Vodik je priložnost za zeleno transformacijo, a izzivov ne manjka
Vlogo vodika pri transformaciji slovenske energetike je predstavil profesor na ljubljanski ekonomski fakulteti in partner v družbi Grant Thornton Advisory, Jože P. Damijan. Uvodoma je opozoril na variabilnost proizvodnje električne energije iz obnovljivih virov ter vprašanje njene integracije v industrijski sektor.
Tehnoloških alternativ fosilnim gorivom je malo. Proizvodnja vodika z elektrolizo, ki jo poganja obnovljiva energija, je lahko alternativa za dolgoročno shranjevanje električne energije. Vodik se lahko uporablja za ustvarjanje rezervne energije za obdobja, ko je povpraševanje veliko, proizvodnja obnovljivih virov energije pa nizka in vodik je lahko tudi zamenjava za goriva v prometu in za zemeljski plin v industriji.
Trenutno se več kot 99,9 odstotka vodika od skupne proizvodnje (leta 2021) 94 milijonov ton proizvede iz fosilnih goriv, med tem ko z elektrolizo vode samo 0,04 odstotka. Tudi povpraševanje po njem je praktično v celoti za namene tradicionalne rabe, in sicer 55 odstotkov povpraševanja prihaja iz kemične industrije in 45 odstotkov iz rafinerij. Samo 0,1 odstotka vodika je bilo leta 2022 porabljenega za alternativne namene v industriji, v transportu, gorivnih celicah, za proizvodnjo električne energije, za hranilnike.
V skladu s strategijo brezogljične družbe do leta 2050 je cilj, da do leta 2030 dosežemo šest odstotkov porabe energije iz vodika, kar pomeni več kot 150 milijonov ton na leto. Pri čemer naj bi skoraj 40 odstotkov izviralo iz novih aplikacije.
Draga proizvodnja in možnosti pridobivanja
V povezavi s tem je Jože P. Damijan opozoril na več izzivov alternative rabe vodika, ki naj bi opravil vlogo kot hranilec energije iz viškov zelene energije ali kot nadomestek za fosilna goriva. Prvi izziv je cena vodika, ki je odvisna od cene vhodne električne energije, stopnje izkoriščenosti elektrolizerjev in od stroška tehnične opreme, vključno z infrastrukturo, ki jo je treba še zgraditi.
Drugi izziv je vprašanje izgub pri pretvorbah energije, najprej ga je treba pridobiti iz električne energije in ga nato pretvoriti v metan in nazadnje v električno energijo. Izgube pri tem so od 50 do 75 odstotkov, je opozoril Damijan. Tretji izziv so viški električne energije in njihovo shranjevanje in nenazadnje, cene fosilnih goriv. »Izkušnje iz preteklosti so, da ob padcu teh cen vodik postane manj zanimiv,« je spomnil.
Najbolj ključen dejavnik je torej ekonomika vodika. Ključno je, ali ga je mogoče proizvajati po konkurenčnih cenah. Analize pokažejo, da je proizvodnja najcenejša, če ga proizvajamo iz obstoječih jedrskih elektrarn. Privlačen vir proizvodnje je iz sončne energije, cena te proizvodnje pa je odvisna od tega, kje jo proizvajamo. V Evropi so sončne elektrarne manj izkoriščene kot v nekaterih drugih delih sveta, in sicer v povprečju 14–17 odstotkov, če bi vodik pridobivali iz novih jedrskih elektrarn, bi bila cene energije primerljiva tisti, ki prihaja iz fosilnih goriv, če bi jo za proizvodnjo vodika jemali iz omrežja, bi bila popolnoma nekonkurenčna je povzel Damijan.
Analiza cen vodika, proizvedenega na podlagi sončnih elektrarn v Sloveniji je pokazala razliko, ali je proizvodnja iz vseh obstoječih sončnih elektrarn ali iz namenskih otočnih sončnih elektrarn. Druga možnost je ustreznejša, podvoji se namreč stopnja izkoriščenosti elektrolizerjev. Tudi v primeru Slovenije se izkaže, da bi bila najcenejša proizvodnja vodika iz obstoječe jedrske elektrarne, če bi ji po vzpostavitvi drugega bloka podaljšali rok delovanja.
Drugi vidik konkurenčnosti vodika je tudi glede na to, kje ga uporabljamo, ali kot nadomestek fosilnih goriv v transportu, ali v industriji.
Ključni izzivi
»Pomembno je, da smo si začrtali smer na področju uporabe vodika, tudi če za zdaj nimamo dovolj viškov energije, s katerimi bi ga lahko proizvajali. Sistematično moramo zagotavljati viške iz obnovljivih virov in hkrati usmeriti vse aktivnosti v smer, da bi vodik lahko postal energent prihodnosti. Pomeni, da moramo graditi infrastrukturo, tudi za namene uvoza, potrebujemo tudi skladišče,« je v prihodnost pogledal Jože P. Damijan in izpostavil trenutno še zelo drag transport vodika. Vodik je lahko energent prihodnosti, so pa pred nami veliki izzivi, ki jih lahko premagamo, moramo pa biti aktivni na tem področju.
Jedrska energija eden od odgovorov na potrebe
Jean Rondard mednarodni izvršni direktor pri Diot-Siaci je govoril o tem, kako pospešiti energetski prehod, kaj se lahko naučimo iz francoskega jedrskega programa.
Povpraševanje po energiji strmo narašča, je opozoril. V zadnjih 70 letih so se letne potrebe povečale iz 20.000 na 160.000 teravatnih ur, samo v zadnjih nekaj več kot 20 letih se je poraba podvojila, kaže poročilo o svetovni energiji za leto 2023, ki ga objavlja Energy Institute. Pri tem poraba ne upošteva neučinkovitosti pri proizvodnji fosilnih goriv. V strukturi porabljene energije po podatkih za leto 2022 največje in približno enakovredne deleže predstavljajo premog, nafta in plin (po približno 45.000 teravatnih ur), sledi tradicionalna biomasa (10.000 teravatnih ur), obnovljivi viri energije skupaj trenutno prispevajo 10.000 teravatnih ur, največ hidroelektrarne in jedrske elektrarne.
K povečevanju potreb po energiji prispevata tako sodoben način življenja kot gospodarska rast, je dejal Jean Rondard, zato ni možnosti, da bi se ta rast zmanjšala. Ob tem je pomembna tudi kakovost energije, težava pa je, da fosilni viri, iz katerih jo večinsko pridobivamo zdaj, niso neskončni, potrebujemo alternativne vire. Ena od možnosti je jedrska energija. V Franciji imajo 56 jedrskih reaktorjev, ki prispevajo tri četrtine ustvarjene elektrike v državi in zagotavljajo energijo pol milijona gospodinjstvom.
»Če hočemo pospešiti prehod, je smotrno, da se učimo iz izkušenj drugih,« je poudaril in dodal, da so v Franciji postopoma skrajšali čas izgradnje jedrskih elektrarn iz šest na pet let – te so aktivno gradili do prehoda v novo tisočletje, sledilo je desetletno obdobje upočasnitve zaradi vsesplošnega menja o jedrski energiji in njihove varnosti v svetu. »Potrebe po energiji so vedno večje, v Franciji smo se odločili, da nadaljujemo z gradnjo velikih elektrarn z močjo 1600 megavatov, na drugi strani spodbujamo majhne modularne reaktorje, katerim se moč šteje v tisočih megavatih.
Pri gradnji jedrskih elektrarn govorimo o štirih elementih. To je povpraševanje, ki po prepričanju Jeana Rondarda zagotovo bo. Bo pa za to potrebno financiranje, pri čemer je negativni faktor visoka obrestna mera. »Pomembno je tudi, da se pri gradnji upošteva celoten ekosistem, od varnosti do kadrovskega vidika,« je dejal in opozoril, da je desetletje upočasnitve na področju jedrske energije pomembno vplivalo na kadrovsko sliko strokovnjakov. Na tem področju se v Franciji ukvarjajo z velikimi izzivi, manjkajo kompetence, vendar pa država velike napore vlaga v razvoj izobraževanja.
