Energijos perėjimas: kas tieks Vokietijai žaliąjį vandenilį?

"Energijos perėjimui reikės daug žaliojo vandenilio ir iš jo pagamintų degalų bei cheminių medžiagų. Tyrimas rodo, iš kur gali atsirasti šis energijos šaltinis.

Žalias vandenilis ir iš jo pagaminti produktai, tokie kaip amoniakas, metanolis ir sintetinis kuras, yra laikomi pagrindiniu energijos perėjimo ramsčiu. 

Skaičiuojama, kad energijos poreikis gali siekti iki 110 teravatvalandžių, kuris gali būti patenkintas kasmet iki dešimtmečio pabaigos, naudojant vandenilį, kaip energijos šaltinį, kai 80 procentų energijos sistemos bus pervesta į atsinaujinančią energiją. Tai atitinka maždaug pusę dabartinio metinio vandenilio suvartojimo Vokietijoje (1,7 mln. tonų vandenilio). Iki 2045 m. suma gali padidėti keturis kartus.

Nepaisant didžiulės fotovoltinių ir vėjo elektrinių plėtros, Vokietija galės pati pasigaminti tik tam tikrą vandens dalį elektrolizės būdu, kad patenkintų plieno, chemijos ir stiklo pramonės bei transporto sektoriaus (ypač laivų, sunkiųjų krovinių ir oro eismo) poreikius) ir energetikos sektoriuje dujų elektrinėse arba energijos kaupimui. 

Tačiau iš kur ir kokiais transporto maršrutais turėtų atsirasti liūto dalis žaliojo vandenilio? Ir kada jis bus prieinamas? Klausimai, kuriuos „Ateities energijos sistemos“ (ESYS) – Vokietijos mokslo ir technologijų akademijos, Leopoldina nacionalinės akademijos ir akademijos sąjungos iniciatyva – nagrinėjo dabartiniame tyrime.

Ukraina taip pat yra galima eksporto šalis

„Išnagrinėjome žaliojo vandenilio importo galimybes iki 2030 m. ir pamatėme, kad kiekviena galimybė turi privalumų ir trūkumų“, – sako ESYS koordinavimo biuro vadovas Cyril Stephanos. 

Pavyzdžiui, saulėtoje Ispanijoje pagamintas žalias vandenilis vamzdynu galėtų būti nugabenamas į Vokietiją už trejų–penkerių metų, jei esama infrastruktūra būtų atitinkamai pakeista. 

Naujos infrastruktūros statyba pareikalautų nuo aštuonerių iki dešimties metų. 

Iš principo Ukraina taip pat galėtų būti laikoma eksporto šalimi, nes joje yra didelis gamtinių dujų vamzdynų tinklas.

 

Tačiau vandenilio dujas galima efektyviai transportuoti vamzdynais tik iki 4000 kilometrų. 

 

Tolimesniems potencialiems vandenilio tiekėjams, tokiems, kaip Marokas, vienintelė galimybė yra gabenimas laivais. Tačiau tam dujos turi būti suskystintos, o tam reikia atitinkamos sistemos atitinkamoje gamybos vietoje. Tyrimo duomenimis, importuoto skystojo vandenilio negalima tikėtis anksčiau, nei 2030 m., nes vis dar nėra laivų skystam vandeniliui gabenti. 

„Todėl negalėsime importuoti didelio kiekio žaliojo vandenilio ir jo darinių taip greitai, kaip norėtų daugelis šioje šalyje“, – pripažįsta Stephanos. Žaliojo vandenilio importo kaštai svyruotų nuo septynių iki 17 centų už kilovatvalandę, priklausomai nuo gamybos sąlygų, atstumo nuo eksportuojančios šalies ir transportavimo maršruto, ir atitiktų iškastinio vandenilio, pagaminto dujų reformavimo būdu, kainas.

Kiti metodai vis dar kuriami

Sintetiniai angliavandeniliai gali būti švariai gaunami iš žaliojo vandenilio ir anglies dioksido Saudo Arabijoje arba Pietų Afrikoje, naudojant Fischer-Tropsch sintezę. 

Tas pats pasakytina ir apie metanolį, kuris gaminamas, pavyzdžiui, Brazilijoje. Cheminės medžiagos galėtų būti prieinamos iš užsienio vos per metus ar dvejus, jei joms gaminti reikalingas CO₂ būtų surenkamas iš pramoninių išmetamųjų dujų, pavyzdžiui, cemento gamybos. Tai užtruks ilgiau, jei anglies dioksidas bus išgaunamas tiesiai iš oro. Atitinkami metodai vis dar kuriami. 

Atsižvelgiant į CO₂ kainą, žalias metanolis iki 2030 m. nekonkuruotų su paprastu alkoholiu, gaunamu iš gamtinių dujų, kuris yra daugelio cheminių medžiagų pradinė medžiaga. Užtruks ilgiau, kol žalias kuras iš užsienio atsipirks ir pakeis benziną.

Greičiausias būdas galėtų būti žalias amoniakas iš Maroko. „Iš žaliojo vandenilio ir azoto pagamintą amoniaką tam tikru mastu galėtume importuoti iš karto, nes uostai, gamyklos ir atitinkama infrastruktūra jau yra daugelyje vietų“, – sako Stephanosas. Tada žalias amoniakas galėtų pakeisti analogą, pagamintą iš gamtinių dujų Vokietijoje, o tai galėtų greitai padėti sumažinti CO₂ išmetimą.

Tyrimas rodo, kad žaliojo vandenilio importo kiekiai, reikalingi 2030 m., gali būti pasiekti, jei dabar bus nustatytas tinkamas politinis ir ekonominis kursas. Tai taip pat apima vandenilio transportavimo vamzdynais ir laivais reglamentų sukūrimą ir vandenilio gamybos sertifikavimą. Stephanos sako, kad Vokietija ir eksportuojančios šalys turi susitikti kaip lygiavertės partnerės. Eksportuojančios šalys taip pat turėtų gauti naudos iš prekybos žaliuoju vandeniliu ir dalyvauti, kuriant pridėtinę vertę. Būtina laikytis aplinkosaugos ir darbo standartų, stebėti ir vengti išteklių konfliktų dėl žemės ir vandens. Turi būti ne tik tie, kas gali greitai tiekti pigiausią vandenilį."