu și mai recent care ia în calcul emisiile fugitive de metan arată că hidrogenul albastru este cu 20% mai poluant decât arderea directă a gazului, iar comparativ cu hidrogenul gri are cu doar 18-25% mai puține emisii.


Emisii CO2 hidrogen după tipul de producție, sursa: Greenpeace Energy EG, Blauer wasserstoff lösung oder problem der energiewende?, p. 9  2020

Proiectele României cu hidrogen

Conform proiectelor din versiunea din mai a PNRR, în România hidrogenul ar proveni din gaze fosile cu captare CO2, denumit și hidrogen albastru, dar ar produce și 100% hidrogen verde. Se propuneau următoarele investiții:

  1. Infrastructură de distribuție de gaz natural în combinație cu hidrogen (transport, distribuție, stații de comprimare). Valoarea totală a investiției este estimată la 400 de milioane de euro pentru 4000 de km de conducte cu 10% hidrogen (regiunea pilot luată în considerare este Oltenia, aici fiind slab racordată la sistemul de distribuție gaze). Până în semestrul 2 din 2026 vor fi conectați 90.000 de consumatori la rețeaua de distribuție gaz în combinație cu hidrogen;
  2. Proiecte demonstrative prin care se poate produce hidrogen din cel puțin 30 MW energie solară;
  3. Proiecte demonstrative integrate de cercetare-dezvoltare în domeniu: centrală pe gaz cu putere instalată de 159 MW și parc fotovoltaic cu o putere instalată de 100 MW cu instalația aferentă de producere a hidrogenului verde și instalație de captare CO2 la Halânga, jud. Mehedinți în valoare de 320 de milioane de euro; centrală pe gaz cu putere instalată de 159 MW și parc fotovoltaic cu o putere instalată de 20 MW cu instalația aferentă de producere a hidrogenului verde și instalație de captare CO2 în jud. Constanța în valoare de 265 de mil. euro; unitate de producție hidrogen verde de către Hidroelectrica de 100 MW în valoare de 100 mil. Euro; centrală electrică fotovoltaică pentru producerea și stocarea hidrogenului de tip verde pe platforma CNE Cernavodă de 28 milioane euro (capacitatea nu este menționată).

Ultima versiune a PNRR-ului, aprobată de către Comisia Europeană pe 27 septembrie 2021, nu mai prevede proiectele demonstrative integrate de cercetare-dezvoltare în domeniu, și anume cele două centrale de la Halânga, jud. Mehedinți și Constanța. Deși noile proiecte propuse sunt de admirat în aparență, ele mizează pe hidrogen pentru sectorul de încălzire, nefiind fezabil din punct de vedere economic, având în vedere că pentru a produce hidrogen verde se consumă multă electricitate. Din cele două anexe publicate, noul PNRR propune:

  • Construirea a 1.870 km de rețea de distribuție a gazelor regenerabile (hidrogen verde) care va fi construită în regiunea Oltenia, nu există nicio indicație din ce sursă va fi produs hidrogenul verde și distribuit în conducte (fie din energie eoliană, solară sau amândouă). În prima fază a implementării va fi un mix de gaz fosil și hidrogen regenerabil în proporție de 20% când rețeaua va fi pusă în funcțiune, la data de 30 iunie 2026, iar până în 2030 va fi distribuit 100% hidrogen verde și/sau alte gaze regenerabile. Se plănuiește instalarea unei capacități de 100 MW de electroliză pentru producerea hidrogenului verde din surse regenerabile până la 31 decembrie 2025. Se menționează că începând cu anul 2026 toate aparatele și boilerele vor trebuie să fie „hydrogen ready” și vor fi obligatorii pentru noile instalații.
  • PNRR prevede instalarea unei capacități de 300 MW pentru producția combinată de energie termică și energie electrică (CHP) bazate pe gaz.

Tot prin PNRR este menționată necesitatea de a dezvolta și elabora o Strategie națională dedicată hidrogenului, precum și de a crea un cadru legislativ care să permită mobilizarea investițiilor în producția, stocarea, transportul și consumul acestui combustibil, elaborarea acesteia fiind setată pentru anul 2022.

Comisia Europeană în „Strategia hidrogenului pentru o Europă neutră din punct de vedere climatic” își propune producerea de 40 de GW de hidrogen regenerabil până în 2030.  Comisia va prezenta propuneri legislative concrete privind economia hidrogenului și integrarea sectorială până la finalul lui 2021. În strategie se recomandă utilizarea hidrogenului verde în industriile chimice și producția oțelului și în transport pentru vehicule rutiere grele, transportul maritim, aviație, și pe alocuri trenuri și transportul în comun, acolo unde electrificarea este greu de realizat.

Așadar, unele dintre planurile României nu sunt coordonate cu cele ale Uniunii Europene și nici cu recomandările specialiștilor. Proiectele cu amestec de gaz și hidrogen sunt acolo pentru a bifa cerințele Comisiei Europene de a încorpora hidrogenul în mixul energetic, pentru a accesa fonduri care sunt de fapt dedicate proiectelor pe gaze. Unele dintre aceste proiecte vor adăuga emisii de gaze cu efect de seră în plus, deci nu pot contribui la obiectivele climatice. În plus, industriile menționate care vor utiliza hidrogenul verde produs sunt „agricultura, sănătatea și mobilitatea urbană”, nicidecum industriile grele. De asemena, efortul financiar al clienților casnici pentru adaptarea la noul amestec de gaze va fi prea mare – in plan nu se prevăd niciun fel de scheme de ajutor pentru consumatori, în timp ce hidrogenul verde este foarte scump pentru a fi produs. Statul va trebui sa subvenționeze major consumatorii pentru combustibilul consumat, lucru care se întâmplă deja parțial pentru gazele fosile.

O altă problemă ridicată de specialiștii din domeniu este compatibilitatea amestecării hidrogenului cu gazul din care pot apărea diverse defecțiuni pe întregul lanț de distribuție (crăparea metalelor, diferență de presiune), care trebuie studiate mai mult. În plus, cercetări incipiente au apărut și despre emisiile produse de arderea hidrogenului. Un studiu susține că arderea hidrogenului în combinație cu gazul natural poate produce de șase ori mai multe emisii de oxizi de azot (NOx), cunoscuți pentru efectele negative asupra sănătății și contribuția la formarea ozonului. O modalitate fără emisii de utilizare a hidrogenului este prin pile de combustie.

În schimb, hidrogenul poate juca un rol important și pentru stocarea energiei regenerabile în viitor. Conform Ralf Winterling, Director Tehnic Infrastructură la REHAU, „stocarea căldurii pentru tehnologia de alimentare cu energie termică Power-To-Heat reprezintă un potențial imens pentru a converti și a stoca excesul de energie electrică în căldură”. Astfel, hidrogenul produs din energia regenerabilă în exces în momente de consum redus va putea alimenta electrificarea încălzirii.

Este important ca România să profite într-un mod eficient de oportunitatea intrării pe piața hidrogenului verde pentru a susține trecerea la o economie cu emisii reduse de carbon. Valorificarea acestei resurse prețioase se poate face în prezent în industriile unde emisiile sunt greu de eliminat, fără a aduce o povară financiară în plus și nesiguranță în încălzirea rezidențială.

Autor: Nicoleta Petrică, coordonatoare campaniei gaze fosile, Bankwatch România