Ήλθε επιτέλους η ώρα του υδρογόνου

Το υδρογόνο ήταν αμφιλεγόμενο από την τραγωδία ήδη του Χίντενμπουργκ, του αερόπλοιου γεμάτο με αυτό και έπεσε φλεγόμενο το 1937. Οι υποστηρικτές του λένε ότι το συγκεκριμένο αέριο αποτελεί ένα θαύμα χαμηλών εκπομπών άνθρακα που μπορεί να τροφοδοτήσει αυτοκίνητα και σπίτια. Η οικονομία με βάση το υδρογόνο, όπως ελπίζουν, θα ξανασχεδιάσει τον ενεργειακό χάρτη. Οι σκεπτικιστές από την άλλη σημειώνουν ότι αρκετές επενδύσεις υδρογόνου από τη δεκαετία του 1970 έχουν καταλήξει σε αποτυχία καθώς αποκαλύφθηκαν τα μειονεκτήματά του.

Όπως θα εξηγήσουμε, η πραγματικότητα βρίσκεται κάπου ενδιάμεσα. Οι τεχνολογίες υδρογόνου θα μπορούσαν να εξαλείψουν ίσως το ένα δέκατο των σημερινών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου έως το 2050. Αυτό δεν είναι πολύ αλλά, λαμβάνοντας υπόψη την κλίμακα της ενεργειακής μετάβασης, αποτελεί μια κρίσιμη και προσοδοφόρα κίνηση.

Το υδρογόνο δεν είναι πρωταρχική πηγή ενέργειας όπως το πετρέλαιο ή ο άνθρακας. Είναι καλύτερα να θεωρείται ως φορέας ενέργειας, παρόμοιος με τον ηλεκτρισμό και ως μέσο αποθήκευσης, όπως μια μπαταρία. Πρέπει επίσης να παραχθεί.

Πηγές ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα όπως ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και πυρηνική ενέργεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον διαχωρισμό του νερού (H2O) στα συστατικά του που είναι το οξυγόνο και υδρογόνο. Αυτό είναι αναποτελεσματικό και ακριβό, αλλά το σχετικό κόστος μειώνεται. Το υδρογόνο μπορεί επίσης να παραχθεί από βρώμικα ορυκτά καύσιμα, αλλά αυτό προκαλεί μεγάλη ρύπανση, εκτός αν η παραγωγή συνδυαστεί με τεχνολογίες που συλλαμβάνουν άνθρακα και τον απομονώνουν. Το υδρογόνο είναι εύφλεκτο και ογκώδες σε σύγκριση με πολλά καύσιμα. Επίσης οι άκαμπτοι νόμοι της θερμοδυναμικής σημαίνουν ότι η μετατροπή της πρωτογενούς ενέργειας σε υδρογόνο και στη συνέχεια του υδρογόνου σε χρησιμοποιήσιμη ισχύ οδηγεί σε σπατάλη.

Όλα αυτά εξηγούν την δύσκολη ιστορία του αερίου στην ιστορία. Το πετρελαϊκό σοκ της δεκαετίας του 1970 οδήγησε σε έρευνα για ανάπτυξη τεχνολογιών υδρογόνου, αλλά αυτές οι έρευνες δεν πήγαν ποτέ μακριά. Στη δεκαετία του 1980 η Σοβιετική Ένωση δοκίμασε ακόμη και επιβατικό τζετ με υδρογόνο-η παρθενική πτήση κράτησε μόλις 21 λεπτά.

Σήμερα η κλιματική αλλαγή προκαλεί ένα νέο κύμα ενθουσιασμού. Περισσότερα από 350 μεγάλα έργα βρίσκονται σε εξέλιξη και οι αθροιστικές επενδύσεις θα μπορούσαν να φτάσουν τα 500 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030. Η Morgan Stanley υπολογίζει ότι οι ετήσιες πωλήσεις υδρογόνου θα μπορούσαν να ανέλθουν σε 600 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2050, από 150 δισεκατομμύρια δολάρια πωλήσεων σήμερα, που προέρχονται κυρίως από βιομηχανικές διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής λιπασμάτων. Η Ινδία θα πραγματοποιήσει σύντομα πλειστηριασμούς για υδρογόνο και η Χιλή προκηρύσσει διαγωνισμούς για την παραγωγή της σε δημόσιες εκτάσεις. Πάνω από δώδεκα χώρες συμπεριλαμβανομένης της Βρετανίας, της Γαλλίας, της Γερμανίας, της Ιαπωνίας και της Νότιας Κορέας έχουν εθνικά σχέδια για το υδρογόνο.

Παρά τον ενθουσιασμό, πρέπει να είμαστε σαφείς για το τι μπορεί και τι δεν μπορεί να κάνει το υδρογόνο. Οι ιαπωνικές και οι νοτιοκορεάτικες εταιρείες επιθυμούν να πουλήσουν αυτοκίνητα που χρησιμοποιούν κυψέλες καυσίμου υδρογόνου, αλλά τα αυτοκίνητα με μπαταρίες είναι περίπου δύο φορές πιο αποδοτικά ενεργειακά. Ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες ελπίζουν να διοχετεύσουν υδρογόνο για χρήση στα σπίτια, αλλά οι αντλίες θερμότητας είναι πιο αποτελεσματικές και ορισμένες σωληνώσεις δεν είναι ασφαλείς για χρήση με το αέριο. Ορισμένες μεγάλες ενεργειακές εταιρείες και πετρελαιοπαραγωγές χώρες θέλουν να χρησιμοποιήσουν φυσικό αέριο για την παραγωγή υδρογόνου χωρίς να συλλέγουν αποτελεσματικά τον άνθρακα που εκλύεται από τη διαδικασία, αλλά αυτό δεν εξαλείφει τις εκπομπές.

Αντ ‘αυτού, το υδρογόνο μπορεί να βοηθήσει στε εξειδικευμένες αγορές, που περιλαμβάνουν πολύπλοκες χημικές διεργασίες και υψηλές θερμοκρασίες που είναι δύσκολο να επιτευχθούν με ηλεκτρική ενέργεια. Οι χαλυβουργίες, που εκλύουν περίπου το 8% των παγκόσμιων εκπομπών, βασίζονται σε λιγνίτη και, φούρνους καύσης και υψικαμίνους που η αιολική ενέργεια δεν μπορεί να αντικαταστήσει. Αυτό όμως μπορεί να το κάνει το υδρογόνο, χρησιμοποιώντας μια διαδικασία γνωστή ως άμεση μείωση.

Η σουηδική κοινοπραξία Hybrit πούλησε τον Αύγουστο τον πρώτο πράσινο χάλυβα στον κόσμο που κατασκευάστηκε με αυτόν τον τρόπο. Μια άλλη εξειδικευμένη χρήση είναι οι εμπορικές μεταφορές, ιδιαίτερα για ταξίδια πέρα από το πεδίο των μπαταριών. Τα φορτηγά υδρογόνου μπορούν να νικήσουν τους τα φορτηγά με μπαταρίες με ταχύτερο ανεφοδιασμό, περισσότερο χώρο για φορτία και μεγαλύτερη εμβέλεια. Η Cummins, μια αμερικανική εταιρεία (κατασκευής κινητήρων), ποντάρει σε αυτά. Τα καύσιμα που προέρχονται από υδρογόνο μπορεί επίσης να είναι χρήσιμα στην αεροπορία και τη ναυτιλία. Η γαλλική εταιρεία Alstom, χρησιμοποιεί ατμομηχανές με υδρογόνο στην Ευρώπη.

Τέλος, το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό για αποθήκευση και μεταφορά ενέργειας. Τα ανανεώσιμα δίκτυα δυσκολεύονται όταν ο άνεμος πέφτει ή όταν υπάρχει σκοτάδι. Οι μπαταρίες μπορούν να βοηθήσουν, αλλά αν η ανανεώσιμη ενέργεια μετατραπεί σε υδρογόνο, μπορεί να αποθηκευτεί φθηνά για μεγάλα χρονικά διαστήματα και να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια στην πρώτη ζήτηση.

Σταθμός παραγωγής ενέργειας στη Γιούτα σχεδιάζει να αποθηκεύσει το φυσικό αέριο για να τροφοδοτήσει την Καλιφόρνια. Ηλιόλουστα μέρη και μέρη με ανέμους που στερούνται συνδέσεων μετάδοσης μπορούν να εξάγουν καθαρή ενέργεια ως υδρογόνο. Η Αυστραλία, η Χιλή και το Μαρόκο ελπίζουν να «στείλουν τον ήλιο» στον κόσμο.

Με τόσα χρήματα που επενδύονται στο υδρογόνο, ο κατάλογος των χρήσεών του μπορεί να επεκταθεί. Μεγάλο μέρος του έργου ανήκει στον ιδιωτικό τομέα, αλλά οι κυβερνήσεις μπορούν να κάνουν εκείνο που τους αναλογεί. Ένα καθήκον είναι να καταπολεμηθούν ορισμένες πρακτικές: το υδρογόνο που παράγεται από βρώμικα καύσιμα χωρίς υψηλής ποιότητας δέσμευση άνθρακα δεν θα βοηθήσει το κλίμα.

Απαιτούνται νέοι κανόνες για τη μέτρηση και παρουσίαση των εκπομπών του που προκύπτουν από την παραγωγή υδρογόνου και, δεδομένου ότι θα διακινούνται διασυνοριακά, αυτοί απαιτούν διεθνή συμφωνία. Η κυβέρνηση θα πρέπει επίσης να ενθαρρύνει τη δημιουργία κόμβων όπου συγκεντρώνονται διαφορετικοί χρήστες υδρογόνου, ελαχιστοποιώντας την ανάγκη να υπάρχουν διπλές υποδομές. Όλα αυτά ήδη έχουν κάνει την εμφάνισή τους στο Humberside στη Βρετανία και στο Ρότερνταμ στην Ολλανδία. Το υδρογόνο έχει τους περιορισμούς του, αλλά μπορεί να διαδραματίσει ζωτικό ρόλο στην επίτευξη καθαρότερης ενέργειας.