X'inhu l-Idroġenu Aħdar U Għaliex Għandna bżonnu

Wasal iż-żmien biex jiġi sfruttat il-potenzjal tal-idroġenu biex ikollu rwol ewlieni fl-indirizzar tal-isfidi kritiċi tal-enerġija. Is-suċċessi reċenti tat-teknoloġiji tal-enerġija rinnovabbli u l-vetturi elettriċi wrew li l-politika u l-innovazzjoni tat-teknoloġija għandhom is-setgħa li jibnu industriji globali tal-enerġija nadifa.

L-idroġenu qed joħroġ bħala waħda mill-għażliet ewlenin għall-ħażna tal-enerġija minn sorsi rinnovabbli bi fjuwils ibbażati fuq l-idroġenu li potenzjalment jittrasportaw l-enerġija minn sorsi rinnovabbli fuq distanzi twal – minn reġjuni b’riżorsi abbundanti ta’ enerġija, għal żoni bil-ġuħ tal-enerġija eluf ta’ kilometri bogħod.

L-idroġenu aħdar deher f'numru ta' wegħdiet għat-tnaqqis tal-emissjonijiet fil-Konferenza tan-NU dwar il-Klima, COP26, bħala mezz biex tiġi dekarbonizzata l-industrija tqila, il-merkanzija fit-tul, it-tbaħħir u l-avjazzjoni. Il-gvernijiet u l-industrija t-tnejn irrikonoxxew l-idroġenu bħala pilastru importanti ta’ ekonomija netta żero.

Il-Katapulta tal-Idroġenu l-Ħodor, inizjattiva tan-Nazzjonijiet Uniti biex tnaqqas l-ispiża tal-idroġenu aħdar ħabbret li kważi qed tirdoppja l-mira tagħha għall-elettrolizzaturi ħodor minn 25 gigawatt stabbiliti s-sena l-oħra, għal 45 gigawatt sal-2027. Il-Kummissjoni Ewropea adottat sett leġiżlattiv proposti biex jiġi dekarbonizzat is-suq tal-gass tal-UE billi jiġi ffaċilitat l-użu ta’ gassijiet rinnovabbli u b’karbonju baxx, inkluż l-idroġenu, u biex tiġi żgurata s-sigurtà tal-enerġija għaċ-ċittadini kollha fl-Ewropa. L-Emirati Għarab Magħquda qed iżidu wkoll l-ambizzjoni, bl-istrateġija l-ġdida tal-idroġenu tal-pajjiż timmira li żżomm kwart tas-suq globali tal-idroġenu b’livell baxx ta’ karbonju sal-2030 u l-Ġappun reċentement ħabbar li se jinvesti $3.4 biljun mill-fond għall-innovazzjoni ekoloġika tiegħu biex jaċċellera r-riċerka u l-iżvilupp u promozzjoni tal-użu tal-idroġenu matul l-10 snin li ġejjin.

Tista' tiltaqa' mat-termini 'griż', 'blu', 'aħdar' li jkunu assoċjati meta tiddeskrivi t-teknoloġiji tal-idroġenu. Kollox jaqa' għall-mod kif jiġi prodott. L-idroġenu jarmi ilma biss meta jinħaraq iżda l-ħolqien tiegħu jista 'jkun intensiv fil-karbonju. Skont il-metodi ta 'produzzjoni, l-idroġenu jista' jkun griż, blu jew aħdar - u xi kultant anke roża, isfar jew lewn. Madankollu, l-idroġenu aħdar huwa l-uniku tip prodott b'mod newtrali għall-klima li jagħmilha kruċjali li jintlaħaq żero nett sal-2050.

Staqsejna lil Dr Emanuele Taibi, Kap tal-Istrateġiji għat-Trasformazzjoni tas-Settur tal-Enerġija, l-Aġenzija Internazzjonali tal-Enerġija Rinnovabbli (IRENA) biex jispjega x’inhu l-idroġenu aħdar u kif jista’ jwitti t-triq lejn emissjonijiet netti żero. Bħalissa huwa bbażat maċ-Ċentru tal-Innovazzjoni u t-Teknoloġija tal-IRENA f'Bonn, il-Ġermanja, fejn huwa responsabbli biex jassisti lill-Pajjiżi Membri fit-tfassil ta' strateġiji għat-trasformazzjoni tas-settur tal-enerġija, u bħalissa jmexxi l-ħidma fuq il-flessibbiltà tas-sistema tal-enerġija, l-idroġenu u l-ħażna bħala essenzjali. faċilitaturi għat-tranżizzjoni tal-enerġija. Dr Taibi huwa wkoll ko-kuratur għall-pjattaforma Strategic Intelligence tal-Forum Ekonomiku Dinji, fejn it-tim tiegħu żviluppa l-mappa tat-trasformazzjoni dwar l-Idroġenu.

Teknoloġiji tal-idroġenu aħdar

X'qanqallek tiżviluppa l-kompetenza tiegħek fit-teknoloġiji tal-enerġija u x-xogħol tiegħek fl-IRENA kif jikkontribwixxi għaliha?

Kien waqt it-teżi tal-Master tiegħi. Għamilt apprendistat fl-Aġenzija Nazzjonali Taljana għall-Enerġija u l-Ambjent (ENEA), fejn tgħallimt dwar l-iżvilupp sostenibbli u l-enerġija, u r-rabta bejn it-tnejn. Jien ktibt it-teżi tiegħi fl-inġinerija tal-ġestjoni dwarha u ddeċidejt li dan kien il-qasam fejn ridt niffoka l-ħajja tax-xogħol tiegħi. Imgħaġġla 'l quddiem kważi 20 sena ta' esperjenza fl-enerġija u l-kooperazzjoni internazzjonali, PhD fit-Teknoloġija tal-Enerġija u ħin mgħoddi fis-settur privat, ir-riċerka u l-aġenziji intergovernattivi, bħalissa jien inmexxi t-tim tat-trasformazzjoni tas-settur tal-enerġija fl-IRENA mill-2017.

Ix-xogħol tiegħi fl-IRENA huwa li nikkontribwixxi, mat-tim tiegħi u f'kooperazzjoni mill-qrib mal-kollegi madwar l-aġenzija u msieħba esterni bħall-Forum Ekonomiku Dinji, fl-appoġġ tal-166 Pajjiż Membru tagħna fit-tranżizzjoni tal-enerġija, b'fokus fuq il-provvista tal-elettriku rinnovabbli u tagħha. jintuża biex jiddekarbonizza s-settur tal-enerġija permezz ta' elettroni ħodor kif ukoll molekuli ħodor bħall-idroġenu u d-derivattivi tiegħu.

X'inhu l-idroġenu aħdar? Kif tvarja mill-idroġenu 'griż' u l-idroġenu blu tradizzjonali b'emissjonijiet intensivi?

L-idroġenu huwa l-aktar element sempliċi u iżgħar fit-tabella perjodika. Ma jimpurtax kif tiġi prodotta, tispiċċa bl-istess molekula ħielsa mill-karbonju. Madankollu, il-mogħdijiet biex jiġi prodott huma diversi ħafna, u l-istess huma l-emissjonijiet tal-gassijiet serra bħad-dijossidu tal-karbonju (CO2) u l-metan (CH4).

L-idroġenu aħdar huwa definit bħala idroġenu prodott billi l-ilma jinqasam f'idroġenu u ossiġnu bl-użu ta 'elettriku rinnovabbli. Din hija mogħdija differenti ħafna meta mqabbla kemm mal-griż kif ukoll mal-blu.

L-idroġenu griż huwa tradizzjonalment prodott mill-metan (CH4), maqsum bil-fwar f'CO2 - il-ħati prinċipali għat-tibdil fil-klima - u H2, idroġenu. L-idroġenu griż ġie prodott dejjem aktar ukoll mill-faħam, b'emissjonijiet ta' CO2 ogħla b'mod sinifikanti għal kull unità ta' idroġenu prodotta, tant li spiss jissejjaħ idroġenu kannella jew iswed minflok griż. Illum huwa prodott fuq skala industrijali, b'emissjonijiet assoċjati komparabbli mal-emissjonijiet magħquda tar-Renju Unit u l-Indoneżja. M'għandha l-ebda valur ta 'tranżizzjoni tal-enerġija, pjuttost l-oppost.

L-idroġenu blu jsegwi l-istess proċess bħall-griż, bit-teknoloġiji addizzjonali meħtieġa biex jaqbad is-CO2 prodott meta l-idroġenu jinqasam mill-metan (jew mill-faħam) u jinħażen għal żmien twil. Mhuwiex kulur wieħed iżda pjuttost gradazzjoni wiesgħa ħafna, peress li mhux 100 fil-mija tas-CO2 prodott ma jistax jinqabad, u mhux il-mezzi kollha biex jinħażnu huma ugwalment effettivi fit-tul. Il-punt ewlieni huwa li l-qbid ta 'parti kbira tas-CO2, l-impatt fuq il-klima tal-produzzjoni tal-idroġenu jista' jitnaqqas b'mod sinifikanti.

Hemm teknoloġiji (jiġifieri piroliżi tal-metanu) li għandhom wegħda għal rati għoljin ta' qbid (90-95 fil-mija ) u ħażna effettiva fit-tul tas-CO2 f'forma solida, potenzjalment tant aħjar mill-blu li jistħoqqilhom il-kulur tagħhom stess fil-" tassonomija tal-idroġenu qawsalla", idroġenu turkważ. Madankollu, il-piroliżi tal-metan għadha fi stadju pilota, filwaqt li l-idroġenu aħdar qed jiżdied b'rata mgħaġġla abbażi ta' żewġ teknoloġiji ewlenin - enerġija rinnovabbli (b'mod partikolari minn PV solari u mir-riħ, iżda mhux biss) u elettroliżi.

B'differenza mill-enerġija rinnovabbli, li hija l-orħos sors ta 'elettriku fil-biċċa l-kbira tal-pajjiżi u r-reġjun illum, l-elettroliżi għall-produzzjoni tal-idroġenu ekoloġiku jeħtieġ li tiżdied b'mod sinifikanti u tnaqqas l-ispiża tagħha b'mill-inqas tliet darbiet matul l-għaxar snin jew tnejn li ġejjin. Madankollu, għall-kuntrarju tas-CCS u l-piroliżi tal-metan, l-elettroliżi hija disponibbli kummerċjalment illum u tista’ tinkiseb minnfornituri internazzjonali multipli bħalissa.

Soluzzjonijiet tal-enerġija tal-idroġenu aħdar

X'inhuma l-merti tas-soluzzjonijiet tat-tranżizzjoni tal-enerġija lejn ekonomija 'ekoloġika' tal-idroġenu? Kif nistgħu transizzjoni għal ekonomija tal-idroġenu ekoloġiku minn fejn aħna bħalissa bl-idroġenu griż?

L-idroġenu aħdar huwa biċċa importanti tat-tranżizzjoni tal-enerġija. Mhuwiex il-pass immedjat li jmiss, peress li l-ewwel jeħtieġ li nkomplu nħaffu l-użu tal-elettriku rinnovabbli biex niddekarbonizzaw is-sistemi tal-enerġija eżistenti, naċċelleraw l-elettrifikazzjoni tas-settur tal-enerġija biex nisfruttaw elettriku rinnovabbli bi prezz baxx, qabel finalment niddekarbonizzaw is-setturi li huma diffiċli biex jiġu elettrifikati - bħall-industrija tqila, it-tbaħħir u l-avjazzjoni - permezz tal-idroġenu aħdar.

Huwa importanti li wieħed jinnota li llum nipproduċu ammont sinifikanti ta' idroġenu griż, b'emissjonijiet ta' CO2 (u metanu) għoljin: il-prijorità tkun li nibdew niddekarbonizzaw id-domanda eżistenti għall-idroġenu, pereżempju billi nibdlu l-ammonja mill-gass naturali b'ammonja ħadra.

Studji reċenti qajmu dibattitu dwar il-kunċett tal-idroġenu blu bħala karburant ta' tranżizzjoni sakemm l-idroġenu aħdar isir kost-kompetittiv. Kif l-idroġenu aħdar isir kost kompetittiv vis-à-vis l-idroġenu blu? X'tip ta' investimenti strateġiċi jeħtieġ li jseħħu fil-proċess tal-iżvilupp tat-teknoloġija?

L-ewwel pass huwa li jiġi pprovdut sinjal għall-idroġenu blu biex jissostitwixxi l-griż, peress li mingħajr prezz għall-emissjoni tas-CO2, m'hemm l-ebda każ kummerċjali għall-kumpaniji biex jinvestu f'sistema ta' qbid tal-karbonju (CCS) kumplessa u għalja u ħażniet ġeoloġiċi tas-CO2. Ladarba l-qafas ikun tali li l-idroġenu b'karbonju baxx (blu, aħdar, turkważ) huwa kompetittiv mal-idroġenu griż, allura l-mistoqsija ssir: għandna ninvestu f'CCS jekk ir-riskju hu li jkollna assi stranded, u kemm se jkun malajr l-aħdar irħas minn blu.

It-tweġiba naturalment se tvarja skond ir-reġjun. F'dinja nett żero, objettiv li aktar u aktar pajjiżi qed jimpenjaw ruħhom għalih, il-bqija tal-emissjonijiet mill-idroġenu blu jkollhom jiġu kkumpensati b'emissjonijiet negattivi. Dan se jiġi bi spiża. B'mod parallel, il-prezzijiet tal-gass kienu volatili ħafna dan l-aħħar, u ħallew il-prezz tal-idroġenu blu korrelatat ħafna mal-prezz tal-gass, u esposti mhux biss għall-inċertezza tal-prezz tas-CO2, iżda wkoll għall-volatilità tal-prezz tal-gass naturali.

Għall-idroġenu aħdar, madankollu, nistgħu naraw storja simili għal dik tal-PV solari. Hija intensiva fil-kapital, għalhekk irridu nnaqqsu l-ispiża tal-investiment kif ukoll l-ispiża tal-investiment, permezz ta’ żieda fil-manifattura ta’ teknoloġiji rinnovabbli u elettrolizzaturi, filwaqt li noħolqu teħid ta’ riskju baxx biex titnaqqas l-ispiża tal-kapital għall-investimenti tal-idroġenu ekoloġiku. Dan se jwassal għal spiża stabbli u li tonqos ta' idroġenu aħdar, għall-kuntrarju ta' spiża volatili u li potenzjalment qed tiżdied ta' idroġenu blu.

It-teknoloġiji tal-enerġija rinnovabbli diġà laħqu livell ta’ maturità llum li jippermetti ġenerazzjoni kompetittiva tal-elettriku rinnovabbli madwar id-dinja kollha, prerekwiżit għall-produzzjoni kompetittiva tal-idroġenu ekoloġiku. Madankollu, l-elettrolizzaturi għadhom skjerati fuq skala żgħira ħafna, li jeħtieġu skala ta 'tliet ordnijiet ta' kobor fit-tliet deċennji li ġejjin biex inaqqsu l-ispiża tagħhom tliet darbiet.

Illum il-pipeline għall-proġetti tal-idroġenu ekoloġiku jinsab fit-triq it-tajba għal tnaqqis bin-nofs tal-ispiża tal-elettrolizzatur qabel l-2030. Dan, flimkien ma’ proġetti kbar li jinsabu fejn hemm l-aħjar riżorsi rinnovabbli, jista’ jwassal għal idroġenu ekoloġiku kompetittiv li jkun disponibbli fuq skala fil-{{1 li jmiss. }} snin. Dan ma jħallix ħafna ħin għall-idroġenu blu – li għadu fl-istadju pilota llum – biex jiżdied minn skala pilota għal skala kummerċjali, jitħaddem proġetti kumplessi (eż. il-ħażna ġeoloġika tas-CO2 fit-tul) fuq skala kummerċjali u spiża kompetittiva, u jirkupra l-investimenti li saru fil- 10-15 snin li ġejjin.

Bosta gvernijiet issa inkludew teknoloġiji tal-fjuwil tal-idroġenu fl-istrateġiji nazzjonali tagħhom. Minħabba t-talbiet dejjem jiżdiedu għat-tranżizzjoni lejn id-dekarbonizzazzjoni tal-ekonomija u teknoloġiji abilitanti b'rati ogħla ta' qbid tal-karbonju, x'se jkun il-parir tiegħek lil dawk li jfasslu l-politika u dawk li jieħdu d-deċiżjonijiet li qed jevalwaw il-vantaġġi u l-iżvantaġġi tal-idroġenu aħdar?

Se neħtieġu idroġenu aħdar biex nilħqu emissjonijiet netti żero, b'mod partikolari għall-industrija, it-tbaħħir u l-avjazzjoni. Madankollu, dak li għandna bżonn l-aktar urġenti huwa:

1) effiċjenza fl-enerġija;

2) elettrifikazzjoni;

3) tkabbir aċċellerat ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija rinnovabbli.

Ladarba dan jintlaħaq, nibqgħu b'ca. 40 fil-mija tad-domanda tiġi dekarbonizzata, u dan huwa fejn neħtieġu idroġenu ekoloġiku, bijoenerġija moderna u użu dirett ta’ enerġiji rinnovabbli. Ladarba nżidu aktar l-enerġija rinnovabbli biex niddekarbonizzaw l-elettriku, inkunu f'pożizzjoni li nespandu aktar il-kapaċità tal-enerġija rinnovabbli biex nipproduċu idroġenu ekoloġiku kompetittiv u niddekarbonizzaw setturi diffiċli biex innaqqsu bi spiża żejda minima.

Fejn tara t-teknoloġiji tal-enerġija relatati mal-idroġenu jevolvu sal-2030? Nistgħu nantiċipaw vetturi kummerċjali li jaħdmu bl-idroġenu?

Naraw l-opportunità għall-assorbiment rapidu tal-idroġenu aħdar fl-għaxar snin li ġejjin fejn id-domanda għall-idroġenu diġà teżisti: id-dekarbonizzazzjoni tal-ammonja, il-ħadid u komoditajiet eżistenti oħra. Ħafna proċessi industrijali li jużaw l-idroġenu jistgħu jissostitwixxu l-griż b’aħdar jew blu, sakemm is-CO2 jiġi pprezzat b’mod adegwat jew jiġu stabbiliti mekkaniżmi oħra għad-dekarbonizzazzjoni ta’ dawk is-setturi.

Għat-tbaħħir u l-avjazzjoni, is-sitwazzjoni hija kemmxejn differenti. Il-fjuwils drop-in, ibbażati fuq idroġenu aħdar iżda essenzjalment identiċi għall-fjuwil tal-ġett u l-metanol prodott miż-żejt, jistgħu jintużaw f'ajruplani u vapuri eżistenti, b'aġġustamenti minimi għal xejn. Madankollu, dawk il-fjuwils fihom CO2, li jrid jinqabad minn xi mkien u jiżdied mal-idroġenu, biex jerġa' jiġi rilaxxat waqt il-kombustjoni: dan inaqqas iżda ma jsolvix il-problema tal-emissjonijiet tas-CO2. Il-fjuwils sintetiċi jistgħu jiġu skjerati qabel l-2030, jekk l-inċentivi t-tajba jkunu fis-seħħ biex jiġġustifikaw l-ispiża żejda ta’ emissjonijiet imnaqqsa (mhux eliminati).

Fis-snin li ġejjin, il-vapuri jistgħu jaqilbu għall-ammonja ħadra, fjuwil prodott minn idroġenu aħdar u nitroġenu mill-arja, li ma fihx CO2, iżda se jkunu meħtieġa investimenti biex jissostitwixxu magni u tankijiet, u l-ammonja ħadra bħalissa tiswa ħafna aktar minn żejt tal-fjuwil.

L-ajruplani tal-idroġenu (jew tal-ammonja) huma aktar 'il bogħod, u dawn se jkunu essenzjalment ajruplani ġodda li jridu jiġu ddisinjati, mibnija u mibjugħa lil-linji tal-ajru biex jissostitwixxu ajruplani eżistenti li jaħdmu bil-fjuwil tal-ġett – b'mod ċar mhux fattibbli sal-2030: f'dan is-sens, ġett aħdar Il-fjuwil – prodott b’kombinazzjoni ta’ idroġenu ekoloġiku u bijoenerġija sostenibbli – huwa soluzzjonijiet li jistgħu jiġu skjerati fi żmien qasir.

Bħala konklużjoni, l-azzjonijiet ewlenin biex titħaffef id-dekarbonizzazzjoni bejn issa u l-2030 huma 1) effiċjenza enerġetika 2) elettrifikazzjoni b’enerġija rinnovabbli 3) aċċelerazzjoni mgħaġġla tal-ġenerazzjoni tal-enerġija rinnovabbli (li se tkompli tnaqqas l-ispiża diġà baxxa tal-elettriku rinnovabbli) 4) tkabbir ta’ enerġija sostenibbli. , bijoenerġija moderna, meħtieġa - fost oħrajn - biex jipproduċu fjuwils ekoloġiċi li jeħtieġu CO2 5) dekarbonizzazzjoni tal-idroġenu griż bl-idroġenu aħdar, li ġġib skala u tnaqqas l-ispiża tal-elettroliżi, tagħmel l-idroġenu aħdar kompetittiv u lest għal aktar tiżdied fis-snin 30, lejn l-objettiv li jintlaħqu żero emissjonijiet netti sal-2050.

Il-Forum Ekonomiku Dinji ilu jsostni l-aġenda tal-idroġenu nadif mill-2017, billi għen - inter alia- fil-ħolqien tal-Kunsill tal-Idroġenu, it-twaqqif ta’ Sfida għall-Innovazzjoni tal-Idroġenu fi sħubija mal-Missjoni Innovazzjoni, u l-ħolqien, flimkien mal- Kummissjoni għat-Tranżizzjonijiet tal-Enerġija, tal-pjattaforma Missjoni Possibbli biex tgħin it-tranżizzjoni ta' setturi diffiċli biex jitnaqqsu għal emissjonijiet netti żero sal-2050. Aqra aktar dwar l-Inizjattiva ta' Aċċelerazzjoni tal-Idroġenu Nadif hawn.