Όσον αφορά τα παλαιότερα επίπεδα ατμοσφαιρικού CO2 και τις αντίστοιχες θερμοκρασίες, η ομάδα επιστημόνων του διεθνούς ερευνητικού προγράμματος « Το Καινοζωικό CO2» δημοσίευσε πρόσφατα τα αποτελέσματά της στο Science. Η τελευταία φορά που το ατμοσφαιρικό CO2 έφτασε στα σημερινά επίπεδα ήταν πριν από 14 εκατομμύρια χρόνια, πολύ παλαιότερα από ότι υποστήριζαν προηγούμενες εκτιμήσεις, και πολύ παλαιότερα από την εμφάνιση του ανθρώπου και της βιομηχανίας. Καταλήγουν ότι η θερμότερη περίοδος εμφανίστηκε πριν από περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια με το CO2 να φτάνει στο επίπεδο των 1.600 ppm (μερών ανά εκατομμύριο) και τις θερμοκρασίες έως και 12°C υψηλότερες από ότι σήμερα. Πέρα από τις εκτιμήσεις σε κλίμακα εκατομμυρίων ετών, εκτιμήσεις σε κλίμακα εκατονταετιών δείχνουν ότι η θερμοκρασία του πλανήτη θα αυξηθεί κατά +2°C μέχρι το τέλος του αιώνα. Στα τέλη του 1700 ο αέρας υπολογίζεται ότι περιείχε περίπου 280 ppm CO2, τώρα φτάνει τα 420 ppm, μια αύξηση περίπου 50% σε τρεις αιώνεςπου δεν λαμβάνει υπόψιν την αύξηση του πληθυσμού, ούτε την μείωση των δασικών εκτάσεων σε αυτούς τους τρείς αιώνες. Δυστυχώς, η ποσοστιαία συμβολή CO2 από τις βιομηχανικές δραστηριότητες του ανθρωπογενούς παράγοντα σε αυτήν την αύξηση δεν είναι πάνταλεπτομερής.
Οικονομική μετάβαση
Το 2023 ο πλανήτης έχει μπει πιά στην φάση οικοδόμησης των ισορροπιών του μοντέλου της νέας οικονομικής μετάβασης. Η οικονομική μετάβαση πραγματοποιείται σε παγκόσμιο επίπεδο και έχει επιπτώσεις στο ενεργειακό μείγμα, στο επισιτιστικό καθεστώς και στις γεωπολιτικές/στρατιωτικές ανακατανομές. Από το 2000, και ιδιαίτερα μεταξύ 2011 και 2022, η οικονομική μετάβαση ακολουθούσε μια πορεία αναζήτησης με αποκορύφωμα την περίοδο 2019-2022 όπου η πανδημία, ο πόλεμος, και οι εκατέρωθεν κυρώσεις προσδιόρισαν την περίμετρο των μεγάλων οικονομικών μπλοκ. Η αρχική περίμετρος έχει ήδη φέρει στην επιφάνεια την δυσανασχέτηση των αναπτυσσόμενων χωρών, την διεύρυνση της παρουσίας των πετρελαιοπαραγωγών της μέσης ανατολής, της Κίνας, της Ινδίας και της εξέλιξης των BRICS που όπως φαίνεται θα ενσωματώσουν 15 τουλάχιστον γράμματα στο ακρωνύμιό τους.Τα ανωτέρω δείχνουν ότικατευθυνόμαστε μάλλον προς αυξανόμενες εντάσεις των μεγάλων κρατών να επεκτείνουν ή να υπερασπιστούν τις σφαίρες επιρροής τους.
Η παραπληροφόρηση, ίσως όχι ηθελημένη, για τις πηγές και τις μορφές ενέργειας έχει παίξει μεγάλο ρόλο στην καθυστέρησησωστών αποφάσεων.Πρώτα από όλα η ενέργεια δεν παράγεται από τον άνθρωπο αλλά μετασχηματίζεται από τον άνθρωπο. Ο πληθυσμός και το βιοτικό επίπεδο των λαών αναπτύσσονται, εν τούτοις, η διάμετρος της γης παραμένει η ίδια και αυτό θα απαιτήσει να γίνουν στο μέλλον, σημαντικά καινοτόμα τεχνολογικά βήματα ώστε να διατηρηθεί η πρόσβαση στην ενέργεια. Τέτοια βήματα οι σημερινές ΑΠΕ δεν εγγυώνται, και ο κίνδυνος συρρίκνωσης της οικονομίας πολλών αναπτυγμένων χωρών παραμένει.Για να έχει όλος ο πληθυσμός της γης τις συνθήκες ζωής του δυτικού κόσμου θα χρειαστούν 1,7 πλανήτες γη.Θα χρειαστούν τόσα μέταλλα όσο χρειάστηκαν οι προηγούμενες 2500 γενιές, δηλαδή από την εποχή του Homo Sapiens! Το ανθρωπογενές CO2 κανονικά πρέπει να λαμβάνει υπόψιν την εκπνοή 8 δισεκατομμυρίων ανθρώπων, πληθυσμός που αυξήθηκε τα τελευταία 300 χρόνιακαι όχι μόνο της συμβολής των βιομηχανικών δραστηριοτήτων.
H άνοδος της θερμοκρασίας και οι επιπτώσεις της δεν αντιμετωπίζονται με την κατασκευή ανεμογεννητριών και φωτοβολταικών.Η εξάρτηση της κοινωνίας από τους υδρογονάνθρακες είναι ακόμη αναγκαία, δεν σχετίζεται μόνο με τις μεταφορές οι οποίες καταναλώνουν το 65 % της παγκόσμιας παραγωγής.Υπάρχει ένα ευρύ πλέγμα παραγώγων του πετρελαίου και του φυσικού αερίου αναγκαίων για την γεωργία, την κτηνοτροφία, την φαρμακοβιομηχανία, τα συστήματα υγείας, την πετροχημεία, τις βιομηχανικές κατασκευές, την βιοτεχνία, αλλά και την τέχνη και την παιδεία.Χώρες με υψηλή βιομηχανική δραστηριότητα, στην Ευρώπη, Αμερική, και ιδιαίτερα Ασία που παρουσιάζει μεγάλους ρυθμούς ανάπτυξης, εκτός από τις επενδύσεις σε κλασσικές εναλλακτικές πηγές ενέργειας, συνεχίζουν να καταναλώνουν και να επενδύουν στην καύση του γαιάνθρακα σε καινούργιες μονάδες με οικονομικότερους καταλύτες επεκτείνοντας το χρονικό όριο απελευθέρωσης από την καύση του γαιάνθρακα έως το 2038 ή ακόμα το 2050. Το αδιέξοδο των COP σχετίζεται με αυτούς τους λόγους.
Η ηλιακή και αιολική ενέργεια παράγουν ηλεκτρισμό μόνο και όχι συνεχώς, αλλά τα υπάρχοντα συστήματα μεταφορών, τα συστήματα τροφίμων, τα συστήματα θέρμανσης κτιρίων, τα συστήματα εξόρυξης πόρων, και οι διαδικασίες δημιουργίας παραγώγων εξαρτώνται ακόμη από το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και τον άνθρακα. Πρέπει να κατανοήσουμε ότι το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο είναι η τροφή των μηχανών και χωρίς μηχανές το ΑΕΠ οποιασδήποτε χώρας θα ήταν εκατοντάδες φορές μικρότερο.Κατά συνέπεια το πετρέλαιο, και σήμερα μαζί με το φυσικό αέριο, θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούνται στο βαθμό που οι άνθρωποι μπορούν να αντέξουν οικονομικά να αγοράσουν προϊόντα διύλισης και παράγωγα υδρογονανθράκων στις τιμές που χρειάζονται οι παραγωγοί για να συνεχίσουν να τα παράγουν.
Όσο για την Ελλάδα θα ήτανε ανοησία να αγοράζει φυσικό αέριο για να παράγει μπλε υδρογόνο, ή να δανείζεται κεφάλαια για να κατασκευάσει ΑΠΕ ώστε να υποστηρίξει την ηλεκτρόλυση, προσβλέποντας στην παραγωγή πράσινου υδρογόνου, ενώ το υπέδαφός της και ιδιαίτερα το θαλάσσιο είναι 3,5 φορές μεγαλύτερο από το χερσαίο (το συνολικό είναι 630.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα, το χερσαίο είναι 132.00) με σημαντικές πιθανότητες ύπαρξης κοιτασμάτων υδρογονανθράκων όπως αυτά, ήδη εκμεταλλεύσιμα, της νοτιοανατολικής μεσογείου.
Ανταγωνισμοί και διαγωνισμοί
Την ημέρα ολοκλήρωσης της συμφωνίας του COP28, η Βραζιλία άνοιξε καινούργιο διαγωνισμό για καινούργια μπλοκ έρευνας υδρογονανθράκων ενώ η Νορβηγία και το Ηνωμένο Βασίλειο συνέχιζαν να τρέχουν τους πρόσφατους διαγωνισμούς. Ιδιαίτερο γεγονός μικρότερης κλίμακας, ο Νίγηρας ίσως εισέλθει το 2024 στο κλαμπ των πετρελαιοπαραγωγών διοχετεύοντας πετρέλαιο στο Μπενίν μέσω αγωγού με κινεζικά συμφέροντα παρά τις οικονομικές κυρώσεις που επέβαλε η ECOWAS (Economic Community of West African States).
Τα ανωτέρω εντάσσονται στα πλαίσια του ανταγωνισμού σε παγκόσμιο επίπεδο. Οι τιμές του πετρελαίου βρίσκονται στο χαμηλότερο επίπεδο από τον Ιούνιο του 2023 λόγω της προοπτικής υπερπροσφοράς και των ανησυχιών για την υγεία της κινεζικής οικονομίας λόγω επιταχυνόμενου αποπληθωρισμού που πραγματοποιείται στην χώρα. Την ίδια στιγμή ο εβδομαδιαίος μέσος όρος των εξαγωγών πετρελαίου της Ρωσίας έχει φτάσει σε υψηλά επίπεδα και διατηρεί την πώληση φυσικού αερίου στην ΕΕ μέσω αγωγών από την ανατολή και LNG από τον βορρά της ΕΕ.
Υπάρχει σήμερα μια κούρσα μεταξύ των ΗΠΑ και της Σαουδικής Αραβίας για την παραγωγή πετρελαίου. Εκτιμάται ότι η παραγωγή των ΗΠΑ το 2024 θα είναι κατά μέσο όρο 13,3 εκατομμύρια βαρέλια ημερησίως, ενώ ο μέσος όρος του 2023 ήταν 13 εκατομμύρια βαρέλια. Η προσφορά ρεκόρ πετρελαίου των ΗΠΑ συνέπεσε με τις περικοπές παραγωγής από χώρες του ΟΠΕΚ+, όπως η Σαουδική Αραβία και η Ρωσία, οι οποίες προσπάθησαν να ωθήσουν τις τιμές του πετρελαίου προς τα άνω. Ορισμένοι ειδικοί βλέπουν ότι οι Σαουδική Αραβία, με στόχο να ανακτήσει τον έλεγχο των τιμών του πετρελαίου, θα κάνει μια μεταστροφή και θα πλημμυρίσει την αγορά πετρελαίου με άφθονη προσφορά, όπως έκανε το 2014, όταν προσπάθησε να απομονώσει τους παραγωγούς των ΗΠΑ από την αγορά μειώνοντας τις τιμές και καθιστώντας την παραγωγή λιγότερο κερδοφόρα. Υπό αυτό το αβέβαιο καθεστώς ανταγωνισμού οι εταιρείες ExxonMobil και Chevron προχωρούν σε αυξήσεις στους προϋπολογισμούς δαπανών για το 2024, ιδιαίτερα στη λεκάνη Permian (Τέξας και Νέο Μεξικό), το επίκεντρο της δραστηριότητας σχιστολιθικού πετρελαίου και προχώρησαν σε αγορές μικρότερων παραγωγών σχιστολιθικού πετρελαίου.
Άνθρακας
Το τελικό κείμενο της συνόδου κορυφής του Ντουμπάι για το κλίμα επαινεί τη δέσμευση του CO2. Είναι μια επιδοκιμασία αυτής της τεχνολογίας, που χρησιμοποιείται ευθέως από τους παραγωγούς ορυκτών καυσίμων,αν και δαπανηρή, κυρίως για την εξόρυξη περισσότερου πετρελαίου.
Η αγγλική λέξη abate (αμείωτη), ήταν παρούσα στις διαπραγματεύσεις για το κλίμα και αναφέρονταν προφανώς στο γεγονός ότι οι εκλύσεις και η μέση θερμοκρασία δεν μειώνονται παρόλεςτις προθέσεις των υπερασπιστών του κινήματοςδιαχείρισης μίαςεπερχόμενης κλιματικής αλλαγής. Επακόλουθογια τους συνωμοσιολόγους,και όχι μόνο, ότι πρόκειται για μια ιδιοφυή ιδέα από τους πετρελαιοπαραγωγούς και τις χώρες παραγωγής να συνεχίσουν να εξορύσσουν πετρέλαιο, φυσικό αέριο και άνθρακα πρεσβεύοντας ότι συμβάλουν στην αποφυγή της κλιματικής καταστροφής.
Όμως, όπως ανακοίνωσε την Παρασκευή 15 Δεκεμβρίου ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (IEA), η παγκόσμια ζήτηση άνθρακα έχει φτάσει τους 8,53 δισεκατομμύρια τόνους φέτος, κάτι άνευ προηγουμένου.Το 2023, η κατανάλωση στην Κίνα αυξήθηκε κατά 220 εκατομμύρια τόνους (+4,9%) σε σύγκριση με το 2022, της Ινδίας κατά 98 εκατομμύρια τόνους (+8%) και της Ινδονησίας κατά 23 εκατομμύρια τόνους (+11%). Βέβαια, η κατανάλωση άνθρακα επιβραδύνθηκε απότομα στην Ευρώπη (-107 εκατομμύρια τόνοι, -23%) και στις Ηνωμένες Πολιτείες (-95 εκατομμύρια τόνοι, -21%), κυρίως λόγω μείωσης της χρήσης άνθρακα στους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και της μειωμένης βιομηχανικής δραστηριότητας στον δυτικό κόσμο.
Η δέσμευση και η αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα είναι εμπορικά προϊόντα
Αναμφισβήτητα η καύση ορυκτών καυσίμων παράγει CO2 που είναι 2-3 φορές η μάζα και 450 φορές ο όγκος των καυσίμων και αποτελεί το βασικό επιχείρημα ρύπανσης. Οι υποστηρικτές της δέσμευσης και χρήσης άνθρακα επικαλούνται την ευεργετική χρήση του άνθρακα σε κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα, φυτικά προϊόντα, ανθρακούχα, ακόμη και για την ψύξη και τις αντλίες θερμότητας. Η χρήση του CO2 για την παραγωγή καφέ χωρίς καφεΐνη παρουσιάζει επίσης το πλεονέκτημα η καφεΐνη να τοποθετείται σε ποτά για μια άλλη αγορά καταναλωτών. Η ιατρική κάνναβης, τα φυτικά συμπληρώματα, αλλά και το στεγνό καθάρισμα, επωφελούνται επίσης της χρήσης του CO2. Οι τεχνολογίες δέσμευσης, χρήσης και αποθήκευσης άνθρακα, όπως η CCUS από καύση και το σύστημα DACS απευθείας δέσμευσης από την ατμόσφαιρα, εφαρμόζονται επί του παρόντος σε παγκόσμια κλίμακα από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, θερμικές βιομηχανικές εγκαταστάσεις και σταθμούς επεξεργασίας διοξειδίου του άνθρακα.
Η ενέργεια και η βιομηχανία παράγουν κάθε χρόνο παγκοσμίως περίπου 37 δισεκατομμύρια τόνουςCO2. Στην Ευρώπη, μεταξύ των τριάντα προγραμμάτων κατακράτησης CO2 τα μισά είναι βασικά από παραγωγούς υδρογονανθράκων όπως η Αγγλία και η Νορβηγία. Μέρος των υπολοίπων είναι περισσότερο ακαδημαϊκής φύσης. Εφόσον η ΕΕ χρηματοδοτεί την κατακράτηση και επεξεργασία του CO2 ακόμη και οι πετρελαϊκές λαμβάνουν επιχορηγήσεις μέσω συνεργασιών με τον ακαδημαϊκό κόσμο.
Για την πετρελαιοβιομηχανία, εκτός από την εισπίεση CO2 σε εξαντλημένα κοιτάσματα πετρελαίου, η αποθήκευσή έχει γίνει πιά εμπορική δραστηριότητα με μεγάλες προοπτικές. Πρόκειται για μία καινούργια στρατηγική των πετρελαϊκών εταιρειών να παρέχουν στους πελάτες τους υπηρεσίες απαλλαγής από τον άνθρακα και βοήθεια στην πίστωση φόρου με δεκαετή εγγύηση αμοιβαίων κερδών. Με αυτή την λογική, οι πετρελαϊκές εταιρείες επενδύουν δισεκατομμύρια δολάρια και υπογράφουν με παραγωγούς αμμωνίας και χάλυβα μακροπρόθεσμες συμβάσεις για παροχή υπηρεσιών αποθήκευσης του CO2. ΗExxonMobilγια παράδειγμα σχεδιάζει να θάβει κάθε χρόνο5 δισεκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα (13,5 % της παγκόσμιας αποθήκευσης)στα υπεράκτια μπλοκ του Κόλπου του Μεξικού μέσω ενός δικτύου αγωγών μήκους 2.000 χιλιομέτρων (προς σύγκριση μεγεθών,οι συνολικές βιομηχανικές εκλύσεις CO2 στην Ελλάδα δεν αντιπροσωπεύουν παρα μόνο 1% των 5 δισεκατομμυρίων τόνων που θα θάβονται κάθε χρόνο στον Κόλπο του Μεξικού). Για να καταστήσει τις επενδύσεις κερδοφόρες η αμερικανική κυβέρνηση επιδοτείέως και 85 δολάρια ανά τόνο αποθηκευόμενου CO2. Η πρακτική αυτή ενδέχεται να εφαρμοστεί στην Βόρεια Αφρική, Αίγυπτο, Αλγερία, Τυνησία σε εξαντλημένα κοιτάσματα με διαθέσιμο πορώδες. Είναι μία σημαντική ευκαιρία για την οικονομία της Αίγυπτου.
Η μεταφορά διοξειδίου του άνθρακα είναι ακριβή
Από αρχική οικονομική άποψη το CO2 είναι ένα φθηνό εμπόρευμα όταν προέρχεται από το υπέδαφος σε μεγάλους όγκους. Το κόστος του δεν υπερβαίνει τα 50 δολάρια ανά τόνο. Ένας από τους λόγους είναι ότι η βιομηχανία ορυκτών καυσίμων δεν χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσει τους συμπιεστές της, αλλά φυσικό αέριο ή πετρέλαιο. Δηλαδή χρειάζεται ακόμα 90 kWh ενέργειας, που την παίρνει από τα δικά της ορυκτά καύσιμα. Η μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανική δεν αποδίδει περισσότερο από 30%, αλλά εφόσον το χρησιμοποιούμενο προϊόν παράγεται επι τόπου και είναι πετρέλαιο ή φυσικό αέριο δεν έχει μεγάλες οικονομικές επιπτώσεις.
Όλα αυτά με την προϋπόθεση ότι οι αποστάσεις από τα γεωλογικά στρώματα αποθήκευσης CO2 στο υπέδαφος δεν είναι μεγάλες, κάτι που σε αντίθετη περίπτωση θα ανεβάσει δραστικά το κόστος της διατήρησης χαμηλώνθερμοκρασιών, πίεσης, και επομένως πυκνότητας. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση από τις πετρελαιοπηγές τόσο θα ανεβαίνει το δυνητικό κόστος ανά τόνο. Υποθέτοντας την ίδια αναλογία κόστους με τα σημερινά υπάρχοντα παγκοσμίως 3.000 χιλιόμετρα αγωγών, αυτό θα κόστιζετρισεκατομμύρια δολάρια για να κατασκευαστούν καινούργιοι αγωγοί, υποδομές και μέσα θαλάσσιας μεταφοράςγια υπερκρίσιμο CO2. Το μέγεθος των τρισεκατομμυρίων δολαρίων είναι ίσως συγκρίσιμο με το κόστος του Net Zero του 2050.
Από περιβαλλοντική και υγειονομική άποψη το CO2, συγκεντρώνεται σε χαμηλές υψομετρικές περιοχές όπως οι κοιλάδες οι οποίες συνήθως κατοικούνται. Βέβαια το CO2 διαχέεται, αλλά για ένα υποθετικό σημείο διαρροής, πρέπει να υπάρχουν αυστηρές περιβαλλοντικές δεσμεύσεις. Αυτό συνέβη στην Satartia του Μισισιπή με την διαρροή ενός υπερκρίσιμου αγωγού CO2 το 2023.Όσο απόμακρο και αν ακούγεται, εκτός από περιπτώσεις λιποθυμίας, τα αυτοκίνητα εσωτερικής καύσης που χρειάζονται οξυγόνο δεν μπορούν να λειτουργήσουν, ούτε τα οχήματα έκτακτης ανάγκης να εισέλθουν στην κρίσιμη περίμετρο. Η ΕΕ ετοιμάζει το νομοθετικό πλαίσιο το οποίο προς το παρόν απουσιάζει και προς το παρόν εντάσσεται στο πλάνο Seveso.
Πράσινο υδρογόνο
Σε πρόσφατη αρθρογραφία παρουσιάστηκε εκτενώς η οικονομική σημασία του υδρογόνου που παράγεται από την διάσπαση του μεθανίου. Άλλη μιαμορφήενέργειας που παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις κόστους είναι αυτήτουπράσινου υδρογόνου. Σύμφωνα με νέα έκθεση του Συμβουλίου Υδρογόνου και της εταιρείας McKinsey, το κόστος παραγωγής μη επιδοτούμενου πράσινου υδρογόνου έχει αυξηθεί κατά 30-65% φθάνοντας τα 4,50-6,50 δολάρια το κιλό ενώ στα μέσα του 2022 κυμαίνονταν στα 2,50-4,50 δολαρίων το κιλό.
Δημιουργείται η εντύπωση ότι το πρόβλημα είναι η πρόσβασηστα μέταλλα σπάνιων γαιών και τις αλυσίδες εφοδιασμού. Άλλοισημαντικοί λόγοι συνδέονται με 1) την έλλειψη τεχνολογίας που θα επέτρεπε την διατήρηση ισορροπίαςλειτουργίας των μονάδων ηλεκτρολυτών, 2) την αύξηση κατά 30% τουκόστους της ανανεώσιμης ενέργειας, 3) το υψηλότερο κόστος κεφαλαίου, δηλαδή των επιτοκίων,κατά 3 με 5%, και κατ’επέκταση, 4) του υψηλότερου κόστους εργασίαςεξειδικευμένου εργατικού δυναμικού.Όπως αναφέρει το Hydrogen Insights, τα έργα πράσινου υδρογόνου δεν λαμβάνουν τελικές επενδυτικές αποφάσεις λόγω έλλειψης κερδοφορίας.Το Συμβούλιο Υδρογόνου απαρτιζόμενο από τις περισσότερες από τις μεγαλύτερες πετρελαϊκές εταιρείες όπως η ExxonMobil, η Saudi Aramco, η BP, η Shell και η TotalEnergies - θεωρεί ότι το κόστος του μπλε υδρογόνου θα είναι ελαφρώς χαμηλότερο από αυτό του πράσινου υδρογόνου από το 2025 έως το 2050.
Οι κυψέλες, οι ΑΠΕ και το κόστος
Μεγάλα έργα πράσινου υδρογόνου βρίσκονται υπό κατασκευή στην Κίνα. Μια εγκατάσταση αμμωνίας / μεθανόλης αξίας 4 δισεκατομμυρίων δολαρίων και 640MW έχει ξεκινήσει. Επιπλέον με σταθμούς στην Εσωτερική Μογγολία της Κίνας, θα τροφοδοτείται το Πεκίνο με 100.000 τόνους H2 ετησίως μέσω ενός νέου αγωγού 400 χιλιομέτρων.Το μεγαλύτερο σημερινό έργο πράσινου υδρογόνου στον κόσμο με παραγωγή 20.000 τόνων ανανεώσιμου H2 ετησίως, βρίσκεται στις εγκαταστάσεις Kuqa της Sinopec και τροφοδοτείται από 361MW ειδικά κατασκευασμένων ηλιακών συλλεκτών, με περαιτέρω αιολική ενέργεια να προέρχεται από το τοπικό δίκτυο. Όμως έχει θέματα ασφάλειας που σχετίζονται με τις διακυμάνσεις απόδοσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και με την τεχνολογία των κινεζικών κυψελών ηλεκτρόλυσης. Με άλλα λόγια, εάν η ποσότητα ανανεώσιμης ενέργειας που εισέρχεται στα συστήματα έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή λιγότερο από το 30% της μέγιστης παραγωγής της, το σύστημαθα σταματήσει να απελευθερώνει υδρογόνο με κίνδυνο ανάφλεξης.Σε μια κυψέλη ηλεκτρολυτών, το οξυγόνο παράγεται στην άνοδο και το υδρογόνο στην κάθοδο, ενώ η μεμβράνη που βρίσκεται μεταξύ τους είναι υπεύθυνη για την πρόληψη/αποφυγή ανάμιξης και έκρηξης αερίων.Στην πραγματικότητα, εάν η μεμβράνη δεν είναι τέλεια, εξακολουθεί να συμβαίνει ανάμιξη αερίων, ειδικά στην πλευρά της ανόδου, επειδή τα μόρια υδρογόνου είναι πολύ μικρά και μπορούν να διασχίσουν τη μεμβράνη πιο εύκολα. Εάν η συγκέντρωση υδρογόνου στο οξυγόνο παραμένει χαμηλή, δεν υπάρχει κίνδυνος ανάφλεξης/έκρηξης.Το πρόβλημα προκύπτει όταν ο όγκος του οξυγόνου μειώνεται ενώ η ποσότητα υδρογόνου που διασχίζει τη μεμβράνη παραμένει σχετικά υψηλή με αποτέλεσμα μια έκρηξη.
Φαίνεται ότι οι φθηνές κινεζικές κυψέλες ηλεκτρόλυσηςθα χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε δυτικά έργα πράσινου υδρογόνου λόγω του χαμηλότερου αρχικού κόστους. Για να ικανοποιούν τις απαιτήσεις των διεθνών πελατών,ακόμη και αν είναι λιγότερο αποδοτικές, θα πρέπει να καλυτερεύσουντιςτεχνικές προδιαγραφές τους.Αυτόέχει προκαλέσει πολλαπλές αντιδράσεις της ΕΕ που προσπαθεί να αποτρέψει την είσοδο κινεζικών ηλεκτρολυτικών κυψελών στην ευρωπαϊκή αγορά.
Ο ρόλος των φωτοβολταικών στην ηλεκτρόλυση και η αποθήκευση
Η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειαςδεν αποβλέπει μόνο στην ασφαλή διαχείριση των ηλεκτρικών δικτύων.Όπως αναφέρθηκε και προηγούμεναγια να αποφευχθούνθέματα ασφάλειας που σχετίζονται με τις διακυμάνσεις απόδοσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας κατά την ηλεκτρόλυση για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου, ταφωτοβολταϊκά πρέπει να αποθηκεύουν την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργειασε μπαταρίες διότι η μέγιστη θεωρητική απόδοσή τουςσήμερα είναι περίπου 33% και είναι διαλείπουσα. Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα έχουν αρκετούς περιορισμούς που τους εμποδίζουν να επιτύχουν το θεωρητικό τους όριο. Ένας πρώτος περιορισμός είναι ότι ένα ηλιακό κύτταρο πυριτίου δεν μπορεί ποτέ να παράγει περισσότερα από ένα ηλεκτρόνιο από ένα μόνο φωτόνιο. Εάν το φωτόνιο έχει πάρα πολλή ενέργεια, η περίσσεια σπαταλάτε ως θερμότητα. Ένας άλλος περιορισμός είναι ότι οι ηλεκτρικές και οπτικές παράμετροι των μαζικών φωτοβολταϊκών κυττάρων επηρεάζονται τόσο από το εξωτερικό περιβάλλον όσο και από το εγγενές φωτόνιο.
Η κατασκευή τους περιλαμβάνει ουσίες δύσκολες για ανακύκλωση όπως τελλουριούχο κάδμιο (CdTe), το άμορφο πυρίτιο (a-Si) και το δισελενίδιο του χαλκού-ινδίου-γαλλίου (CIS/CIGS). Eπίσης, ένα φωτοβολταϊκό κατασκευασμένο τοπικά για τοπική χρήση θα μπορούσε να συμβάλει στην προοδευτική μείωση των ρύπων μέχρι το 2050, αλλά εάν είναι κατασκευασμένο μακριά όπως στη Κίνα, η συμβολή του θα είναι αρνητική. Το μέλλον των φωτοβολταικών ίσως να κριθείμε εφαρμογές φωτοσύνθεσης και λέιζερ. Είναι αξιοσημείωτο ότι, στα φυτά, τα βακτήρια και τα φύκια, η απόδοση της μετατροπής φωτονίων σε φορτίο είναι περίπου 100% υπό ορισμένες συνθήκες μοριακής διεργασίας.
Πίσω από τα φωτοβολταϊκά, υπάρχουν και οι μπαταρίες που παρουσιάζουν οριακές αποδώσειςλόγω της θερμοκρασίας και της ταχύτητας φόρτισης και αποφόρτισης. Τελευταίο βήμα στον τομέα εμπορικής βιωσιμότητας της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας έγινε από ερευνητές στο UniversityCollegeLondon (UCL) οι οποίοι δημιούργησαν νανοκορδέλες (nanoribbons) πάχους ενός ατόμου κατασκευασμένες από κράμα φωσφόρου και αρσενικού που θα μπορούσαν να βελτιώσουν δραματικά την αποτελεσματικότητα των μπαταριών ώστε να μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια γρήγορα και σε χαμηλές θερμοκρασίες επιτρέποντας στο ηλεκτρικό ρεύμα να κινείται πιο αποτελεσματικά. Με την προσθήκη αρσενικού, ο άνθρακας δεν είναι πλέον απαραίτητος και μπορεί να αφαιρεθεί, ενισχύοντας την ποσότητα ενέργειας που μπορεί να αποθηκεύσει η μπαταρία και την ταχύτητα με την οποία μπορεί να φορτιστεί και να αποφορτιστεί.
Το υδρογόνο του υπεδάφους
Θεωρείται ότι τα φυσικά αποθέματα υδρογόνου στο υπέδαφος, γνωστά ως «λευκό υδρογόνο»θα μπορούσαν να επιταχύνουν την μείωση των εκλύσεων με την εξόρυξη μεγάλων ποσοτήτων, άλλως πανάκριβων με διαδικασίες ηλεκτρόλυσης, καταλυτών και ΑΠΕ.Αν και η καθαρότητά του είναι συζητήσιμη, η παραγωγή του θα μπορούσε να είναι τρεις φορές φθηνότερη από αυτή του γκρίζου υδρογόνου. Τέλος, έχει το πλεονέκτημα ότι είναι διαθέσιμο στο ευρωπαϊκό υπέδαφος, αποφεύγοντας έτσι το κόστος και τη ρύπανση που συνδέονται με τη μεταφορά του.Ευρωπαϊκές χώρες όπως η Γαλλία, Γερμανία, Ιταλία και Ηνωμένο Βασίλειοχορηγούνε άδειαςέρευνας για εντοπισμό και εξόρυξη υδρογόνου.Οι σημερινές μελέτες υποθέτουν ότι γεωτρήσεις βάθους μπορούν να αποδώσουν εκατομμύρια τόνους ετησίως για χιλιετηρίδες.
Μικρός επίλογος
Το COP27έγινε σε μια χώρα που τα έσοδά της από τους υδρογονάνθρακες ανέρχονται σε περίπου 37% των συνολικών εσόδων της. Το COP28σε μια χώρα που τα έσοδά της από τους υδρογονάνθρακες ξεπερνάνε το 68%, και το επόμενοσε μια χώρα που τα έσοδά από τους υδρογονάνθρακες ανέρχονται σε περίπου 90%. Από μεσοπρόθεσμη ενεργειακή σκοπιά η Ευρώπη προσανατολίζεται προς το υδρογόνο εξόρυξης και είναι αλήθεια ότι πολλές γεωτρήσεις βρήκαν παλαιότερα υδρογόνο που θεωρείτομη χρησιμοποιήσιμο, όπως την δεκαετία του 80 συνέβαινε για το φυσικό αέριοπου θεωρείτοένας πονοκέφαλος από τεχνική και οικονομική πλευρά. Από περισσότερο βραχυπρόθεσμη ενεργειακή σκοπιά εάν επιτευχθεί μαζική οικονομική αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς περιβαλλοντικό αντίκτυπο τα επόμενα 10 χρόνια, οι σημερινές μη-καινοτόμες ΑΠΕ ίσως θα συνεχίσουν να αυξάνονται. Αλλά σε τελική ανάλυση, όλα εξαρτώνται από την ταχύτητα ανάπτυξης και αποδοχής της πυρηνικής σχάσης και αργότερα της σύντηξης.
* Ενεργειακός αναλυτής και τέως Πρόεδρος και Διευθύνων Σύμβουλος της Ελληνικής Διαχειριστικής εταιρείας Υδρογονανθράκων (ΕΔΕΥ).