Gazele lichefiate au salvat Europa în această iarnă, dar nu sunt cheia miraculoasă pentru ambițiile Europei privind decarbonizarea. Hidrogenul rămâne și el un deziderat

Promisiunile politice că noile terminale de GNL pot fi schimbate pentru transportul de hidrogen vor rămâne probabil neîndeplinite, arată o analiză Energy Monitor.

Unul dintre numeroasele efecte de amploare ale invaziei Ucrainei de către Rusia a fost apariția unei serii de anunțuri ale guvernelor din Europa privind construirea de noi terminale de gaz natural lichefiat (GNL) și conturarea unui planul ambițios de a elimina treptat importurile de gaze rusești. Potrivit GlobalData, compania-mamă a Energy Monitor, există în prezent 32 de terminale GNL planificate sau în construcție în Europa. Acestea includ două în Irlanda, trei în Italia, cinci în Grecia și opt în Germania.

Chiar dacă securitatea energetică a devenit o prioritate cheie a politicii în 2022, planurile de expansiune a GNL au fost criticate în unele privințe ca fiind inutile și incompatibile cu planul UE de a atinge emisii nete de gaze cu efect de seră până în 2050. ONG-ul Food & Water Action Europe a punctat în primăvara anului 2022, că între ianuarie 2021 și ianuarie 2022, doar 40% din capacitatea terminalelor de GNL din UE a fost utilizată, punând la îndoială necesitatea de a construi mai mult.

Institutul pentru Economie Energetică și Analiză Financiară a susținut că importurile de GNL ar fi mai scumpe decât stimularea surselor regenerabile interne, iar prețurile și furnizarea viitoare de GNL ar rămâne imprevizibile.

După cum s-a dovedit, UE a reușit să stimuleze suficient importurile de GNL în această iarnă, fără noi terminale majore de GNL, chiar dacă Rusia a redus în mod semnificativ aprovizionarea cu gaze.

Cu toate acestea, națiunile europene continuă să planifice și să construiască noi terminale GNL, iar un alt mod prin care guvernele justifică proiectele este posibilitatea ca acestea să poată fi într-o zi modernizate pentru a importa hidrogen „verde” lichefiat. Cancelarul german Olaf Scholz a susținut în special acest caz, iar în august 2022, s-a anunțat că Germania și Canada intenționează să stabilească un coridor transatlantic de aprovizionare cu hidrogen, care să permită companiilor germane să importe hidrogen verde produs din surse regenerabile canadiene.

În ianuarie 2022, primul transport de hidrogen lichefiat din lume a călătorit între portul Hastings din Victoria, Australia și Kobe, Japonia, marcând o piatră de hotar semnificativă în proiectul pilot pentru lanțul de aprovizionare cu energie cu hidrogen (HESC) din Australia și, potențial, semnalând un nou era aprovizionării transoceanice cu energie.

„Lichefierea hidrogenului conduce la diminuarea volumului acestuia cu 1/800, ceea ce este ideal pentru comerțul transoceanic”, a declarat un purtător de cuvânt al HESC pentru Energy Monitor. „Realizările de până acum ne dau încredere că producerea hidrogenului în Valea Latrobe din Victoria și exportul lui în Japonia este posibilă din punct de vedere tehnic și va fi viabilă din punct de vedere comercial.”

Cât de realistă este totuși o extindere globală?

Este posibil ca terminalele GNL să joace un rol în transportul și stocarea hidrogenului lichefiat care este comercializat la nivel internațional? Dovezile sugerează că ambele rezultate sunt puțin probabile.

Lichefierea gazelor naturale și transportul lor într-un tanc la -162°C timp de mii de kilometri peste ocean rămâne o minune tehnică chiar dacă sutele de milioane de tone care sunt transportate în acest fel în fiecare an fac ca procesul să pară obișnuit.  Cu toate acestea, lichefierea și transportul hidrogenului este și mai complexă. Moleculele de hidrogen sunt semnificativ mai mici decât moleculele de metan, ceea ce face ca gazul să fie mult mai susceptibil de scurgeri, ceea ce înseamnă că necesită rezervoare și conducte de stocare mai robuste. Punctul de fierbere al hidrogenului este, de asemenea, semnificativ mai scăzut, -250°C, ceea ce înseamnă că este necesară mult mai multă energie pentru a-l răci, iar conductele și rezervoarele de stocare trebuie, de asemenea, mult mai bine izolate.

Agenția Internațională pentru Energie (IEA) notează în Global Hydrogen Review 2022 că lichefierea și stocarea hidrogenului sunt „tehnologii mature care au fost folosite de zeci de ani”. De exemplu, hidrogenul lichefiat a fost mult timp combustibilul ales pentru rachetele folosite de NASA. Cu toate acestea, navele pentru transportul hidrogenului lichefiat „nu sunt încă disponibile comercial”, adaugă AIE.

Într-adevăr, proiectul pilot de la Australia la Japonia menționat mai sus a costat 500 de milioane de dolari, iar viabilitatea comercială nu a fost încă determinată. Mai mult, hidrogenul transportat a fost produs prin reacția oxigenului și cărbunelui la presiuni înalte – spre deosebire de electroliză care folosește energie regenerabilă – iar preocupările privind siguranța hidrogenului sunt justificate după ce un incendiu a izbucnit pe navă în timpul încărcării.

Din aceste motive, Michael Liebreich, consultant energetic și fondator al companiei de cercetare BloombergNEF, consideră că promisiunile politice ale unui lanț comercial de aprovizionare cu hidrogen lichid sunt „incredibil de necinstite”.

„Hidrogenul este un gaz total diferit de gazul natural”, a spus el pentru Energy Monitor.

„Nu este ca în cazul în care eram cu energia solară și eoliană acum 20 de ani, unde problema comercială era legată de știința materialelor și de producție. Cu hidrogenul, este o chestiune de termodinamică, nu de tehnologie. Nu suntem pe cale să schimbăm proprietățile fizice ale hidrogenului, care fac atât de dificil transportul acestuia cu nave.”

Lichefierea moleculelor de hidrogen pur nu este singurul mijloc prin care hidrogenul poate fi transportat în nave: poate fi, de asemenea, amestecat cu azotul și transportat sub formă de amoniac sau combinate cu un compus organic cunoscut sub numele de purtător de hidrogen organic lichid (LOHC). Cu toate acestea, există și îndoieli serioase cu privire la viabilitatea acestor tehnologii.

Amoniacul este o opțiune mai convenabilă, deoarece trebuie doar răcit la -33°C pentru a fi lichefiat pentru transport și aproximativ 20 de milioane de tone de amoniac sunt deja transportate în fiecare an, existând 195 de terminale de amoniac în mai mult de 120 de porturi din întreaga lume. Cu toate acestea, convertirea amoniacului înapoi în hidrogen se face cu un consum mare de energie (aproximativ 30% din conținutul de energie al amoniacului) și ar necesita cantități uriașe de energie curată pentru a elimina emisiile rezultate din acest process.

Situația este similară pentru LOHC care nu necesită răcire pentru pentru a fi transportat, dar reacțiile chimice necesare pentru hidrogenarea și dehidrogenarea moleculei înghit în jur de 35-40% din conținutul energetic al hidrogenului transportat, spune AIE.

În întreaga lume au loc teste de transport și de cracare a amoniacului și a LOHC (pentru a reextrage hidrogenul).
În Marea Britanie, de exemplu, Proiectul Tyseley Ammonia to Green Hydrogen a primit o finanțare publică de 6,7 milioane de lire sterline pentru a construi o unitate demonstrativă de cracare a amoniacului pentru a furniza hidrogen unei stații de realimentare din Birmingham. Între timp, în Singapore, cinci companii – Sembcorp, City Energy, PSA, Jurong Port și Singapore LNG – au semnat un acord cu giganții industriali japonezi Chiyoda și Mitsubishi pentru a evalua fezabilitatea tehnică și comercială a importului de LOHC. Consorțiul își propune să comercializeze pe deplin tehnologia până în 2030.

Cu toate acestea, experții cu care a vorbit Energy Monitor sunt sceptici că acești transportatori vor fi în cele din urmă principalul mijloc prin care este transportat hidrogenul.

Proprietățile fizice contrastante ale gazului natural și ale hidrogenului înseamnă că transformarea terminalelor de GNL din lume în terminale pentru hidrogen va fi probabil o provocare foarte complexă, dacă nu de netrecut.

Potrivit AIE, un rezervor de hidrogen lichefiat la o instalație de lichefiere sau regazeificare ar necesita izolație cu rezistență termică de zece ori mai mare decât pentru GNL, reprezentând o provocare majoră de modernizare și, probabil, însemnând că ar fi mai economic să construim pur și simplu un nou rezervor. La terminalele GNL, rezervoarele reprezintă aproximativ jumătate din investiții – astfel încât efectuarea ajustărilor necesare ale rezervorului pentru a primi hidrogen lichid ar implica costuri suplimentare semnificative.

AIE adaugă că un rezervor de hidrogen lichefiat nou construit ar putea stoca cu 60% mai puțină energie decât un rezervor de GNL de aceeași dimensiune. Ar necesita, de asemenea, măsuri de siguranță sporite, având în vedere că azotul și oxigenul din aer – cu punctele de fierbere respective de -196°C și -183°C – sunt expuse riscului de condensare, ceea ce nu este cazul într-un rezervor care conține GNL, care are un punct de fierbere mai mare.

În 2022, directorii generali ai 31 de companii europene de infrastructură de gaze au prezentat Comisiei Europene un angajament de a stabili coridoare de aprovizionare cu hidrogen până în 2030. Cu toate acestea, experiența practică a conversiei hidrogenului rămâne foarte limitată: singurul exemplu este o conductă reutilizată de 12 km în Țările de Jos.