Hydrogen øker i energiovergangen, men det kan bli oversolgt

Det vi visste fra før.

Følgende aspekter av hydrogen har blitt utforsket tidligere.

Rystad Energi spådde for to år siden at flytende hydrogen vil finne en plass ved 2050-bordet, men kun utgjøre 7 % av den totale rene energien som trengs. Disse 7 % er en nisje med rent drivstoff for luftfart, havfartøyer og sement- og stålindustri som er vanskelig å redusere.

Flytende hydrogen har to store fordeler: en, energien er inneholdt i en tett form. For det andre brenner det i luft til vann uten karbonutslipp.

Hydrogen er godt egnet for produksjon av store olje- og gasselskaper fordi de allerede vet hvordan de skal produsere og distribuere en annen gass – naturgass – og de har dype lommer.

Det vi vet nå.

DNV i sin årsrapport¹ ved utgangen av 2022 anslått at flytende hydrogen vil fylle bare 5 % (ikke 7 %) av ren energibehov innen 2050.

Som Bloomberg Green har skrevet, er det grunner til at hydrogen ikke har blitt mainstream ennå, slik vind og sol har gjort. En er kostnad: grønn produksjon ved elektrolyse av vann er dyrt og elektrolyse er en ineffektiv teknologi.

For det andre er blått hydrogen ikke klimavennlig. Mens det er billigere enn grønt hydrogen, krever blått hydrogen energi for å produsere og bryte ned metan til hydrogen pluss CO2, og CO2 må deponeres, vanligvis ved CCS (karbonfangst og -lagring). Begge ender av hydrogenproduksjonskjeden demper de "rene" i dette hydrogenalternativet.

Tre, de fleste maskiner og industrier er ikke tilpasset til å bruke hydrogen. Det er en ekstra kostnad å rigge opp en konvensjonell bil for å brenne hydrogen i stedet for bensin, eller å tilpasse maskiner i en industributikk for å brenne hydrogen i stedet for naturgass.

Hydrogen passer naturlig for olje- og gasselskaper på grunn av deres store erfaring innen naturgass, men også fordi de gjorde enorme overskudd i 2022, og har råd til å ta en risiko på nye satsinger.

Dystre kostnadsspådommer for hydrogen.

En fersk artikkel gir utdrag fra DNVs Energy Transition Outlook¹ 2023. Hovedpoengene er:

· Å nå 5 % av den globale etterspørselen etter ren energi innen 2050 vil koste over 7 billioner dollar for produksjon inkludert nye ammoniakkterminaler pluss rørledninger.

· Mesteparten av hydrogenet vil bli brukt i produksjonen.

· Hydrogen og ammoniakk vil til sammen utgjøre omtrent halvparten av det globale fraktdrivstoffet, en av kategoriene som er vanskelig å redusere.

· Mer enn 50 % av globale hydrogenrørledninger vil bli gjenbrukt fra naturgassrørledninger.

· Latin-Amerika og Midtøsten og Nord-Afrika vil bli eksportører av hydrogen eller ammoniakk ettersom de har store territorier tilgjengelig for fornybare energier som vind og sol for å lage hydrogen ved elektrolyse.

· I Europa vil store land som Tyskland, Frankrike og Spania ha 2030-mål på 4-6.5 Gw innenlandsk hydrogenproduksjon.

· Storbritannia med sitt store nettverk av gassrørledninger vil kunne bytte fra naturgass til hydrogen.

· EU-planer inkluderer 6 Gw elektrolysatorkapasitet innen 2024, opp til 40 Gw innen 2030.

Blir hydrogen oversolgt?

Så blir hydrogen oversolgt? Selv om hydrogendrivstoff skaper mer spenning enn sol eller vind, er 7 % av totalprognosen for ren energi for hydrogen i 2050 en ganske liten prosentandel av totalen. Legg til dette de overdrevne kostnadene som er spådd for å bringe hydrogen på nettet, gjør det fristende å innrømme at hydrogen blir oversolgt som et rent drivstoff for 2050.

La oss ta en titt på hydrogenaktiviteter i noen få land, hvorav noen olje- og gassindustrien er involvert i.

Hydrogenplaner i EU (EU) kontra USA

Total global produksjon av hydrogen er om lag 90 millioner tonn per år nå. IEA (International Energy Agency) spår at dette vil måtte øke til 180 millioner tonn per år innen 2030 for å oppnå netto null karbonutslipp innen 2050.

Nesten alt av ca. 10 millioner tonn per år hydrogen som produseres nå i USA, brukes av industrien til å raffinere petroleum, behandle metaller, produsere gjødsel og bearbeide matvarer.

Men mesteparten av dagens produksjon, 99 %, er blått hydrogen som ikke er karbonfritt, som beskrevet tidligere. Grønt hydrogen produseres ved elektrolyse av vann og er stort sett karbonfritt, hvis det drives av fornybar elektrisitet.

EU har vært raskt ute med å tilpasse seg elektrolyse for grønt hydrogen, stort sett karbonfritt. Men EU har vært treg til å svare på de massive hydrogeninvesteringene gitt av den amerikanske inflasjonsreduksjonsloven (IRA) som styrer hele 369 milliarder dollar til programmer for grønn energi.

Globalt, heter det i artikkelen, har bare 1 % av planlagte hydrogenprosjekter, som beløper seg til 1 Tw (Terrawatt), begynt å bygge. Omtrent en fjerdedel av dette vil 269 Gw (Gigawatt) være online innen 2030. Veksten vil føles som en revolusjon, siden dagens hydrogenproduksjon kun er 0.45 Gw.

Den anslår også at kostnadene for grønt hydrogen vil falle fra 6-8 euro/kg i dag til under 3 euro/kg innen 2050.

Hydrogenknutepunkter i USA

I tillegg til de vanlige fordelene med infrastrukturkonsentrasjon, er konseptet med hydrogenknutepunkter å oppveie faren og kostnadene som påløper ved transport av hydrogen, som er svært brennbart, over store avstander.

Den amerikanske kongressen bevilget 8 milliarder dollar fra Infrastructure Act av 2021 til DOE (Department of Energy) for å støtte minst fire demonstrasjonsprosjekter som involverer hydrogenprodusenter, sluttbrukere og infrastrukturen som forbinder dem. DOE har allerede finansiert iøynefallende 400 prosjekter innen hydrogen av universiteter, nasjonale laboratorier og industri, og de nye knutepunktene vil støtte seg på denne informasjonen.

Søknader om full finansiering forfaller i april 2023. Fire private allianser, samt mange statlige myndigheter alliert med industri, og noen alliert med andre stater, har søkt. Den opprinnelige DOE-finansieringen skal ikke overstige 1.25 milliarder dollar per hub, som er en enorm sum penger. De forventer å velge 6-10 regionale knutepunkter med en samlet finansiering på 6-7 milliarder dollar.

En hub kalles HyVelocity Hub sentrert langs den amerikanske gulfkysten, og organisert av Chevron
CVX
og flere private selskapspartnere inkludert ExxonMobil
XOM
og Mitsubishi. De ville utnytte et nettverk av 48 hydrogenproduksjonssentre (det største i verden) pluss 1,000 miles med dedikerte hydrogenrørledninger langs kysten av Louisiana og Texas.

Et mål er å løse DOEs utfordring, kalt Hydrogen Shot, med å lage 1 kg hydrogen mens det slipper ut mindre enn 2 kg karbondioksid. Et annet mål er å redusere kostnadene for hydrogen med 80 % - til $1/kg innen 10 år.

Programmer som de ovennevnte har fanget oppmerksomheten til industrien på tvers av amerikanske skattefradrag som tilbys av IRA, kan generere 100 milliarder dollar i ren hydrogenproduksjon – på toppen av de 8 milliarder dollar som kongressen bevilget fra infrastrukturloven.

Andre hydrogenhuber som må overvåkes har blitt oppsummert veldig kort av Reuters Events². Listen deres inkluderer:

Trans Permian og Horizons Clean Hydrogen Hub: har sterk kobling til West Texas olje og gass.

HyBuild Los Angeles

HyGrid-prosjektet

HALO Hydrogen Hub: Delstatene Arkansas, Louisiana og Oklahoma har en lang historie med produksjon og transport av olje- og gassvæsker.

Advanced Clean Energy Storage-huben

Southwest Clean Hydrogen Innovation Network

Southeast Hydrogen Hub

De fleste av disse prosjektene involverer energiselskaper eller non-profit by- eller statlige sponsede prosjekter, og mange har bygget inn universitetsstøtte.

DOEs utlysning av prosjekter mottok 79 søknader², men bare 33 av disse ble invitert til å gå videre til formelle søknader innen april 2023. Det endelige utvalget av mindre enn 10 knutepunkter vil være i andre halvdel av 2023.

Det er tydelig at interessenter over hele landet har fanget hydrogenvisjonen. USA har forpliktet seg til en hydrogenfremtid og ønsker å lede verden i denne overgangen.

I en fremtidig artikkel vil vi beskrive aktivitetene til bestemte olje- og gasselskaper innen hydrogenproduksjon.

Takeaways

Hydrogenvisjonen er ambisiøs - fordi den er vanskelig å produsere, farlig å lagre og transportere og dyr.

Lavkarbonversjonen av hydrogen kalles grønt hydrogen, som er dyrt, fordi det er en ineffektiv prosess basert på elektrolyse av vann. I hovedsak er all den nåværende hydrogenproduksjonen blå hydrogen, men dette har ulemper med høy karbon i begynnelsen og slutten av generasjonsprosessen.

Men hydrogen er ikke en sølvkule. En hydrogenindustri kan ta en stor bit av de 5–7 % vanskelige utslippene av verdens energi innen 2050, men den største delen av de totale utslippene gjenstår fortsatt: 93–95 %.

Referanser.

1. DNV, Energiomstillingsutsikter 2022, Oktober 13, 2022.

2. Reuters-hendelser: Hydrogenstatene i Amerika, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5. april 2023.pd