ไฮโดรเจนเพิ่มสูงขึ้นในช่วงเปลี่ยนผ่านของพลังงาน แต่อาจมีการขายมากเกินไป

สิ่งที่เรารู้มาก่อน

มีการสำรวจลักษณะต่างๆ ของไฮโดรเจนดังต่อไปนี้

Rystad Energy ทำนายเมื่อสองปีที่แล้วว่าไฮโดรเจนเหลวจะอยู่ในตารางในปี 2050 แต่คิดเป็นเพียง 7% ของพลังงานสะอาดทั้งหมดที่จำเป็น 7% นี้เป็นเชื้อเพลิงสะอาดเฉพาะกลุ่มสำหรับอุตสาหกรรมการบิน เรือเดินทะเล และอุตสาหกรรมซีเมนต์และเหล็กที่ลดขนาดลงได้ยาก

ไฮโดรเจนเหลวมีข้อดีสองประการคือ หนึ่ง พลังงานถูกบรรจุอยู่ในรูปแบบที่หนาแน่น สอง เผาไหม้ในอากาศสู่น้ำโดยไม่มีการปล่อยคาร์บอน

ไฮโดรเจนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตโดยบริษัทน้ำมันและก๊าซขนาดใหญ่ เพราะพวกเขารู้วิธีผลิตและจำหน่ายก๊าซชนิดอื่นอยู่แล้ว ซึ่งก็คือก๊าซธรรมชาติ และพวกมันก็มีกระเป๋าลึก

สิ่งที่เรารู้ตอนนี้

DNV ในรายงานประจำปีของพวกเขา¹ ณ สิ้นปี 2022 คาดการณ์ว่าไฮโดรเจนเหลวจะเติมเต็มความต้องการพลังงานสะอาดเพียง 5% (ไม่ใช่ 7%) ภายในปี 2050

ดังที่ Bloomberg Green ได้เขียนไว้ มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ไฮโดรเจนยังไม่เข้าสู่กระแสหลัก เช่นเดียวกับลมและแสงอาทิตย์ หนึ่งคือต้นทุน: การผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำนั้นมีราคาแพง และอิเล็กโทรไลซิสเป็นเทคโนโลยีที่ไม่มีประสิทธิภาพ

สอง ไฮโดรเจนสีน้ำเงินไม่เป็นมิตรกับสภาพอากาศ แม้ว่าจะมีราคาถูกกว่าไฮโดรเจนสีเขียว แต่ไฮโดรเจนสีน้ำเงินต้องการพลังงานเพื่อผลิตและสลายมีเทนให้เป็นไฮโดรเจนบวกกับ CO2 และ CO2 จำเป็นต้องถูกกำจัด โดยปกติแล้วจะใช้ CCS (การดักจับและกักเก็บคาร์บอน) ปลายทั้งสองด้านของห่วงโซ่การผลิตไฮโดรเจนทำให้ "สะอาด" ในทางเลือกไฮโดรเจนนี้ลดลง

สาม เครื่องจักรและอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ไม่ได้รับการปรับให้ใช้ไฮโดรเจน มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในการติดตั้งรถยนต์ทั่วไปเพื่อเผาไหม้ไฮโดรเจนแทนน้ำมันเบนซิน หรือดัดแปลงเครื่องจักรในร้านค้าอุตสาหกรรมเพื่อเผาไหม้ไฮโดรเจนแทนก๊าซธรรมชาติ

ไฮโดรเจนเป็นสิ่งที่เหมาะสมโดยธรรมชาติสำหรับบริษัทน้ำมันและก๊าซเนื่องจากมีประสบการณ์มากมายเกี่ยวกับก๊าซธรรมชาติ แต่ยังเป็นเพราะพวกเขาทำกำไรมหาศาลในปี 2022 และสามารถรับความเสี่ยงในการลงทุนใหม่ได้

การคาดการณ์ค่าใช้จ่ายที่มืดมนสำหรับไฮโดรเจน.

บทความล่าสุดแสดงข้อความที่ตัดตอนมาจาก Energy Transition Outlook ของ DNV¹ 2023 ประเด็นหลักคือ:

· เพื่อให้ถึง 5% ของความต้องการพลังงานสะอาดทั่วโลกภายในปี 2050 จะต้องเสียค่าใช้จ่ายมากกว่า 7 ล้านล้านดอลลาร์สำหรับการผลิต ซึ่งรวมถึงคลังเก็บแอมโมเนียใหม่และท่อส่ง

· ไฮโดรเจนส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิต

· ไฮโดรเจนและแอมโมเนียรวมกันจะรวมกันเป็นเชื้อเพลิงประมาณครึ่งหนึ่งของเชื้อเพลิงการขนส่งทั่วโลก ซึ่งเป็นหนึ่งในประเภทที่ลดน้อยลงได้ยาก

· มากกว่า 50% ของท่อส่งไฮโดรเจนทั่วโลกจะถูกเปลี่ยนวัตถุประสงค์จากท่อส่งก๊าซธรรมชาติ

· ละตินอเมริกา ตะวันออกกลาง และแอฟริกาเหนือจะกลายเป็นผู้ส่งออกไฮโดรเจนหรือแอมโมเนีย เนื่องจากมีพื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและแสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฮโดรเจนด้วยกระแสไฟฟ้า

· ในยุโรป ประเทศใหญ่ๆ เช่น เยอรมนี ฝรั่งเศส และสเปน จะมีเป้าหมายการผลิตไฮโดรเจนภายในประเทศ 2030-4 Gw ในปี 6.5

· สหราชอาณาจักรที่มีเครือข่ายท่อส่งก๊าซขนาดใหญ่จะสามารถเปลี่ยนจากก๊าซธรรมชาติเป็นไฮโดรเจนได้

· แผนของสหภาพยุโรปรวมกำลังการผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์ 6 Gw ภายในปี 2024 และเพิ่มเป็น 40 Gw ภายในปี 2030

ไฮโดรเจนถูกขายมากเกินไปหรือไม่?

ไฮโดรเจนถูกขายมากเกินไปหรือไม่? แม้ว่าเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะสร้างความตื่นเต้นมากกว่าแสงอาทิตย์หรือลม แต่ 7% ของพลังงานสะอาดที่คาดการณ์ทั้งหมดสำหรับไฮโดรเจนในปี 2050 นั้นค่อนข้างน้อยจากทั้งหมด นอกจากนี้ ต้นทุนที่สูงเกินไปที่คาดการณ์ไว้ในการนำไฮโดรเจนมาขายทางอินเทอร์เน็ตทำให้อยากยอมรับว่าไฮโดรเจนถูกขายมากเกินไปในฐานะเชื้อเพลิงสะอาดสำหรับกระสุนเงินในปี 2050

มาดูกิจกรรมของไฮโดรเจนในบางประเทศ ซึ่งบางประเทศเกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

แผนไฮโดรเจนในสหภาพยุโรป (EU) กับสหรัฐอเมริกา

ปัจจุบันการผลิตไฮโดรเจนทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 90 ล้านตันต่อปี IEA (International Energy Agency) คาดการณ์ว่าจะต้องเพิ่มเป็น 180 ล้านตันต่อปีภายในปี 2030 เพื่อให้การปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ภายในปี 2050

ไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดประมาณ 10 ล้านตันต่อปีที่ผลิตในสหรัฐฯ ในปัจจุบันถูกใช้โดยอุตสาหกรรมในการกลั่นปิโตรเลียม การบำบัดโลหะ การผลิตปุ๋ย และการแปรรูปอาหาร

แต่การผลิตส่วนใหญ่ในปัจจุบัน 99% เป็นไฮโดรเจนสีน้ำเงินที่ไม่ปราศจากคาร์บอนดังที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ไฮโดรเจนสีเขียวผลิตขึ้นโดยการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำ และส่วนใหญ่ปราศจากคาร์บอน หากขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าหมุนเวียน

สหภาพยุโรปได้ปรับตัวอย่างรวดเร็วสู่กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสสำหรับไฮโดรเจนสีเขียว ซึ่งส่วนใหญ่ปราศจากคาร์บอน แต่สหภาพยุโรปตอบสนองช้าต่อการลงทุนไฮโดรเจนจำนวนมหาศาลที่จัดทำโดยพระราชบัญญัติลดอัตราเงินเฟ้อของสหรัฐฯ (IRA) ซึ่งกำหนดโครงการพลังงานสีเขียวจำนวนมหาศาลถึง 369 พันล้านดอลลาร์

บทความกล่าวว่าทั่วโลก มีเพียง 1% ของโครงการไฮโดรเจนที่วางแผนไว้ ซึ่งเท่ากับ 1 Tw (เทอร์ราวัตต์) ได้เริ่มก่อสร้างแล้ว ประมาณหนึ่งในสี่ของจำนวนนี้ 269 Gw (กิกะวัตต์) จะออนไลน์ภายในปี 2030 การเติบโตนี้จะรู้สึกเหมือนเป็นการปฏิวัติ เนื่องจากการผลิตไฮโดรเจนในปัจจุบันมีเพียง 0.45 Gw

นอกจากนี้ยังคาดการณ์ว่าต้นทุนของไฮโดรเจนสีเขียวจะลดลงจาก 6-8 ยูโร/กก. ในวันนี้เป็นต่ำกว่า 3 ยูโร/กก. ภายในปี 2050

ฮับไฮโดรเจนในสหรัฐอเมริกา

เช่นเดียวกับข้อดีตามปกติของความเข้มข้นของโครงสร้างพื้นฐาน แนวคิดของฮับไฮโดรเจนคือการชดเชยอันตรายและต้นทุนที่เกิดขึ้นในการขนส่งไฮโดรเจนซึ่งติดไฟได้สูงในระยะทางไกล

รัฐสภาสหรัฐฯ จัดสรรเงิน 8 พันล้านดอลลาร์จากพระราชบัญญัติโครงสร้างพื้นฐานปี 2021 ให้กับ DOE (กระทรวงพลังงาน) เพื่อสนับสนุนโครงการสาธิตอย่างน้อย 400 โครงการที่เกี่ยวข้องกับผู้ผลิตไฮโดรเจน ผู้ใช้ปลายทาง และโครงสร้างพื้นฐานที่เชื่อมต่อกัน DOE ได้ให้ทุนแก่โครงการไฮโดรเจน XNUMX โครงการที่สะดุดตาโดยมหาวิทยาลัย ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ และอุตสาหกรรม และฮับใหม่จะอาศัยข้อมูลนี้

การสมัครรับทุนเต็มจำนวนมีกำหนดในเดือนเมษายน 2023 พันธมิตรเอกชนสี่ราย รวมถึงรัฐบาลหลายรัฐที่เป็นพันธมิตรกับอุตสาหกรรม และบางส่วนเป็นพันธมิตรกับรัฐอื่นๆ ได้ยื่นขอ เงินทุนเริ่มต้นของ DOE จะต้องไม่เกิน 1.25 พันล้านดอลลาร์ต่อฮับ ซึ่งเป็นเงินจำนวนมาก พวกเขาคาดว่าจะเลือกศูนย์กลางระดับภูมิภาค 6-10 แห่งด้วยเงินทุนรวมกัน 6-7 พันล้านดอลลาร์

ฮับหนึ่งเรียกว่า ไฮ เวโลซิตี้ ฮับ โดยมีศูนย์กลางอยู่ที่ชายฝั่งอ่าวสหรัฐและจัดโดยเชฟรอน
CVX
และพันธมิตรบริษัทเอกชนหลายแห่ง รวมทั้ง ExxonMobil
XOM
และมิตซูบิชิ. พวกเขาจะใช้ประโยชน์จากเครือข่ายศูนย์การผลิตไฮโดรเจน 48 แห่ง (ที่ใหญ่ที่สุดในโลก) บวกกับท่อส่งไฮโดรเจนเฉพาะยาว 1,000 ไมล์ตามแนวชายฝั่งหลุยเซียน่าและเท็กซัส

เป้าหมายหนึ่งคือการแก้ปัญหาความท้าทายของ DOE ที่เรียกว่า Hydrogen Shot ในการผลิตไฮโดรเจน 1 กิโลกรัมในขณะที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่า 2 กิโลกรัม เป้าหมายอีกประการหนึ่งคือการลดต้นทุนไฮโดรเจนลง 80% เหลือ 1 ดอลลาร์/กก. ภายใน 10 ปี

โครงการดังที่กล่าวมาข้างต้นได้รับความสนใจจากอุตสาหกรรมทั่วสหรัฐฯ เครดิตภาษีที่เสนอโดย IRA สามารถสร้างรายได้ 100 พันล้านดอลลาร์ในการผลิตไฮโดรเจนที่สะอาด นอกเหนือไปจาก 8 พันล้านดอลลาร์ที่สภาคองเกรสจัดสรรจากพระราชบัญญัติโครงสร้างพื้นฐาน

ฮับไฮโดรเจนอื่น ๆ ที่ต้องดูได้รับการสรุปสั้น ๆ โดย Reuters Events². รายการของพวกเขารวมถึง:

Trans Permian และ Horizons Clean Hydrogen Hub: มีความเชื่อมโยงอย่างมากกับน้ำมันและก๊าซ West Texas

HyBuild ลอสแองเจลิส

โครงการไฮกริด

ฮับไฮโดรเจน HALO: รัฐ Arkansas, Louisiana และ Oklahoma มีประวัติศาสตร์อันยาวนานในการผลิตและขนส่งน้ำมันและก๊าซเหลว

ฮับ ​​Advanced Clean Energy Storage

เครือข่ายนวัตกรรมไฮโดรเจนสะอาดภาคตะวันตกเฉียงใต้

ฮับไฮโดรเจนตะวันออกเฉียงใต้

โครงการเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสาธารณูปโภคด้านพลังงานหรือโครงการที่ไม่หวังผลกำไรของเมืองหรือรัฐที่สนับสนุน และหลายโครงการได้สร้างขึ้นในการสนับสนุนของมหาวิทยาลัย

การเรียกร้องโครงการของ DOE ได้รับใบสมัคร 79 รายการ²แต่มีเพียง 33 แห่งเท่านั้นที่ได้รับเชิญให้ดำเนินการสมัครอย่างเป็นทางการภายในเดือนเมษายน 2023 การเลือกฮับสุดท้ายน้อยกว่า 10 แห่งจะมีขึ้นในช่วงครึ่งหลังของปี 2023

เป็นที่ชัดเจนว่าผู้มีส่วนได้ส่วนเสียทั่วประเทศได้จับภาพวิสัยทัศน์ของไฮโดรเจน สหรัฐอเมริกาได้ให้คำมั่นสัญญากับอนาคตของไฮโดรเจนและต้องการเป็นผู้นำโลกในการเปลี่ยนแปลงนี้

ในบทความหน้า เราจะอธิบายถึงกิจกรรมของบริษัทน้ำมันและก๊าซโดยเฉพาะในการผลิตไฮโดรเจน

Takeaways

วิสัยทัศน์ของไฮโดรเจนเป็นวิสัยทัศน์ที่ทะเยอทะยาน เพราะผลิตได้ยาก จัดเก็บและขนส่งอันตราย และมีราคาแพง

ไฮโดรเจนรุ่นคาร์บอนต่ำเรียกว่าไฮโดรเจนสีเขียว ซึ่งมีราคาแพง เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ไม่มีประสิทธิภาพโดยอาศัยอิเล็กโทรลิซิสของน้ำ โดยพื้นฐานแล้วการผลิตไฮโดรเจนทั้งหมดในปัจจุบันคือไฮโดรเจนสีน้ำเงิน แต่มีข้อเสียคือมีคาร์บอนสูงที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของกระบวนการสร้าง

แต่ไฮโดรเจนไม่ใช่กระสุนเงิน อุตสาหกรรมไฮโดรเจนอาจลดการปล่อยพลังงานของโลกลงได้ 5-7% ในปริมาณมากภายในปี 2050 แต่การปล่อยก๊าซส่วนใหญ่ยังคงอยู่ที่ 93-95%

อ้างอิง

1. ดีเอ็นวี แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงาน 2022, ตุลาคม 13, 2022

2. เหตุการณ์ของรอยเตอร์: รัฐไฮโดรเจนของอเมริกา, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 เมษายน 2023.pd