Ε.Ε.: Ανανεώσιμο υδρογόνο με ηλεκτρολυτικές κυψέλες
Το ανανεώσιμο υδρογόνο αναδύεται ταχέως ως μία από τις κορυφαίες καθαρές εναλλακτικές λύσεις στα ορυκτά καύσιμα. Χάρη στην υποστήριξη του Ταμείου Καινοτομίας, το έργο TopSOEC στοχεύει στην προώθηση της μεγάλης κλίμακας παραγωγής του ευρωπαϊκού ανανεώσιμου υδρογόνου με ενεργειακά και οικονομικά αποδοτικό τρόπο.
Καθώς ο κόσμος μετατοπίζεται προς ένα βιώσιμο μέλλον, η εστίαση στην αύξηση της παραγωγής υδρογόνου έχει τεθεί στο επίκεντρο σημαντικών διεθνών εκδηλώσεων, από την τελευταία Διάσκεψη των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική Αλλαγή, COP 28.στην ομιλία της Προέδρου της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Ursula von der Leyen για την κατάσταση της Ένωσης το 2023.
Παρά το γεγονός ότι είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν μας, το δυναμικό του υδρογόνου παραμένει σε μεγάλο βαθμό αναξιοποίητο. Η ευελιξία του υδρογόνου του επιτρέπει να αποθηκεύει ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και να ενεργεί ως φορέας ενέργειας, καύσιμο και πρώτη ύλη. Ωστόσο, το 2022 το υδρογόνο αντιπροσώπευε λιγότερο από το 2 % της κατανάλωσης ενέργειας της Ευρώπης και το 96 % των εν λόγω όγκων παρήχθη κυρίως με τη χρήση ορυκτών καυσίμων, με αποτέλεσμα σημαντικές εκπομπές CO 2.
Με επιχορήγηση ύψους 94 εκατ. ευρώ από το Ταμείο Καινοτομίας, το έργο TopSOEC θα κατασκευάσει το πρώτο εργοστάσιο ηλεκτρολυτικών κυψελών ηλεκτρολυτικών κυψελών στερεού οξειδίου της Ευρώπης (SOEC). Το εργοστάσιο αυτό θα διευκολύνει τη μαζική παραγωγή ηλεκτρολυτικών κυψελών και θα αυξήσει τις δυνατότητες παραγωγής ανανεώσιμου υδρογόνου για τομείς σε ολόκληρη την Ευρώπη.
Τέλος, το έργο αποσκοπεί στη μείωση του κόστους του ανανεώσιμου υδρογόνου, συμβάλλοντας έτσι στην προσέγγιση της ΕΕ στον στόχο της να καταστεί κλιματικά ουδέτερη έως το 2050.
Ανανεώσιμο υδρογόνο και ο ρόλος του στην πράσινη μετάβαση της Ευρώπης
Το ανανεώσιμο υδρογόνο, το οποίο ταξινομείται ως «ανανεώσιμο καύσιμο μη βιολογικής προέλευσης (RFNBO)» σύμφωνα με τον κανονισμό της ΕΕ, είναι το καθαρό υδρογόνο που λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση.
Αυτή η διαδικασία παίρνει νερό και διαχωρίζει το υδρογόνο από τα μόρια οξυγόνου χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Στην περίπτωση του ανανεώσιμου υδρογόνου, η ηλεκτρόλυση τροφοδοτείται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή ή η αιολική, πράγμα που σημαίνει ότι η παραγωγή του προκαλεί μηδενικές εκπομπές άνθρακα.
Το υδρογόνο μπορεί να υποκαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα σε ενεργοβόρους τομείς, όπως ο χάλυβας και οι χημικές ουσίες. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καθαρό καύσιμο, άμεσα ή μέσω παράγωγων προϊόντων όπως η μεθανόλη, η αμμωνία ή άλλα συνθετικά καύσιμα για τους τομείς των μεταφορών μεγάλων αποστάσεων, όπως η αεροπορία και η ναυτιλία.
Ενώ το ανανεώσιμο υδρογόνο έχει σημαντικά πλεονεκτήματα, το κόστος παραγωγής στην Ευρώπη είναι σήμερα υψηλό. Η ταχεία δράση για τη μείωσή τους είναι απαραίτητη για την επίτευξη του στόχου της ΕΕ για κλιματική ουδετερότητα και των στόχων που περιγράφονται στο σχέδιο REPowerEU, και αυτό είναι το σημείο όπου τίθεται σε εφαρμογή η TopSOEC.
Εισαγωγή της TopSOEC
TopSOEC, ένα πρωτοποριακό έργο από τη δανική εταιρεία Topsoeέχει θέσει ως στόχο την επανάσταση στην ευρωπαϊκή παραγωγή ανανεώσιμου υδρογόνου, βελτιώνοντας σημαντικά την ενεργειακή απόδοση και τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας των ηλεκτρολυτικών κυψελών σε σύγκριση με άλλες στην αγορά.
«Η SOEC είναι η πιο αποτελεσματική τεχνολογία ηλεκτρολυτικών κυψελών στην αγορά μέχρι σήμερα», εξηγεί ο Jesper Juul da Silva Francisco, επικεφαλής του προσωπικού του CEO της Topsoe PtX. Αυτή η ηλεκτρολυτική κυψέλη λειτουργεί σε σημαντικά υψηλότερες θερμοκρασίες και χρησιμοποιεί τη λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια, ξεπερνώντας άλλες τεχνολογίες στην αγορά με έως και 30 % περισσότερη ενεργειακή απόδοση..
Η καινοτόμος ενεργειακή απόδοση της ηλεκτρολυτικής κυψέλης οφείλεται στην ικανότητά του να διοχετεύει απορριπτόμενη θερμότητα από κατάντη παραγωγή από διεργασίες παραγωγής αμμωνίας, μεθανόλης ή χάλυβα στην ηλεκτρολυτική κυψέλη, επιτρέποντας στην τιμή εξόδου για κάθε ηλεκτρόνιο να παράγει έως και 30 % περισσότερο υδρογόνο από τις τυπικές ηλεκτρολυτικές κυψέλες.
Λόγω του ανταγωνιστικού πλεονεκτήματος της TopSOEC έναντι των υψηλών ευρωπαϊκών τιμών ενέργειας, στόχος αυτού του έργου είναι να αυξήσει την κλίμακα του ανανεώσιμου υδρογόνου στη βιομηχανία, οδηγώντας έτσι το κόστος του σε ελκυστικό επίπεδο αγοράς.
Σε τροχιά που θα τεθεί σε λειτουργία στα τέλη του 2024, το εργοστασιακό κέλυφος της SOEC Stack Module ολοκληρώνεται και επί του παρόντος εγκαθιστά εξοπλισμό. Η αρχική παραγωγική ικανότητα θα είναι 500 μεγαβάτ (MW) ηλεκτρολυτικών κυψελών SOEC και προβλέπεται να αυξηθεί σε ετήσια παραγωγή 1,4 γιγαβάτ (GW) μετά το 2031.
Η πρώτη εργοστασιακή παραγωγή των ηλεκτρολυτικών κυψελών θα αποσταλεί σε χώρους πελατών το 2025, οι οποίοι αναμένεται να δουν τον πρώτο αντίκτυπο έως το τέλος του 2025 ή τις αρχές του 2026. Σε σύγκριση με το υδρογόνο που παράγεται από ορυκτά καύσιμα, το έργο TopSOEC θα αποφύγει τις εκπομπές περίπου 7,6 εκατομμυρίων τόνων CO 2 κατά την πρώτη δεκαετία λειτουργίας του, ή περίπου4,3 εκατομμύρια πτήσεις μετ’ επιστροφής μεταξύ Παρισιού και Νέας Υόρκης!
Ως Επικεφαλής Προσωπικού του Διευθύνοντος Συμβούλου, η τεχνογνωσία της Jesper έχει διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στην πλοήγηση των προκλήσεων και τελικά στην υποστήριξη της εταιρείας στο σημείο που βρίσκεται σήμερα. Παρ’ όλα αυτά, εξηγεί ότι η προετοιμασία αυτού του πρώτου εργοστασίου για επέκταση ήταν αποτέλεσμα σχεδόν 40 ετών εργασίας στην τεχνολογία SOEC της Topsoe και της λειτουργίας μιας μικρής κλίμακας πιλοτικής γραμμής παραγωγής πριν από την υποβολή αίτησης για στήριξη από το Ταμείο Καινοτομίας.
«Η Topsoe είχε αποφασίσει να κάνει το άλμα της πίστης και να κλιμακωθεί 100 φορές, καθώς πιστεύουμε ότι αυτός θα ήταν ο μόνος τρόπος για να φτάσει η καινοτόμος και ανώτερη απόδοση της SOEC στην αγορά — και να μειώσει το κόστος», λέει ο Jesper.
Ο χρόνος και η προσπάθεια που χρειάστηκε για να φτάσει σε αυτό το σημείο θα πρέπει να αξίζει τον κόπο, καθώς προβλέπεται να έχει θετικό αντίκτυπο σε τοπική και ευρωπαϊκή κλίμακα. Στο Herning της Δανίας, όπου βρίσκεται το εργοστάσιο, το έργο θα δημιουργήσει περίπου 200 άμεσες θέσεις εργασίας και πολλές έμμεσες θέσεις εργασίας σε τοπικές αλυσίδες εφοδιασμού, υποδομές οικοδόμησης και συντήρησης, και θα συνεργαστεί με τοπικά κολέγια και σχολές εμπορίου.
Η στήριξη της ΕΕ
Για την επίτευξη του στόχου της για κλιματική ουδετερότητα, η ΕΕ χρηματοδοτεί έργα αιχμής, όπως το TopSOEC, μέσω του Ταμείου Καινοτομίας. Χρηματοδοτούμενο μέσω της πώλησης δικαιωμάτων από το σύστημα εμπορίας εκπομπών της ΕΕ (ΣΕΔΕ της ΕΕ), το Ταμείο Καινοτομίας είναι ένα από τα μεγαλύτερα χρηματοδοτικά προγράμματα στον κόσμο για την ανάπτυξη μηδενικού ισοζυγίου και καινοτόμων τεχνολογιών στις χώρες του ΕΟΧ.
Σε αυτή την κρίσιμη στιγμή της επιτάχυνσης της εγχώριας ευρωπαϊκής παραγωγής υδρογόνου, η ΕΕ προωθεί την παραγωγή ανανεώσιμου υδρογόνου με πολυάριθμα μέσα που ορίζονται στη στρατηγική της ΕΕ για το υδρογόνο και στην οδηγία για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συμπεριλαμβανομένου του πλαισίου πολιτικής όπως προβλέπεται στο σχέδιο REPowerEU, στην Ευρωπαϊκή Τράπεζα Υδρογόνου και στην προσαρμογή στον στόχο του 55 %.
Καθώς η ΕΕ συνεχίζει να απομακρύνεται από τα ορυκτά καύσιμα, έργα όπως η TopSOEC θα συμβάλουν στην απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές και θα ανοίξουν το δρόμο για τη μετάβαση της Ευρώπης σε έναν τομέα καθαρής και βιώσιμης ενέργειας.