Londýn 3. apríla 2024 – Modrý vodík má zohrávať dôležitú úlohu v energetickom prechode, ale na odblokovanie investícií, uľahčenie obchodu a vybudovanie globálneho trhu s týmto nízkouhlíkovým palivom je potrebný jednotný medzinárodne uznávaný súbor noriem na certifikáciu jeho čistej výroby. Vo svojom diskusnom dokumente Sprístupnenie modrého vodíka pre nízkouhlíkovú budúcnosť z decembra 2023 to tvrdí saudskoarabské Centrum ropných štúdií a výskumu kráľa Abdullaha (King Abdullah Petroleum Studies and Research Center – KAPSARC). Téme sa venoval magazín Medzinárodnej plynárenskej únie (IGU) Global Voice of Gas (GVG).
Vodík je klasifikovaný ako modrý, keď sa vyrába zo zemného plynu parnou reformáciou metánu (SMR), pričom vzniknutý CO2 je zachytený a bezpečne uložený. KAPSARC poznamenáva, že technológie potrebné na výrobu modrého vodíka sú škálovateľné a technologicky vyspelé, bez potreby výrazných inovácií pre ich nasadenie. Naproti tomu vývoj veľkých elektrolyzérov na výrobu zeleného vodíka z vody „je stále v plienkach“, povedal Rami Shabaneh, výskumný pracovník centra a spoluautor správy, pre GVG.
„Modrý vodík môže umožniť rýchle a zásadné zníženie emisií, ktoré potrebujeme na splnenie cieľov do roku 2050,“ hovorí. „Nemôžeme jednoducho čakať, kým sa zelený vodík rozšíri. Modrý vodík však treba rozvíjať zodpovedne,“ zdôraznil.
Náklady a intenzita
Pred energetickou krízou stála výroba modrého vodíka 1,5 – 2,5 USD/kg v porovnaní so širokým rozsahom 3,1 – 9,0 USD/kg v prípade zeleného vodíka, vyplýva z údajov Medzinárodnej energetickej agentúry (IEA). Keď sa ceny zemného plynu v roku 2022 vyšplhali na rekordnú úroveň, výrobná cena modrého vodíka vzrástla na 5,3 – 8,6 USD/kg.
V každom prípade môže byť modrý vodík rozvíjaný rýchlejšie vďaka jeho technologickej vyspelosti a škálovateľnosti, podpore rozvoja vodíkovej infraštruktúry a podpore využívania vodíka, čím sa vytvorí trh pripravený na situáciu, keď bude zelený vodík dostupný vo veľkom rozsahu, poznamenáva KAPSARC.
Pokiaľ ide o to, aký čistý môže byť modrý vodík, na základe údajov IEA vodík vyrobený pomocou SMR so 60 % mierou zachytávania uhlíka dosiahnutou v existujúcich zariadeniach má za následok emisnú intenzitu 5 – 8 kg ekvivalentu CO2 na kg H2. Tá klesá na približne 1-6 kg s mierami zachytávania nad 90 %, pričom emisie z upstreamu a midstreamu tvoria väčšinu celkových emisií. KAPSARC tvrdí, že miera zachytávania presahujúca 90 % je uskutočniteľná, keď sa riešia emisie zo spalín produkovaných v procese spaľovania v peciach využívaných pri SMR, a že pokročilé technológie, ako je čiastočné oxidačná reformácia a autotermálna reformácia, môžu dosiahnuť mieru zachytávania viac ako 95 %.
Naproti tomu zelený vodík má rozsah intenzity 1-2 kg. Hoci dynamika čistého vodíka je na vzostupe, je dôležité, aby sa implementovali normy a certifikácie s cieľom vybudovania udržateľnej ekonomiky pre toto palivo.
Normy slúžia ako vopred definované kritériá alebo referenčné hodnoty pre hodnotu vodíka pri znižovaní emisií, pričom certifikácia je potrebná na potvrdenie, či boli tieto normy splnené, pričom sa vzťahuje na celý dodávateľský reťazec, od výroby cez skladovanie a prepravu až po konečné použitie.
Keďže globálny priemysel čistého vodíka je stále veľmi nový, skúsenosti s certifikáciou sú obmedzené a väčšina existujúcich a navrhovaných schém sa zameriava skôr na zelený ako na modrý vodík. „Táto situácia je neuspokojivá vzhľadom na významnú úlohu, ktorú by mohol hrať modrý vodík pri urýchlení komercializácie čistého vodíka na celom svete,“ upozorňuje KAPSARC.
V súčasnej podobe zelený vodík dominuje zoznamu projektov čistého vodíka. Z tých, ktoré sa majú spustiť do roku 2030, s kombinovanou kapacitou 38 mil. to. ročne, je 25 projektov zeleného a iba 13 modrého vodíka, vyčíslil podľa GVG dokument.
Rozdielne štandardy
Normy a certifikácia sú kľúčové na zabezpečenie politickej podpory pre výrobné projekty, uľahčenie medzinárodného obchodu a vytváranie dopytu. Avšak nielenže je väčšina existujúcich systémov, vrátane dobrovoľných a povinných, navrhnutá pre zelený vodík, ale tie, ktoré sa týkajú modrého vodíka, sa navyše veľmi líšia v normách.
Certifikácia je potrebná, pretože koncoví používatelia, ktorí za čistý vodík platia prirážku, potrebujú poznať jeho environmentálne vlastnosti, ako sa vyrába a jeho uhlíkovú intenzitu, hovorí Shabaneh. „Ale ak sa pozriete na vznikajúce certifikačné schémy, definujú to, čo je čisté, veľmi odlišne,“ poznamenal.
Napríklad EÚ klasifikuje vodík ako čistý, ak intenzita jeho emisií nie je vyššia ako 3,4 kg ekvivalentu CO2 na kg H2, zatiaľ čo v USA – na získanie dotácií – musí mať vodík intenzitu pod 4 kg. V Spojenom kráľovstve je to len 2,4 kg.
Ďalej je tu otázka, ako sa táto intenzita vypočíta. Zatiaľ čo systém EÚ RED II pokrýva emisie „well-to-wheel“ (od výroby až po konečnú spotrebu), systémy Spojeného kráľovstva a USA zahŕňajú iba emisie „well-to-plant gate“ (od výroby po bránu závodu). V dobrovoľných schémach sú väčšie rozdiely, pričom China Hydrogen Alliance započítava emisie iba z výrobného závodu a certifikácia nízkouhlíkového vodíka v japonskej prefektúre Aiči zahŕňa emisie od brány závodu po konečnú spotrebu, s výnimkou upstreamu.
Spôsobuje to problémy, pretože je potrebný významný medzinárodný obchod s modrým vodíkom, aby toto palivo malo vplyv na emisie, pričom krajiny ako USA a Blízky východ sa stavajú do pozície vývozcov pre dovozné trhy, akými sú Japonsko a EÚ.
„Ak ste exportér ako Saudská Arábia, ste zraniteľní, pretože v súčasnosti je veľmi ťažké navrhnúť závod, keď v rôznych krajinách platia rôzne predpisy, takže vodík z vášho multimiliardového projektu môže byť akceptovaný na jednom mieste a inde nie, lebo nespĺňa kritériá,“ vysvetľuje pre GVG Shabaneh.
Vlády musia podľa neho pracovať na vzájomne akceptovanej certifikačnej schéme založenej na rovnakých štandardoch, s rovnakou metodikou, ktorá sa používa na výpočet uhlíkovej intenzity rôznych výrobných metód. „Všetci musíme pracovať s rovnakým hárkom Excelu, aby sme vypočítali uhlíkovú intenzitu výroby vodíka, čo uľahčí obchod a podporí investície,“ hovorí.
KAPSARC vo svojom dokumente tiež tvrdí, že by mali existovať samostatné certifikácie pre povrchové a podpovrchové emisie. V prípade modrého vodíka by sa povrchové týkali predovšetkým tých emisií, ktoré nie sú zachytené v SMR, a upstreamových emisií metánu spojených s dodávkou zemného plynu. Podpovrchové emisie by sa týkali akéhokoľvek úniku z trvalých úložísk. Pokiaľ ide o skladovanie, dobrou správou je, že už existuje medzinárodné usmernenie od Medzivládneho panelu pre klimatickú zmenu (IPCC) a Rámcového dohovoru OSN o zmene klímy (UNFCCC), ktoré stanovujú konečné kritériá pre ukladanie CO2, ktoré sa majú považovať za trvalé, hovorí Shabaneh.
Akonáhle bude existovať medzinárodne akceptovaná norma pre vodík, potom by sa na audit emisií použil nezávislý orgán, pričom tento proces by potenciálne podporila digitalizácia, dodal pre GVG.
Pozitívny krok bol zaznamenaný na COP28 v podobe vyhlásenia zámeru o globálnej spolupráci na certifikačných schémach pre vodík, ktoré podpísalo 40 krajín. V zámere sa tiež uznala úloha obnoviteľného aj nízkouhlíkového vodíka pri riešení klimatických zmien. Shabaneh dúfa, že sa k iniciatíve prihlási viac krajín v rámci príprav na COP29 v Baku koncom tohto roka, uzavrel GVG.
Ilustračné foto: Rafael Classen, rcphotostock.com, pexels.com