מימן מתגבר במעבר האנרגיה, אבל ייתכן שהוא נמכר יתר על המידה

מה שידענו קודם.

ההיבטים הבאים של מימן נחקרו בעבר.

Rystad Energy חזה לפני שנתיים שמימן נוזלי ימצא מקום בטבלת 2050 אך יהווה רק 7% מסך האנרגיה הנקייה הדרושה. 7% אלה הם נישה של דלק נקי עבור תעופה, כלי שייט אוקיינוס, ותעשיות מלט ופלדה שקשה להיפטר ממנה.

למימן נוזלי שני יתרונות גדולים: האחד, האנרגיה כלולה בצורה צפופה. שנית, הוא נשרף באוויר למים ללא פליטת פחמן.

מימן מתאים להפקה של חברות נפט וגז גדולות, כי הן כבר יודעות לייצר ולהפיץ גז אחר - גז טבעי - ויש להן כיסים עמוקים.

מה שאנחנו יודעים עכשיו.

DNV בדוח השנתי שלהם¹ בסוף 2022 העריכו כי מימן נוזלי ימלא רק 5% (לא 7%) מצרכי האנרגיה הנקייה עד 2050.

כפי שכתב בלומברג גרין, יש סיבות לכך שהמימן עדיין לא הפך למיינסטרים, כמו רוח ושמש. האחת היא עלות: ייצור ירוק על ידי אלקטרוליזה של מים הוא יקר ואלקטרוליזה היא טכנולוגיה לא יעילה.

שנית, מימן כחול אינו ידידותי לאקלים. בעוד שהוא זול יותר ממימן ירוק, מימן כחול דורש אנרגיה כדי לייצר ולפרק מתאן למימן בתוספת CO2, ואת ה-CO2 צריך להיפטר, בדרך כלל על ידי CCS (לכידה ואחסון פחמן). שני הקצוות של שרשרת ייצור המימן פוגעים ב"נקי" בחלופת מימן זו.

שלוש, רוב המכונות והתעשיות אינן מותאמות לשימוש במימן. זה עלות נוספת להרכיב מכונית קונבנציונלית לשריפת מימן במקום בנזין, או להתאים מכונות בחנות תעשייתית לשריפת מימן במקום גז טבעי.

מימן מתאים באופן טבעי לחברות נפט וגז בגלל הניסיון הרב שלהן בגז טבעי, אבל גם בגלל שהן הרוויחו עצום ב-2022, ויכולות להרשות לעצמן לקחת סיכון על מיזמים חדשים.

תחזיות עלויות קודרות למימן.

מאמר שפורסם לאחרונה מספק קטעים מ-DNV Energy Transition Outlook¹ 2023. הנקודות העיקריות הן:

· להגיע ל-5% מהביקוש העולמי לאנרגיה נקייה עד 2050 יעלה יותר מ-7 טריליון דולר לייצור כולל מסופי אמוניה חדשים בתוספת צינורות.

· רוב המימן ישמש בייצור.

· מימן ואמוניה יחדיו יהוו כמחצית מדלקי השילוח העולמיים, אחת מהקטגוריות שקשה להפחית.

· יותר מ-50% מצינורות המימן העולמיים יועברו מחדש מצינורות גז טבעי.

· אמריקה הלטינית והמזרח התיכון וצפון אפריקה יהפכו ליצואנים של מימן או אמוניה מכיוון שיש להם שטחים גדולים זמינים עבור אנרגיות מתחדשות כמו רוח ושמש לייצור מימן על ידי אלקטרוליזה.

· באירופה, למדינות גדולות כמו גרמניה, צרפת וספרד יהיו יעדים לשנת 2030 של 4-6.5 Gw של ייצור מימן מקומי.

· בריטניה עם רשת צינורות הגז הגדולה שלה תוכל לעבור מגז טבעי למימן.

· התוכניות של האיחוד האירופי כוללות קיבולת אלקטרוליזר של 6 Gw עד 2024 עד ל-40 Gw עד 2030.

האם מימן נמכר יתר על המידה?

אז האם מימן נמכר יתר על המידה? למרות שדלק מימן יוצר ריגוש רב יותר מאשר שמש או רוח, 7% מסך האנרגיה הנקייה הצפוי למימן בשנת 2050 הוא אחוז די קטן מהסך הכל. הוסיפו לכך את העלויות המופרזות שצפויות להעלות מימן לאינטרנט, מפתה להודות שמימן נמכר יתר על המידה כדלק נקי מכדור כסף לשנת 2050.

בואו נסתכל על פעילויות מימן בכמה מדינות, שבחלקן מעורבות תעשיית הנפט והגז.

תוכניות מימן באיחוד האירופי (האיחוד האירופי) לעומת ארה"ב

הייצור העולמי הכולל של מימן הוא כ-90 מיליון טון בשנה כעת. ה-IEA (סוכנות האנרגיה הבינלאומית) צופה שזה יצטרך לעלות ל-180 מיליון טון בשנה עד 2030 כדי להשיג פליטת פחמן אפס נטו עד 2050.

כמעט כל כ-10 מיליון טונות המימן בשנה המיוצרים כעת בארה"ב משמשים את התעשייה לזיקוק נפט, טיפול במתכות, ייצור דשן ועיבוד מזון.

אבל רוב הייצור של היום, 99%, הוא מימן כחול שאינו נטול פחמן, כפי שתואר קודם לכן. מימן ירוק מיוצר על ידי אלקטרוליזה של מים והוא נטול פחמן ברובו, אם הוא מופעל על ידי חשמל מתחדש.

האיחוד האירופי מיהר להסתגל לאלקטרוליזה למימן ירוק, נטול פחמן ברובו. אבל האיחוד האירופי איחר להגיב להשקעות המימן האדירות שסופק על ידי חוק הפחתת האינפלציה בארה"ב (IRA) שמפנה סכום עתק של 369 מיליארד דולר לתוכניות אנרגיה ירוקה.

בעולם, נאמר במאמר, רק 1% מפרויקטי המימן המתוכננים, בהיקף של 1 Tw (Terrawatt), החלו בבנייה. כרבע מזה, 269 Gw (Gigawatts) יהיו מקוונים עד 2030. הצמיחה תרגיש כמו מהפכה, שכן ייצור המימן של היום הוא רק 0.45 Gw.

היא גם צופה כי עלות המימן הירוק תרד מ-6-8 אירו/ק"ג היום מתחת ל-3 אירו/ק"ג עד 2050.

רכזות מימן בארה"ב

בנוסף ליתרונות הרגילים של ריכוז תשתיות, הרעיון של רכזות מימן הוא לקזז את הסכנה והעלויות הכרוכות בהובלת מימן, שהוא דליק ביותר, למרחקים גדולים.

הקונגרס האמריקני הקצה 8 מיליארד דולר מחוק התשתיות של 2021 ל-DOE (Department of Energy) כדי לתמוך לפחות בארבעה פרויקטי הדגמה הכוללים יצרני מימן, משתמשי קצה והתשתית המחברת ביניהם. DOE כבר מימנה 400 פרויקטים מרהיבים במימן על ידי אוניברסיטאות, מעבדות לאומיות ותעשייה והמרכזים החדשים יישענו על המידע הזה.

בקשות למימון מלא היו אמורות להיות באפריל 2023. ארבע בריתות פרטיות, כמו גם ממשלות מדינות רבות הקשורות לתעשייה, וחלקן בעלות ברית עם מדינות אחרות, הגישו מועמדות. המימון הראשוני של DOE לא יעלה על 1.25 מיליארד דולר למרכז, שזה סכום כסף עצום. הם מצפים לבחור 6-10 מוקדים אזוריים עם מימון משותף של 6-7 מיליארד דולר.

רכזת אחת נקראת HyVelocity Hub מרוכז לאורך חוף המפרץ האמריקאי, ומאורגן על ידי שברון
CLC
וכמה שותפים של חברות פרטיות כולל ExxonMobil
XOM
ומיצובישי. הם ימנפו ברשת של 48 מרכזי ייצור מימן (הגדולים בעולם) בתוספת 1,000 מיילים של צינורות מימן ייעודיים לאורך חופי לואיזיאנה וטקסס.

מטרה אחת היא לפתור את האתגר של DOE, הנקרא יריית המימן, לייצר 1 ק"ג מימן תוך פליטת פחות מ-2 ק"ג של פחמן דו חמצני. מטרה נוספת היא להפחית את עלות המימן ב-80% - ל-1 דולר לק"ג בתוך 10 שנים.

תוכניות כמו האמור לעיל משכו את תשומת הלב של התעשייה ברחבי ארה"ב זיכוי המס שהציע IRA עשויות לייצר 100 מיליארד דולר בייצור מימן נקי - בנוסף ל-8 מיליארד דולר שהקונגרס הקצה מחוק התשתיות.

רכזות מימן אחרות שצריך לצפות בהן סוכמו בקצרה מאוד על ידי רויטרס אירועים². הרשימה שלהם כוללת:

ה-Trans Permian ו- Horizons Clean Hub מימן: יש קשר חזק לנפט וגז במערב טקסס.

HyBuild לוס אנג'לס

פרויקט HyGrid

מרכז המימן HALO: למדינות ארקנסו, לואיזיאנה ואוקלהומה יש היסטוריה ארוכה של ייצור והובלה של נוזלי נפט וגז.

מרכז אחסון אנרגיה נקייה מתקדמת

רשת החדשנות של מימן נקי בדרום מערב

מרכז המימן הדרום מזרחי

רוב הפרויקטים הללו כוללים שירותי אנרגיה או פרויקטים בחסות עיר או מדינה ללא מטרות רווח, ורבים מהם בנו תמיכה אוניברסיטאית.

הקריאה של DOE לפרויקטים קיבלה 79 בקשות², אך רק 33 מהם הוזמנו לעבור לבקשות רשמיות עד אפריל 2023. הבחירה הסופית של פחות מ-10 רכזות תהיה במחצית השנייה של 2023.

ברור שבעלי עניין ברחבי המדינה תפסו את חזון המימן. ארה"ב התחייבה לעתיד מימן ורוצה להוביל את העולם במעבר הזה.

במאמר עתידי, נתאר את הפעילות של חברות נפט וגז מסוימות בייצור מימן.

Takeaways

חזון המימן הוא חזון שאפתני - מכיוון שהוא קשה לייצור, מסוכן לאחסון ולהובלה, ויקר.

גרסת הפחמן הנמוכה של מימן נקראת מימן ירוק, שהוא יקר, כי זה תהליך לא יעיל המבוסס על אלקטרוליזה של מים. בעצם כל ייצור המימן הנוכחי הוא מימן כחול, אבל יש לזה חסרונות פחמן גבוהים בתחילת תהליך היצור ובסוףו.

אבל מימן הוא לא כדור כסף. תעשיית מימן עשויה לקחת נגיסה גדולה מהפליטות של 5-7% שקשה להפחית מהאנרגיה העולמית עד שנת 2050, אבל הנתח הגדול ביותר מכלל הפליטות עדיין נותר: 93-95%.

הפניות.

1. DNV, Outlook Transition Energy 2022, אוקטובר 13, 2022.

2. אירועי רויטרס: מדינות המימן של אמריקה, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 באפריל 2023.pd