Στρατηγική υδρογόνου: Εγχώρια παραγωγή 3.500 GWh το 2030

Την εγχώρια παραγωγή 3.500 GWh (γιγαβατώρες) υδρογόνου το 2030 από ηλεκτρόλυση, συνολικής ισχύος 750 MW (μεγαβάτ), που θα τροφοδοτείται από ηλεκτροπαραγωγή έργων ΑΠΕ Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, ισχύος 3 GW (80% φωτοβολταϊκά και 20% αιολικά), προβλέπει το προτεινόμενο πρόγραμμα ανάπτυξης υδρογόνου για το 2030. Το παραγόμενο πράσινο υδρογόνο θα υποκαθιστά κυρίως φυσικό αέριο και εν μέρει πετρελαιοειδή στους τομείς των διυλιστηρίων, της βιομηχανίας και των μεταφορών.

Τα μέλη της 20μελούς Επιτροπής για την «Εθνική Στρατηγική Προώθησης Τεχνολογιών – Εφαρμογών Υδρογόνου και Ανανεώσιμων αερίων», χρησιμοποιώντας πολλαπλασιαστές, με βάση το ενεργειακό ισοζύγιο και τους πίνακες εισροών-εκροών της ελληνικής οικονομίας, υπολόγισαν τις επιπτώσεις του προγράμματος ανάπτυξης, σε ετήσια βάση, για το 2030 ως εξής:

· Μείωση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα: 750 ktCO2 (χιλιάδες τόνοι ισοδύναμου πετρελαίου) _ 1.5% επί του συνόλου των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου όπως προβλέπονται από το Εθνικό Σχέδιο για την Ενέργεια και το Κλίμα για το 2030.

· Μείωση εισαγωγών φυσικού αερίου και πετρελαίου: 500 ktoe, που αντιστοιχεί σε μείωση κατά 10% και μείωση δαπανών στις εισαγωγές κατά 230 εκατ. ευρώ.

· Συνολικές επενδύσεις στην αλυσίδα εφοδιασμού υδρογόνου περίπου 3-4 δισ. ευρώ

· Θέσεις εργασίας στην αλυσίδα εφοδιασμού υδρογόνου 3.000-4.000

· Εγχώρια προστιθέμενη αξία: 90-110 εκατ. ευρώ.

Στο πλαίσιο του βασικού σεναρίου, που υποστηρίζει την πρόταση της ευρωπαϊκής πολιτικής «Fit-for-55», προκύπτει ότι στην ΕΕ πρέπει να αναπτυχθεί διασυνοριακή υποδομή μεταφοράς και εμπορίου υδρογόνου σε μεγάλη έκταση ιδίως για την περίοδο μετά το 2030. Η Ελλάδα μπορεί να παράγει περίπου 3 Mtoe πράσινου υδρογόνου το 2040 και να εξάγει 1 Mtoe. Αντιστοίχως για το 2050 θα μπορεί να παράγει 7,4 Mtoe και να εξάγει 2,3 Mtoe πράσινου υδρογόνου, το οποίο αντιστοιχεί σε αξία εξαγωγών της τάξης των 1,6 δισ. ευρώ ανά έτος το 2050 (0,9 δισ. ευρώ το 2040). Όπως αναφέρεται στο σχέδιο της Εθνικής Στρατηγικής, η οποία αναμένεται να τεθεί το ερχόμενο διάσημα σε δημόσια διαβούλευση, ο συνολικός κύκλος εργασιών της εφοδιαστικής αλυσίδας υδρογόνου θα είναι στην Ελλάδα της τάξης των 10 δισ. ευρώ τον χρόνο το 2050. Έως τότε θα απαιτηθούν περίπου 60 GW ΑΠΕ για την τροφοδοσία των μονάδων ηλεκτρόλυσης ( 30 GW έως το 2040).

Κρατικές ενισχύσεις για την ανάπτυξη της αγοράς

Η ελληνική οικονομία έχει τη δυνατότητα να αξιοποιήσει σημαντικό τμήμα της βιομηχανικής παραγωγής, των κατασκευών και της υποστήριξης (συντήρηση και υπηρεσίες) των εγκαταστάσεων σε ολόκληρη των εφοδιαστική αλυσίδα του υδρογόνου. Η Επιτροπή Υδρογόνου προτείνει για τη διευκόλυνση των επενδύσεων ώστε να ωφεληθεί η εγχώρια προστιθέμενη αξία και απασχόληση την υποστήριξη του χρηματοδοτικού τομέα για την κάλυψη των κεφαλαιακών απαιτήσεων των νέων επενδύσεων σε τομείς βιομηχανικής παραγωγής, κατασκευών και παροχή υπηρεσιών που αντιστοιχούν στην ανάπτυξη του υδρογόνου. Καθώς οι σχετικές επενδύσεις θα είναι καινοτόμες και θα περιβάλλονται από αβεβαιότητα προτείνεται υποστήριξη μέσω κρατικών εγγυήσεων και επιδοτήσεων.

Ακόμη, μεταξύ άλλων, προτείνεται υποστήριξη επιχειρήσεων παροχής υπηρεσιών κατασκευής, εγκατάστασης, συντήρησης, ψηφιακών υπηρεσιών και αυτοματισμών για όλη την αλυσίδα εφοδιασμού υδρογόνου, του κατασκευαστικού τομέα για τα έργα υποδομών υδρογόνου, δραστηριοτήτων συναρμολόγησης και εγκατάστασης συστημάτων κλπ.

Το ελληνικό σχέδιο περιλαμβάνει τέσσερα στάδια. Το πρώτο αφορά την περίοδο 2022-2027, όπου θα υπάρχει αβεβαιότητα στις επενδύσεις, εξαιτίας του υψηλού κόστους. Σε αυτήν την πενταετία θα είναι απαραίτητες οι κρατικές ενισχύσεις για την ανάπτυξη υποδομών. Η δεύτερη φάση αφορά στην περίοδο 2025-2030, οπότε θα αρχίσουν τα πιλοτικά έργα, αλλά και αναβαθμίσεις και προσαρμογή των αγωγών αερίου, σχεδιασμός αποθήκευσης υδρογόνου, με τον ρόλο του κράτους να παραμένει δίνοντας ενισχύσεις και φορολογικά κίνητρα.

Η τρίτη φάση εστιάζει στη δημιουργία της αγοράς στο διάστημα 2027-2035, με τα πρώτα δίκτυα αποκλειστικά υδρογόνου να διευκολύνουν κυρίως τις διασυνοριακές συναλλαγές, ανάπτυξη μεγάλης κλίμακας αποθήκευσης υδρογόνου κλπ. Η τέταρτη φάση της βιομηχανικής ωρίμανσης αφορά στο διάστημα 2030 – 2045 οπότε αναμένεται ολοκλήρωση και της πανευρωπαϊκής υποδομής υδρογόνου και συνθετικών καυσίμων, μετατροπή μεγάλων τμημάτων των υφιστάμενων δικτύων φυσικού αερίου σε υδρογόνο, αποθηκευτικά συστήματα, συμπίεση και υγροποίηση σε μεσαία και μεγάλη κλίμακα, καθώς και διαλειτουργικότητα του εθνικού με το ευρωπαϊκό σύστημα. Επιπλέον, στη Στρατηγική για το Υδρογόνο προσδιορίζονται οι δυνατότητες ανάπτυξης σε διάφορους τομείς.

Δυνατότητες ανάπτυξης στη βιομηχανία

Οι δυνατότητες που προσφέρονται από ιδιωτικές πρωτοβουλίες για την απόκτηση περαιτέρω ελληνικής τεχνογνωσίας στον συγκεκριμένο τομέα μπορούν να συνοψιστούν στα ακόλουθα:

· Σχεδίαση και κατασκευή εγκαταστάσεων υδρογόνου και ειδικότερα εξειδικευμένων συστημάτων παραγωγής υδρογόνου, κατάλληλων δικτύων μεταφοράς και αποθήκευσης, ειδικών συστημάτων ασφαλείας και ελέγχου κλπ.

· Παραγωγή και χρήση υδρογόνου πολύ χαμηλού ανθρακούχου αποτυπώματος σε μη ενεργειακές χρήσεις στη βιομηχανία, όπως τα διυλιστήρια, η παραγωγή αμμωνίας, η παραγωγή ολεφινών και άλλων πρώτων υλών της χημικής βιομηχανίας, και η αναγωγή σιδηρομεταλλεύματος (εφόσον αναπτυχθεί αντίστοιχη χαλυβουργία στην Ελλάδα).

· Παραγωγή θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας σε βιομηχανικούς κλιβάνους. Υπό προϋποθέσεις που αφορούν στο κόστος και την ωρίμανση των σχετικών τεχνολογιών, το υδρογόνο πολύ χαμηλού ανθρακούχου αποτυπώματος αποτελεί λύση για κλιβάνους τσιμεντοβιομηχανίας αλλά και σε μεσαίου βαθμού θερμοκρασίας εφαρμογές. Οι υβριδικοί λέβητες, οι οποίοι εναλλάσσονται μεταξύ χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας και υδρογόνου, θα μπορούσαν να επιτρέψουν στα εργοστάσια να εκμεταλλευτούν τις διαφορές τιμών ή προσφοράς.

Τροποποίηση των αγωγών αερίου

Η έγχυση σχετικά μικρών ποσοτήτων υδρογόνου στο δίκτυο φυσικού αερίου είναι εφικτή. Ποσοστά υδρογόνου μέχρι και 10% θεωρείται ότι μπορούν να μεταφερθούν ασφαλώς, με ελάχιστες τροποποιήσεις στο σύστημα, και να χρησιμοποιηθούν από τους υπάρχοντες τελικούς καταναλωτές (με μόνη εξαίρεση χρήση για CNG, όπου το αποδεκτό όριο είναι 2%). Μεγαλύτερα ποσοστά, μέχρι 20%, απαιτούν ειδικές ρυθμίσεις (ειδικά τα συστήματα συμπίεσης). Το σύστημα μεταφοράς θα μπορούσε μελλοντικά να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά καθαρού υδρογόνου (repurposing) με επενδύσεις που κυμαίνονται από 20% έως 30% του κόστους κατασκευής νέου συστήματος.

Όσον αφορά στην υγρή βιομάζα (από οργανικά, βιομηχανικά και αστικά απόβλητα) μπορεί, με την κατάλληλη πολιτική κινήτρων, να συγκεντρώνεται σε κεντρικές μονάδες επεξεργασίας, και στη συνέχεια το παραγόμενο βιομεθάνιο/βιοαέριο, να εγχέεται στο σύστημα μεταφοράς. Για τη μεταφορά του δεν υπάρχει περιορισμός, εφόσον η σύσταση του είναι συμβατή με αυτή του φυσικού αερίου. Παρόλα αυτά, έγχυση βιοαερίου / βιομεθανίου στο εθνικό σύστημα μεταφοράς δεν γίνεται μέχρι σήμερα και δεν προβλέπεται με βάση το νομικό πλαίσιο. Με άλλα λόγια, όπως αναφέρουν οι συντάκτες της Εθνικής Στρατηγικής, μένει αναξιοποίητο ένα δυναμικό παραγωγής καυσίμου χαμηλού ανθρακικού αποτυπώματος, με πρόσθετες βέβαια περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις.

Ο ΔΕΣΦΑ προτείνει λύση για την έγχυση της περίσσειας υδρογόνου στον κλάδο Δυτικής Μακεδονίας, ο οποίος σχεδιάζεται με προδιαγραφές για 100% υδρογόνο. Το έργο που προτείνει ο ΔΕΣΦΑ περιλαμβάνει: 1) τη δυνατότητα ανάμιξης υδρογόνου, μέχρι ποσοστού που θα καθορισθεί, στο δίκτυο φυσικού αερίου (στον κλάδο και στη συνέχεια με αντίστροφη ροή στον κεντρικό αγωγό), καθώς και την ανάπτυξη λύσεων διαχωρισμού για καταναλωτές με ειδικές απαιτήσεις (κατανάλωση καθαρού υδρογόνου), 2) τη μελέτη και ανάπτυξη αγωγού ειδικά για υδρογόνο, που προβλέπεται ότι σε πρώτη φάση θα συνδέει τις βιομηχανικές περιοχές Κορίνθου, Αθήνας και Θεσσαλονίκης, με πιθανή επέκταση σε Καβάλα (παραγωγή αμμωνίας, αποθήκευση). Επίσης, και τα δύο συστήματα θα πρέπει να εξασφαλίζουν τη διαλειτουργικότητα με τα γειτονικά συστήματα. Η πρόταση συνδυάζεται με τις υπάρχουσες ανάγκες της αγοράς αλλά και τα έργα που σχεδιάζουν τα διυλιστήρια.

Οχήματα υδρογόνου στις πόλεις

Το υδρογόνο προβλέπεται να έχει πρωταγωνιστικό ρόλο στην τροφοδοσία βαρέων οχημάτων όπως αστικά και υπεραστικά λεωφορεία, φορτηγά και τρένα, σε ορισμένες περιπτώσεις, και γενικά σε κλάδους του δικτύου που δεν έχουν δυνατότητα εξηλεκτρισμού. O συγκεκριμένος κλάδος καλύπτει το 1/3 της κατανάλωσης ενέργειας του τομέα των μεταφορών στην Ελλάδα. Σημαντικό για την διείσδυση των οχημάτων υδρογόνου είναι η παράλληλη ανάπτυξη υποδομών ανεφοδιασμού των οχημάτων. Οι άμεσες δυνατότητες στον τομέα των μεταφορών αναφέρονται ως εξής:

• Λεωφορεία: Σε πρώτη φάση, 120-250 αστικά λεωφορεία θα μπορούσαν να συμβάλουν στον περιορισμό της ρύπανσης σε κέντρα μεγάλων πόλεων ενώ θα μπορούσε να δημιουργηθεί και εγκατάσταση συναρμολόγησης τέτοιων οχημάτων πιθανώς στις περιοχές που βρίσκονται υπό ενεργειακή μετάβαση(Δυτική Μακεδονία). Η τεχνολογία είναι ώριμη και πλησιάζει τα κόστη αγοράς και χρήσης συμβατικών οχημάτων. Στην πρώτη φάση προτείνεται να τεθούν σε κυκλοφορία και 30-50 υπεραστικά λεωφορεία. Η τεχνολογία δεν είναι ακόμα ώριμη οπότε υπάρχει χώρος στην αγορά για την ανάπτυξη και συναρμολόγησή τους στην Ελλάδα.
• Ελαφρά φορτηγά διανομής: Δυνατότητα για κυκλοφορία 5.000-10.000 στις πόλεις. Ορισμένα από αυτά θα μπορούσαν να τροποποιηθούν στην Ελλάδα.
• Φορτηγά βαρέως τύπου: Πρόβλεψη αριθμού 80-160 για αποκομιδή απορριμμάτων χωρίς θόρυβο ή ρύπους. Στην Ελλάδα θα μπορούσε να γίνεται η τοποθέτηση της υπερκατασκευής σε εισαγόμενα αμαξώματα.
• ΙΧ: 30.000-60.000 οχήματα.
• Τρένα: 3 έως 12 συρμοί για ηλεκτρική κίνηση σε τμήματα του δικτύου που δεν συμφέρει να εξηλεκτριστούν και 2 έως 5 μηχανές ελιγμών σε σταθμούς. Συνεπάγεται περιβαλλοντικό όφελος για την Ελλάδα με μείωση της ρύπανσης, εξειδικευμένες θέσεις εργασίας για συντήρηση των συρμών και των σταθμών ανεφοδιασμού.
• Ναυτιλία: Ορισμένος αριθμός επιβατηγό-οχηματαγωγών πλοίων κλειστού τύπου που κινείται με Η2 ή αμμωνία για μεταφορές από την ηπειρωτική στη νησιωτική χώρα. Ο συγκεκριμένος τύπος πλοίου θα μπορούσε να σχεδιαστεί και να κατασκευαστεί στην Ελλάδα σε κάποιο από τα υπάρχοντα ναυπηγεία. Η υποδομή ανεφοδιασμού σε επιλεγμένα λιμάνια θα μπορούσε να συμπεριλαμβάνει παραγωγή Η2 ή / και αμμωνίας. Παρόμοια δυνατότητα υφίσταται για επιβατηγό-οχηματαγωγό ανοικτού τύπου που κινείται με Η2 ή αμμωνία για τοπικές γραμμές.
• Παραγωγή συνθετικών καυσίμων για χρήση σε συμβατικά πλοία. Πράσινο υδρογόνο θα μπορούσε να ενωθεί με πράσινο CO2 (που έχει κατακρατηθεί π.χ. σε μονάδες αεριοποίησης βιομάζας/απορριμμάτων) σε μονάδα σύνθεσης παράγοντας υγρά συνθετικά καύσιμα. Αυτά θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν υπάρχουσα υποδομή μεταφοράς και διανομής υγρών καυσίμων για τα πλοία καθώς και να τροφοδοτήσουν συμβατικά πλοία. Η παραγωγή θα πρέπει να είναι κεντρική, πλησίον μονάδας συγκράτησης πράσινου CO2.
•  Σταθμοί ανεφοδιασμού, εκτίμηση για περίπου 100 σε πρώτη φάση, με δυνατότητα τροφοδοσίας 0.1-1 τόνων υδρογόνου ανά ημέρα για τροφοδοσία ιδιωτικών οχημάτων ή στολίσκων οχημάτων, φορτηγών ή λεωφορείων. Ελληνικές εταιρίες θα μπορούσαν να εμπλακούν στην εγκατάσταση και λειτουργία των «υδρογονάδικων» καθώς και στη κατασκευή τμημάτων του εξοπλισμού.

Άλλοι τομείς εφαρμογών υδρογόνου

Μεταξύ άλλων, στη Στρατηγική για το υδρογόνο γίνεται αναφορά σε συστήματα back-up power μικρής (0.5-5kW), μεσαίας (5-100kW) και μεγάλης (>100kW) ισχύος για εφαρμογές σε απομακρυσμένες εκτός δικτύου περιοχές, περιβαλλοντικά ευαίσθητες και με ασταθές δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Τα συστήματα αυτά μπορεί να τροφοδοτούνται με διάφορα καύσιμα (υγραέριο, φυσικό αέριο, βιοαέριο) τα οποία, μαζί με νερό τα μετατρέπουν σε ηλεκτρική και θερμική ενέργεια, μέσω κυψελών καυσίμου, με ενδιάμεση παραγωγή υδρογόνου. Οι στόχοι εφαρμογής περιλαμβάνουν κατοικίες, τηλεπικοινωνίες, μεταφορές, ναυτιλία, μονάδες παραγωγής βιοαερίου, νοσοκομεία/κτίρια, κλπ.

Ακόμη, περιγράφονται εφαρμογές κυψελών καυσίμου σε μικρές ή μεσαίες μονάδες συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού. Η συγκεκριμένη τεχνολογία είναι επί του παρόντος αρκετά ακριβή συγκριτικά με άλλες τεχνολογίες μικρο-συμπαραγωγής όμως έχει το πλεονέκτημα να παράγει ενέργεια από ΑΠΕ εφόσον χρησιμοποιεί πράσινο υδρογόνο.