Strategija vodonika nemačke savezne vlade

Uvoz u velikom stilu i izgradnja glavne vodonične mreže

Potreba za vodonikom će se enormno povećati u narednih nekoliko godina. Izgradnja jezgrene mreže je već počela. Nemačka će i dalje morati da uvozi veliki deo iz inostranstva.

Glavna mreža za vodonik je vec u izgradnji, na naslovnoj fotografiji je EnBW-ovo gradilište u Baden-Virtembergu. EnBW je veliki distributer električne energije i gasa u Nemačkoj.

Vodonik

Reč se godinama koristi u strateškim dokumentima i vladinim deklaracijama u EU, saveznim i državnim vladama. Ponekad u govorima zvuči kao svemogući lek za klimatsku i energetsku krizu, zato što se vodonik smatra glavnim faktorom za čistu industriju. Vodonik treba da omogući da Nemačka postane klimatski neutralna do 2045. godine.

Od rata u Ukrajini, vodonik je takođe viđen kao važna alternativa za okončanje energetske zavisnosti od Rusije.

Ali Nemačka mora da uvozi veliki deo potrebnog vodonika – do 70 odsto. Kako bi to trebalo da se desi navedeno je u strategiji savezne vlade za vodonik.

Šta stoji u strategiji savezne vlade za vodonik?

U strategiji se navodi da je cilj „ekološko, stabilno, bezbedno i raznovrsno“ snabdevanje dovoljnim količinama vodonika i vodoničnih derivata. Ovo bi takođe trebalo da bude „signal“ nemačkoj ekonomiji za pouzdano snabdevanje dovoljnim količinama vodonika.

U poređenju sa prvom strategijom za vodonik, koju je predstavila vlada Angele Merkel 2020. godine, mnogi brojevi u trenutnoj strategiji za vodonik su revidirani naviše. Ovo se tiče potražnje, na primer: Nemačkoj će biti potrebno 95 do 130 TWh vodonika 2030. Očekuje se da će potražnja za vodonikom porasti na oko 360 do 500 TWh do 2045. godine – kao i 200 TWh za derivate vodonika. Posebna potreba postoji u industriji čelika, osnovnih materijala i petrohemije, mobilnosti i logistike, kao i u elektranama.

Savezna i državna vlada žele da ulože ukupno 4,6 milijardi evra u 23 projekta – na primer za proizvodnju zelenog vodonika, kao i za skladištenje i transport.

Očekuje se da će kapacitet proizvodnje zelenog vodonika u Nemačkoj porasti sa pet na deset GWh do 2030. godine.

Savezna vlada se takođe oslanja na uvoz i takozvani plavi vodonik, koji se prvenstveno proizvodi korišćenjem prirodnog gasa. Tokom proizvodnje plavog vodonika oslobađa se CO2, koji se skladišti ili reciklira na klimatski bezbedan način (ne može sva količina da se uskladišti, uvek ima viška koji ode u atmosferu). Zahvatanjem nastalog CO2, ugljenični otisak ovog procesa bi trebalo da se poboljša. Ali plavi vodonik „nije trajan i ekoloski izvor energije za put ka snabdevanju energijom neutralnim gasovima staklene bašte“, piše savezna agencija za životnu sredinu.

Kako vodonik treba da pomogne u energetskoj tranziciji?

Vodonik je namenjen da zameni fosilna goriva u velikim razmerama. Vodonik se smatra jednim od najvažnijih faktora na putu ka ekonomskom sistemu bez fosilnih goriva. Nemačka bi trebalo da bude klimatski neutralna do 2045. i mora da promeni svoje snabdevanje energijom da bi to postigla. Vodonik bi trebalo da se koristi za dekarbonizaciju područja koja se ne mogu električno razviti u industrijskom sektoru, sektoru transporta i, donekle, energetskom sektoru.

Posle Thissen Kruppa u Esenu, Salzgitter AG je druga po veličini čeličana u Nemačkoj. Trenutno, jedan procenat nemačke emisije ugljen-dioksida dolazi samo iz Salzgitera. Od 2026. godine kompanija želi da proizvodi zeleni čelik na bazi električne energije i vodonika na lokaciji Salzgitter, koja ima 10.000 radnih mesta. Ali već sada je jasno da vodonik koji sami proizvode neće biti dovoljan. Sa planiranom novom fabrikom, Salzgitter će proizvoditi oko 9.000 tona vodonika godišnje. Međutim, za proizvodnju zelenog čelika u završnoj fazi proširenja biće potrebno 300.000 tona vodonika.

Odakle treba da dođe vodonik?

U Nemačkoj će se graditi brojna postrojenja za elektrolizu, koja će prvenstveno proizvoditi zeleni vodonik. Prema rečima saveznog ministra ekonomije Roberta Habeka, oko trećine potrebnog vodonika biće proizvedeno u Nemačkoj.

50 do 70 odsto potreba za vodonikom trebalo bi da bude pokriveno uvozom iz inostranstva. Savezna vlada želi da obrati pažnju na socijalne i ekološke standarde u zemlji porekla. Savezna vlada se takođe oslanja na različite partnere. Ona želi da izbegne greške koje je napravila sa prirodnim gasom kada su postali zavisni od Rusije.

Zemlje sa najvecim kapacitetima za elektrolizu vode u EU, godine 2022. Kolicine su u MWh.

Vodonik će u Nemačku stizati gasovodima iz Danske i Norveške, kao i iz sunčanih država na Arabijskom poluostrvu. Iz Afrike, Kanade ili Južne Amerike opet brodom, verovatno u vidu derivata koje je mnogo lakše transportovati. Da bi se to dogodilo, potrebno je izgraditi više terminala.

Zemlje poput Namibije ili Maroka, koje i same imaju veliki potencijal za obnovljive izvore energije, takođe su moguće za uvoz. Klimi ne bi pomoglo da druge zemlje izvoze vodonik u Evropu ali da same koriste fosilna goriva.

Energetska kompanija Shell, koja je „odrasla“ uz fosilna goriva, želi da u naredne dve godine izgradi najveću evropsku fabriku zelenog vodonika u luci Roterdam. Od 2025. očekuje se isporuka do 60.000 kilograma dnevno.

Stručnjaci takođe navode Portugal, Španiju i Grčku kao moguće zemlje dobavljače. Međutim, na globalnom tržištu vodonika biće konkurenata, kaže Manfred Fišik, šef Instituta Vupertal. Nije samo Nemačka zainteresovana za vodonik.

Kritika strategije savezne vlade

Organizacija za zaštitu životne sredine Greenpeace upozorava na „prevelike ciljeve uvoza“, što preti Nemačkoj da ponovo postane zavisna od autokratskih vlada. Verena Graihen iz ekološkog udruženja BUND je stoga pozvala na fokusiranje na efikasnost i smanjenje potražnje za energijom.

Nemačka pomoć za životnu sredinu kritikuje činjenicu da se savezna vlada „na neodređeno vreme oslanja na fosilni plavi vodonik“. Ovo će omogućiti gasnoj industriji da „promoviše dodatni fosilni prirodni gas“.

A stručnjak za energetiku CDU Andreas Jung vidi mnoge deklaracije o namerama u vladinoj strategiji i umesto toga poziva na konkretnije planiranje.

Kako se vodonik transportuje?

„Velika je prednost vodonika to što se može transportovati u veoma različitim oblicima“, kaže šef Instituta Vupertal Manfred Fišik. Za kraće udaljenosti unutrašnjim plovnim putem, vozom ili kamionom, za veće udaljenosti cevovodom. Prema Fishdiku, vodonik mora biti u tečnom stanju kada se transportuje brodom. To zahteva veoma niske temperature i uzrokuje odgovarajuće gubitke u efikasnosti.

Stoga će takozvani derivati vodonika kao što su amonijak, metanol ili sintetička goriva, koji se mogu koristiti za transport brodom, verovatno igrati važnu ulogu na rutama na dugim relacijama. Planiran je gasovod od Norveške do Nemačke, koji će, prema rečima saveznog ministra ekonomije Roberta Habeka, u početku biti korišćen za transport „plavog“ vodonika. Terminali za uvoz tečnog prirodnog gasa (LNG), koji se trenutno grade na nemačkim obalama, kasnije će biti osposobljeni za vodonik.

Šta znači izgradnja glavne mreže?

Glavna mreža – neka vrsta autoputa za cevovode vodonika – treba da se izgradi u Nemačkoj do 2032. godine. Oko 9.700 kilometara povezaće luke, skladišta, elektrane i važne industrijske centre u svim saveznim državama. Očekuje se da će projekat koštati 19,8 milijardi evra, uz avansne uplate savezne vlade.

Mreža ne mora da bude potpuno sasvim novosagrađena: 60 ​​odsto treba da se sastoji od preuređenih gasovoda za prirodni gas. Planirano je da izgradnja počne 2024. godine, a prvi vodonik bi trebalo da poteče 2025. godine.

Glavna mreža će biti proširena dodatnim vezama i integrisana u evropski sistem. Između ostalog, trebalo bi da postoji centralna linija za zeleni vodonik preko Portugala, Španije i Francuske.

Gde i kako tačno treba koristiti vodonik?

Vodonik će se koristiti za proizvodnju električne energije u elektranama. Takođe će se koristiti u proizvodnji čelika. Tamo gde je ugalj prethodno uklanjao kiseonik iz rude gvožđa u proizvodnji sirovog gvožđa, u budućnosti će se koristiti vodonik. Namenjen je zameni jedinjenja ugljenika u hemijskim procesima.

Ali prelazak na vodonik je izuzetno složen. U energetski intenzivnim industrijama kao što su čelik, staklo ili aluminijum, kompanije prvo moraju biti povezane na vodoničnu mrežu. Takođe mora postojati veza sa skladišnim i distributivnim centrima.

Prema strategiji, vodonik bi trebalo da se koristi u transportnom sektoru za „teška komercijalna vozila“.

Upotreba vodonika igra „prilično sekundarnu ulogu“ u snabdevanju toplotom. Kada je u pitanju grejanje, postoje bolje alternative kao što su toplotne pumpe, kaže stručnjak za energetiku Folker Kvašning.

Električni automobili su takođe jeftiniji u pogledu potrošnje električne energije od proizvodnje vodonika za vozila sa sintetičkim gorivom. Kvašning takođe kritikuje da plavi vodonik ne pomaže klimi.

Do danas se u Nemačkoj godišnje troši oko 55 TWh vodonika, prvenstveno u hemijskoj industriji. Do sada se uglavnom dobijao iz metana, glavne komponente fosilnog prirodnog gasa.

Proces dobijanja ekološki čistog vodonika

1. Destilacija morske vode vrši se pomoću Sunčeve toplote – fokusiranjem velikog broja ogledala na rezervoar sa morskom vodom, čime se voda zagreva i isparava. Vodena para uvodi se u kondenzatore gde se ponovo kondenzuje u destilisanu vodu.
2. Vodonik se dobija elektrolizom destilisane vode. Struja za elektrolizu dobija se pomoću vetrenjača ili pomoću velikog broja fotonaponskih panela, a takođe može da se koristi i električna energija iz hidroelektrana.
3. Ostatak nedestilisane morske vode, koja sadrži 80-90% soli, nikako ne sme da se vrati u more!!! Ovako velika koncentracija soli je ubitačna za sva morska živa bića! Umesto toga, ova prezasićena tečnost koristi se za dobijanje soli, isušivanjem u otvorenim solanama sa direktnim zračenjem Sunca. So je vazna industrijska sirovina!
4. Proizvodnja vodonika i sintetičkih goriva planirana je u ekvatorijalnom pojasu, na morskoj obali, gde solarne energije ima u izobilju.
5. Gotovi proizvodi, vodonik i sintetička goriva transportovaće se cevovodima i brodovima.
6. Sagorevanje vodonika i sintetičkih goriva u modifikovanim gorivnim motorima ne zahteva nikakvu novu tehnologiju – motor ostaje kakav je i bio.
7. Reciklaža vodonika je 100%, sagorevanjem pretvara se u vodu, ciklus se ponavlja neograničeno mnogo puta.
8. Gorivni motori izrađuju se od gvožđa i aluminijuma. Reciklaža gorivnih motora je 100%, ciklus se ponavlja neograničeno mnogo puta. Za razliku od baterije čija reciklaža još nije rešena.
9. Upotreba vodonika i sintetičkih goriva u saobraćaju jednaka je dosadašnjem procesu sa fosilnim gorivima: brzo punjenje i velika autonomija.

Zbog čega je vodonik ipak naišao na odbojnost kod političara i zelenih?

Razlog je kalkulacija energetske efikasnosti celog procesa dobijanja vodonika i njegove distribucije kao i energetska efikasnost njegovog sagorevanja u motoru. Energetska efikasnost celog procesa, od dobijanja vodonika pa do dobijanja pogonske sile na točku vozila, zaista je vrlo niska. Reakcija zelenih i stručnjaka koji se bave ovim problemom je uvek brzopleta sa zaključkom: „bolje je dobijenu struju sa samog početka procesa odmah upotrebiti za punjenje baterije nego investirati novu energiju i rad da bi se vodonik doveo u motor!“ Ovakva pojednostavljena „genijalnost“ zanemaruje sve moguće probleme koji opterećuju proizvodnju elektropogona:

• ekološki problemi pri iskopavanju litijuma i njegove pripreme za dalju industrijsku obradu;
• nestašica litijuma i svih drugih potrebnih materijala za bateriju i elektromotor;
• problemi sa eksploatacijom EV: velika težina baterije, akcioni radijus, dugo punjenje, broj punjača, opterećenje distributivne mreže, neukrotivi požari…
• problemi sa reciklažom baterija.

Primer opterećenja distributivne mreže:

• Broj automobila: u ovom momentu u Evropi ima 342 miliona putničkih automobila.
• Kapacitet baterije: kreće se u rasponu od 30 do 100 kWh. Kao prosečnu vrednost uzimam 60 kWh.
• Ako se svaki auto puni tek svaki treći dan, potrebna dnevna količina struje biće po autu 60 : 3 = 20 kWh.
• Ukupna dnevna količina struje za punjenje automobilskih baterija bice: (20 kWh) x (342 miliona automobila) = 6.840 miliona kWh dnevno, odnosno 6,84 milijardi kWh dnevno.
• Aktuelno se u Evropi proizvodi dnevno 7,23 TWh, odnosno 7,23 milijardi kWh dnevno.
• Za sve ostale civilizacijske potrebe u Evropi stoji na raspolozenju samo 7,23 – 6,84 = 0,39 milijardi kWh dnevno. Sa tom količinom energije treba da se pokriju potrebe industrije, domaćinstava i teretnog transporta koji ovde nije ušao u obračun.
• Zaključak: za potpuno elektrifikovanu civilizaciju na današnjem nivou biće potrebno da se proizvodnja struje najmanje utrostruči!

Neodoljivo se nameće zaključak da je apsolutno svrsishodno da se energetske potrebe civilizacije podmire iz različitih izvora, upravo da bi se spečila zavisnost samo od jednog vida energije. Do sada se pokazalo da sa aktuelnom tehnologijom proizvodnje električne energije iz OIE ne može da se vrši stabilno snabdevanje. U prevodu, kao balans treba da postoje veliki termički ili hidro kapaciteti.

Broj putničkih automobila u Evropi

Ekološki vodonik iz Afrike

Pre donošenja bilo kakvih važnih odluka u vezi proizvodnje vodonika, nemačka savezna vlada poručila je kod nekoliko stručnih instituta studiju sa analizom moguće realizacije proizvodnje vodonika na teritoriji Afrike. Studija nosi naziv „H2ATLAS AFRICA“ U izradi ove studije učestvovali su predstavnici svih afričkih zemalja koje su pokazale interes da se proizvodnja vodonika organizuje na njihovom tlu. Rezultat studije je u celosti pozitivan, to jest na priobalnom području Afrike moguće je izgraditi vise nego dovoljno kapaciteta za trajnu ekološku proizvodnju vodonika. Transport vodonika zavisi od udaljenosti mesta proizvodnje do EU – vodonik proizveden na severnom delu afričkog kontinenta biće transportovan cevovodima, sa ostalih proizvodnih mesta biće transportovan brodovima. Za tu svrhu biće korišćeni brodovi kojima se danas transportuje zemni gas.

Na donjim slikama je kompjuterski prikaz jednog postrojenja planiranog za Namibiju.

Prve pozitivne reakcije privrede

Industrija je vrlo brzo prihvatila inicijativu nemačke vlade da fosilna goriva zameni vodonikom, tačnije vodonik je predlog industrije i nauke kao jedino gorivo koje može da razvije visoke temperature, do 2.500°C.

Vodonik u saobraćaju naišao je na otpor zelenih, koji se oslanjaju na teorijsku analizu energetske efikasnosti dobijanja i upotrebe vodonika za pogon vozila. Političarima je bilo potrebno nekoliko godina da bi se oslobodili ovog negativnog ubeđenja! Najzad je i ova prepreka uklonjena, tako da su Ursula i njen komitet sada otvoreni za alternative.

Ova neodređena situacija u vezi upotrebe vodonika u saobraćaju stvorila je između prizvođača-distrubutera vodonika i proizvođača vozila jednu dugu pat-poziciju: distributeri čekaju na proizvođače a proizvođači na distributere, ko će prvi da krene u investicije. Izgleda da je i ova prepreka prevaziđena: veliki distributer vodonika „H2 Mobility“ pre neki dan najavio je izgradnju 50 novih stanica za snabdevanje vozila vodonikom na nemačkim magistralnim putevima. Pored novih stanica, za vodonik će biti prerađene već postojeće stanice za benzin, dizel i gas.

Protivnici ekoloških projekata

Najveći protivnici velikih ekoloških projekata su – zeleni! Oni su protiv vodonika, protiv vetrenjača i protiv dalekovoda! Njihova intelektualna nesposobnost da sami sebi definišu prioritete – da li spasavamo planetu Zemlju ili nekoliko ribica, ptica i mrave, pitanje je sad! Posledica sasvim otvorenog demokratskog sistema, u kome svako, pismen ili nepismen, ima pravo da nešto kaže, zahteva i odlučuje, jeste ovakva pat-pozicija u kojoj zeleni izgledaju kao pas koji pokušava da ujede svoj rep! Problem je konačno došao do EU parlamenta, tako da se sada ubrzano sprema zakon kojim će se regulisati ovakve paradoksalne situacije.

Priredio: Vladimir Matijašević

Izvor

(327)