του Δημήτρη Κ. Κωνσταντινίδη, Δρα Οικονομικής Γεωλογίας
Ίσως θυμόσαστε από το Γυμνάσιο πως το 75% του ορατού Σύμπαντος αποτελείται από υδρογόνο (H2). Είναι το πρώτο στοιχείο του Περιοδικού Πίνακα με ατομικό αριθμό το ένα, όπως είναι και το ατομικό του βάρος. Είναι το τρίτο στοιχείο σε αφθονία στον φλοιό της Γης, μέχρι βάθους 16 χιλιομέτρων. Κάθε δευτερόλεπτο καταναλώνονται στον Ήλιο 600 εκατομμύρια τόνοι υδρογόνου. Tην ίδια στιγμή παράγονται 596 εκατομμύρια τόνοι του στοιχείου ήλιο (He). Η διαφορά των 4 εκατομμυρίων είναι η ενέργεια που παράγεται κατά τη μετατροπή του H2 σε He, που εκπέμπεται στο Σύμπαν φθάνοντας και στη Γη.
Το ντίζελ σήμερα
Σύμφωνα με το Φορέα Διαχείρισης των Ενεργειακών Πληροφοριών των ΗΠΑ, “τα περισσότερα από τα προϊόντα που χρησιμοποιούμε σήμερα παγκοσμίως μεταφέρονται με φορτηγά και τρένα που κινούνται με κινητήρες ντίζελ. Το καύσιμο ντίζελ τροφοδοτεί, επίσης, το μεγαλύτερο μέρος του εξοπλισμού στους τομείς των κατασκευών, της γεωργίας και του στρατού”[1]. Εξάλλου, το ντίζελ χρησιμοποιείται σε γεννήτριες που παρέχουν εφεδρική ενέργεια σε κάθε είδους βιομηχανικές εγκαταστάσεις, σε μεγάλα κτίρια, σε κεραίες/πύργους των κινητών τηλεφώνων, στα νοσοκομεία και σε ηλεκτρικές συσκευές.
Τις προηγούμενες δεκαετίες, τα οχήματα ντίζελ θεωρούνταν βρώμικα και δύσοσμα, αλλά οι κατασκευαστές αυτοκινήτων δούλεψαν σκληρά για να καταλήξουν στο «καθαρό ντίζελ». Σύμφωνα με την Bell Performance[2], που κατασκευάζει προσθετικά καυσίμου και λαδιού για περισσότερα από 100 χρόνια, οι πελάτες της, που οδηγούν πολλά χιλιόμετρα στον αυτοκινητόδρομο (για παράδειγμα, τα φορτηγά μεγάλων αποστάσεων), προτιμούν συχνά τους κινητήρες ντίζελ από εκείνους που λειτουργούν με βενζίνη, επειδή το ντίζελ είναι έως και 30% πιο αποδοτικό. Τα ντιζελοκίνητα αυτοκίνητα είναι, επίσης, πιο ανθεκτικά, ενώ απαιτούν και λιγότερη συντήρηση από τα βενζινοκίνητα.
Πλην όμως, οι λιγότερες εκπομπές του λεγόμενου «καθαρού ντίζελ» εξακολουθούν να είναι επικίνδυνες εκπομπές. Σύμφωνα με την Οργάνωση “Ο Κόσμος μας σε Αριθμούς” (Our World in Data), οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου από τις μεταφορές ανέρχονται περίπου στο 24% των συνολικών παγκόσμιων εκπομπών, ενώ η Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος ανεβάζει τον αντίστοιχο αριθμό για τις ΗΠΑ στο 28%. Με άλλα λόγια, ο τομέας των μεταφορών προκαλεί τις περισσότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε σύγκριση με όλους τους άλλους κλάδους της οικονομίας. Επίσης, μεταξύ του 1990 και του 2018, οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου στον τομέα των μεταφορών αυξήθηκαν, τόσο στην ΕΕ, όσο και στις ΗΠΑ, σε απόλυτους αριθμούς περισσότερο από οποιονδήποτε άλλο κλάδο.
Τα ποσοστά συμμετοχής των επί μέρους μεταφορικών μέσων στις παγκόσμιες εκπομπές CO2 απεικονίζονται στην Εικ. 1. Έτσι, η συμμετοχή του συνόλου των οχημάτων στη ρύπανση του περιβάλλοντος στα πλαίσια των μεταφορών ανέρχεται στο 74,5%.
Τα ηλεκτρικά οχήματα με μπαταρία
Σήμερα το ηλεκτρικό όχημα με μπαταρία (Battery Electric Vehicle – BEV) είναι το αυτοκίνητο με πολλά από τα οφέλη των οχημάτων ντίζελ και το κυριότερο είναι χωρίς εκπομπές ρύπων. Συγκρίνοντας τους δύο τύπους οχημάτων, η Interesting engineering.com δημοσίευσε (Ιούνιος του 2020), κατέληξε σε ένα αποτέλεσμα/ έκπληξη: «Αν μιλάμε για εκπομπές άνθρακα, αποδοτικότητα καυσίμου, ηχορύπανση και ποιότητα αέρα, τότε τα BEV είναι σαφώς ο τελικός νικητής», αναφέρει. «Αν, ωστόσο, μιλάμε για τη ροπή ή την αρχική τιμή, τότε τα αυτοκίνητα με ντίζελ θα κερδίσουν”[3].
Ωστόσο, η κλιματική αλλαγή είναι μια πραγματικότητα, που δεν αμφισβητείται από κανένα και έτσι ο κόσμος ενεργεί στην κατεύθυνση της συγκράτησης της. Σύμφωνα με την Yale Environment 360 «την επόμενη δεκαετία, 24 ευρωπαϊκές πόλεις, με συνολικό πληθυσμό πλέον των 60 εκατομμυρίων ανθρώπων, θα επιβάλουν απαγορεύσεις στα οχήματα ντίζελ»[4]. Ένας μεγάλος αριθμός χωρών, στις οποίες συμπεριλαμβάνονται η Γαλλία και η γιγάντια Κίνα, ακολουθούν την ίδια τακτική.
Παρόλο, λοιπόν, που τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν σαφώς προβλήματα με το εύρος της απόστασης που μπορούν να καλύψουν και το χρόνο επαναφόρτισης της μπαταρίας, το ντίζελ δεν μπορεί να είναι η απάντηση.
Ποια είναι η λύση λοιπόν;
Το υδρογόνο αποτελεί σίγουρα μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα λύση. Οι κινητήρες με καύσιμο H2 είναι ηλεκτρικοί κινητήρες, ενώ διαθέτουν και μια σειρά από άλλα πλεονεκτήματα: 1) λειτουργία με μηδενικές εκπομπές, 2) εξαιρετική ροπή και 3) χαμηλότερη συντήρηση. Αλλά το πιο σημαντικό είναι ότι το υδρογόνο λύνει το πρόβλημα της εμβέλειας (περίπου 600 χιλιόμετρα για κάθε γέμισμα) και του χρόνου ανεφοδιασμού του ρεζερβουάρ (μέχρι 5 λεπτά). Επίσης, καταλαμβάνει πολύ λιγότερο χώρο από τις μπαταρίες, εξοικονομώντας χωρητικότητα φορτίου στα μεγάλα φορτηγά, ενώ καλύπτει μόνο μικρό χώρο στα πρατήρια καυσίμων.
Το H2 βέβαια δεν αφορά μόνο τις μεταφορές. Σήμερα πια μιλάμε για τις μελλοντικές πόλεις του υδρογόνου, όπου τα δίκτυα του θα αντικαταστήσουν τους αγωγούς του φυσικού αερίου. Οι ειδήσεις που επιβεβαιώνουν πως το υδρογόνο αποτελεί το καύσιμο του μέλλοντος είναι καθημερινές:
- Πρόσφατη έκθεση του Συμβουλίου Υδρογόνου ρίχνει φως στην άνοδο του υδρογόνου ως πράσινης πηγής καυσίμου. Περισσότερες από 30 χώρες έχουν τώρα εθνική στρατηγική και προϋπολογισμό για το H2, ενώ υπάρχουν 228 έργα (Εικ. 2) που βρίσκονται σε εξέλιξη, τόσο από πλευράς παραγωγής, όσο και από πλευράς χρήσης του. Η Ευρώπη πρωτοστατεί με 126 έργα που έχουν ανακοινωθεί μέχρι σήμερα και ακολουθείται από την Ασία (46), την Ωκεανία (24) και τη Βόρεια Αμερική (19). Ο προϋπολογισμός των έργων αυτών ανέρχεται σε 300 δισεκατομμύρια δολάρια[5]. Όμως, θα πρέπει να σημειώσουμε πως στην πλειονότητα τους τα έργα έχουν ανακοινωθεί (περίπου 75%), αλλά δεν υπάρχει ακόμη η δέσμευση για τη χρηματοδότηση τους. Παράλληλα η εξέλιξη αυτή σηματοδοτεί την πτώση της τιμής του υδρογόνου.
Επίσης, το Συμβούλιο Υδρογόνου θέτει ως στόχο 3.700 σταθμούς ανεφοδιασμού οχημάτων με υδρογόνο στην Ευρώπη έως το 2030, προκειμένου να υπάρξει μια αναγκαία μάζα για σημαντική πτώση του κόστους στις οδικές μεταφορές.
- Οι εταιρείες δικτύου αερίου της Βρετανίας έχουν εκπονήσει σχέδια για την παράδοση της πρώτης πόλης υδρογόνου της χώρας έως το 2030 και την πλήρη μετάβαση στο H2 έως το 2050[6].
- Η Δανία κατασκευάσει το «πρώτο ενεργειακό νησί» στη Βόρεια Θάλασσα, το οποίο θα παρέχει ενέργεια για τρία εκατομμύρια νοικοκυριά. Θα λειτουργεί ως κόμβος για 200 τεράστιες υπεράκτιες ανεμογεννήτριες. Πρόκειται για το μεγαλύτερο κατασκευαστικό πλάνο στην ιστορία της Δανίας και εκτιμάται ότι θα κοστίσει 28 δισεκατομμύρια ευρώ. Θα παράγει μόνο πράσινο H2 για πολλές χρήσεις, συμπεριλαμβανομένων των μεταφορών με πλοία, αεροπλάνα, κτλ.
- Η Εταιρεία ERM (Environmental Resources Management) στοχεύει στην παραγωγή υδρογόνου με τη βοήθεια υπεράκτιου ανέμου. Πρόκειται για τοποθέτηση πλωτών ανεμογεννητριών στη θάλασσα με εξοπλισμό αφαλάτωσης για την απομάκρυνση του αλατιού από το θαλασσινό νερό και ηλεκτρολύτες για τη διάσπαση του γλυκού νερού (που θα προκύπτει από την αφαλάτωση) σε οξυγόνο και υδρογόνο.
- Η Αυστραλιανή εταιρεία LAVO λανσάρει λιανικές μπαταρίες υδρογόνου για οικιακή χρήση με τιμή τα 30.000 $ Αυστραλίας (λιγότερα από 20.000 ευρώ).
- Η ΕΕ, ο ΟΗΕ και οι ειδικοί επιστήμονες συμφωνούν ότι ο μακροπρόθεσμος στόχος της ανθρωπότητας είναι η παραγωγή H2 µε την χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η βασική πρόκληση είναι το κόστος. Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας εκτιμά πως η μείωση του κόστους παραγωγής πράσινου υδρογόνου έως το 2030 θα κυμανθεί ανάμεσα στο 30 έως 50%. Ταυτόχρονα, ανακοίνωσε ότι για πρώτη φορά το 2020 στα περισσότερα κράτη η ηλεκτρική ενέργεια από ηλιακούς συλλέκτες ήταν φθηνότερη από τις εγκαταστάσεις που τροφοδοτούνται από άνθρακα ή φυσικό αέριο. Το H2 θα συμβάλει ώστε τα δίκτυα του φυσικού αερίου να διατηρήσουν ένα υψηλό βαθμό αξιοποίησης στα πλαίσια της σύζευξης τομέων και να περιορίζει αισθητά το χρόνο απόσβεσης σημαντικών επενδύσεων.
- Στην ΕΕ διαμορφώνεται πλέον μια συγκροτημένη ευρωπαϊκή στρατηγική για το υδρογόνο, που περιλαμβάνει: μηχανισμούς αγορών, τεχνικές προδιαγραφές, ολιστική προσέγγιση των υποδομών, σχήματα στήριξης, καθώς και ενίσχυση της έρευνας και της καινοτομίας.
Η Εικ. 3 περιγράφει σχηματικά τους βασικούς τρόπους παραγωγής του υδρογόνου, τις εφαρμογές σε διάφορους τομείς, αλλά και τη μεταξύ τους σύζευξη.
Καταληκτικές σκέψεις
Όπως προκύπτει από την παραπάνω ανάλυση υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους είναι λογικό να πιστεύουμε ότι το υδρογόνο θα αντικαταστήσει το καύσιμο ντίζελ. Το γεγονός ότι έχει τα βασικά οφέλη του ντίζελ – εμβέλεια κάλυψης μεγάλης διαδρομής και χρόνος ανεφοδιασμού – και ταυτόχρονα ο μηδενισμός των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, μαζί με τη μείωση του κόστους συντήρησης, είναι τα κύρια πλεονεκτήματα του. Ωστόσο, οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου βρίσκονται ακόμα κάτω από βρεφική, αλλά ταυτόχρονα πυρετώδη και ταχύρρυθμη έρευνα. Απομένει να αποδειχθεί εάν το υδρογόνο θα γίνει πραγματικά το νέο πετρέλαιο. Εντούτοις, ένα πράγμα είναι σίγουρο: αποτελεί το νέο μεγάλο στόχο της σύγχρονης βιομηχανίας.
Και ενώ όλα υποδεικνύουν τη νέα κατεύθυνση προς την πράσινη ανάπτυξη, η Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας Κύπρου (ΡΑΕΚ) αποφάσισε τη χορήγηση άδειας για κατασκευή, ιδιοκτησία, εκμετάλλευση και διαχείριση συστήματος μεταφοράς φυσικού αερίου, στην εταιρεία Δημόσια Επιχείρηση Φυσικού Αερίου μόλις πρόσφατα (Φιλελεύθερος, 26 Φεβρουαρίου 2021).
Ταυτόχρονα, ο Πρόεδρος της ΡΑΕΚ Δρ. Ανδρέας Πουλλικκάς, σε άρθρο του στο Φιλελεύθερο της 14ης Φεβρουαρίου, με τίτλο «Πότε αναμένεται η πρώτη πόλη υδρογόνου;», το οποίο διάβασα με την ελπίδα να αναφέρεται στην Κύπρο, καταλήγει με την ακόλουθη νουθεσία: “Η Κύπρος μπορεί να πρωτοπορήσει στην οικονομία του υδρογόνου, χρειάζεται όμως όραμα και καταρτισμός κατάλληλου στοχοθετημένου στρατηγικού σχεδιασμού για να μπορέσει αυτό να επιτευχθεί”.
Απλά διερωτούμαι ποια Ρυθμιστική Αρχή στην Κύπρο είναι υπεύθυνη για τον “κατάλληλο στοχοθετημένο στρατηγικό σχεδιασμό”;
[1] U.S. Energy Information Administration
[3] https://interestingengineering.com/diesel-engine-vs-ev-which-is-better
[4] https://e360.yale.edu/digest/diesel-vehicles-face-a-grim-future-in-europes-cities
[5] Hydrogen projects worth $300 billion are dropping green H2 prices fast στο διαδίκτυο
[6] https://www.smart-energy.com/industry-sectors/new-technology/first-hydrogen-town-planned-in-britain/