Romania Military

Să înțelegem realismul și realitatea folosirii hidrogenului în România pentru decarbonare

Motto: ”Economics is the science of scarce resources”

Lionel Robbins, British economist

 

  1. Introducere

Pornind de la esența motto-ului introductiv, să ințelegem utilitatea si prioritățile folosirii resurselor energetice de care România nu duce lipsă, in contextul Energy Economics – știința utilizării resurselor energetice limitate.

În ultimul an și în special în ultima vreme, o avalanșă de reglementări (dinspre Bruxelles și mai nou și dinspre Parlamentul României), proiecte, idei, analize, proiecte pilot cu popularizări mai ceva ca la Hollywood, dezbateri mai mult sau mai putin științifice despre rolul vital pe care urmează să-l ocupe Hidrogenul în viitorul nostru cotidian întru decarbonarea vieții noastre, au inundat media, literatura, cu nenumărate dezbateri si conferințe.

Hidrogenul pare a fi devenit un ”hype” (engl. = publicitate agresivă), sau un ”drog” (engl.=aproximativ același înțeles de drog), dacă nu chiar o nouă ideologie in energetică, parînd să concureze chiar cu visul omenirii – fuziunea nucleară .

Lăsînd la o parte toate acestea, să pornim de la elementele fundamentale ale problemei hidrogenului, să ințelegem ce este, la ce e bun si mai ales, la ce ne-ar folosi in primul rînd nouă romănilor, măcar pe termen scurt/mediu, înaintea altor priorități economice locale stringente.

Începem cu ce nu este Hidrogenul:

Trebuie menționat in acest context si faptul că scăparile de hidrogen in atmosferă (hidrogenul fiind un element mult mai ușor decît metanul), poate fi, neașteptat,  detrimental mediului înconjurător, adică, exact opus intenției si scopului pentru care este promovat. Detalii pot fi analizate aici:

https://www.euronews.com/green/2022/12/29/green-hydrogen-fuel-of-the-future-has-big-potential-but-a-worrying-blind-spot-scientists-w

In final, ce este Hidrogenul ? :

În încheierea acestei introduceri, sunt fascinat de fascinația cu care este privit hidrogenul, cel puțin la noi in Romănia, de studenți, ingineri tineri, ecologiști si politicieni mai ales, ”luați de valul hidrogenului”, neștiind sau uitînd că de cel puțin 40 de ani in termocentralele din România, funcționau electrolizoare ( mai mari decit proiectele pilot din PNRR) pentru producția de hidrogen pentru răcirea generatoarelor electrice, sau, că, hidrogenul este folosit in turbine (de gaze) de mai mult de 10 ani în unele combinate chimice, tot in România sau ca hidrogenul era folosit in combinatele petrochimice din România (care nu mai exista acum). Și in UE dar si in România, despre hidrogen vorbesc politicienii (in primul rînd !), chimiștii, cercetătorii, fabricanții de instalații specifice, utilizatorii de energie disperați de prețurile mari ale energiei si, foarte foarte mult, media de tot felul care intreține cu mult succes acest curent ”spectaculos” care ”prinde la public” si dătător de speranțe pentru o energie ieftină.

 2. Despre care Hidrogen este vorba ?

In continuarea analizei hidrogenului ca soluție pentru decarbonarea economiei (a se observa că vorbim de economie și nu de sectorul energie, după cum vom arăta mai jos), obiectivul central este hidrogenul curat (verde). 

FIG.1

 Deci, analiza se va concentra exclusiv pe hidrogenul curat (verde), produs prin electroliză cu electricitate curată (verde) produsa la rindul ei din surse regenerabile (verzi). Restul hidrogenului de alte culori, nu este relevant pentru decarbonare !

 

 3.La ce folosește și cum decarbonează economia Hidrogenul verde ?

In Fig.2 de mai jos, este prezentat lanțul producției și utilizării hidrogenului verde in economie

FIG.2

Numai privind aceast lanț, se pot desprinde cîteva concluzii preliminare:

https://www.euractiv.com/section/energy/news/austrias-new-hydrogen-strategy-slams-use-in-heating-transport/

Hydrogen heating: UK government at odds with scientists – EURACTIV.com

Hydrogen Science Coalition | Hydrogen for heating? A comparison with heat pumps (Part 1) – Hydrogen Science Coalition (h2sciencecoalition.com)

Is hydrogen a realistic option for home heating? – Energy in Demand – Sustainable Energy – Rod Janssen

 

4. Ce condiții sunt necesare pentru producția de Hidrogen verde in Romănia ?

 

În primul rînd:  e nevoie de o ”STRATEGIE ENERGETICĂ”, pînă la a vorbi de o strategie a hidrogenului verde și, mai ales a utilizării sale (hidrogenul ar trebui să facă parte din strategia energetică si nu invers)

Nu este nevoie de o mare specializare energetică ci, mai degrabă de un bun simț elementar pentru a înțelege problema si soluția problemei clasice – ce a fost mai întîi, oul sau găina ?

Așa și în cazul de față: pentru a avea oul (hidrogenul verde), trebuie mai întîi să avem găina (verde) hranită cu iarbă verde ca să ne dea ouă verzi. Deci, cu alte cuvinte, pentru a exista o strategie a hidrogenului verde in Romănia, trebuie sa avem mai întîi o strategie energetică pentru ”înverzirea” electricității produse.  Din păcate, noi nu numai că nu avem o strategie din aceea ”normală”, dar-mite nici vorbă din aceea de ”înverzire”, în schimb mestecăm cuvinte mari despre ”mixul echilibrat de resurse energetice” din România, ce bună e Romănia din acest punct de vedere (foarte adevărat !), vorbim cu lejeritate despre hidrogenul verde fără să înțelegem că de fapt, nu înțelegem incotro ne îndreptăm.

Sintetic, Fig.3 de mai jos, redă vizual logica decarbonării economiei (și) prin hidrogen verde

FIG.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pentru a ințelege și mai bine ridicolul discuției acum, in zilele noastre, despre  Hidrogen verde, este să citim ceea ce se prevede prin PNRR (electrolizoare nenumărate, centrale cu ciclu combinat pe gaze ”hydrogen ready” precum si celebra investiție irakiană in CT Mintia-1100 MW ciclu combinat, de asemenea ”hydrogen ready” ?!). Întrebarea fundamentală este: de unde hidrogen, de care și, mai ales de cînd ?. Nu se poate trece la un sistem ”verde” atunci cînd planifici aproximativ 20% din capacități energetice care sunt / vor fi angajate pe termen lung la utilizarea de combustibil fosil !

In consecință, neavînd nici o direcție in domeniu, cineva se poate intreba legitim: de ce ne agităm atit de mult, acum,  cu hidrogenul acesta ?

Mai mult, apar si fel de fel de propuneri legislative sau OUG (de urgență !) pentru ”introducerea în piață” a hidrogenului !?…care hidrogen ?…care urgență…care ”piață” ?…cind se vede clar ca nu putem vorbi de hidrogen verde mai devreme de 2035 in cel mi bun caz…care e urgența ?

 

În al doilea rînd: in procesul trecerii la hidrogen verde a unor consumatori greu decarbonabili (”hard to abate”) trebuie respectat CRITERIUL ADIȚIONALITĂȚII (specificat și in recomandările CE)

Ce spune acest Criteriu ? Nici o moleculă de hidrogen verde nu trebuie sa se producă înainte de satisfacerea cererii de consum a ultimului Watt electric verde !, sau, cu alte cuvinte, hidrogenul verde trebuie produs numai din capacități de producție energie electrică verde adiționale care, altminteri nu ar fi fost necesar a fi puse in funcțiune pentru consumul de electricitate verde.

Concluziile sunt simple:

A. ne trebuie mai întîi un plan de decarbonare a SEN (Sistemul Energetic Național), pînă la a gîndi cit hidrogen verde se poate produce, la ce ne trebuie si de cind. Cert este ca o astfel de gîndire, concret, in cazul Romăniei, realist, nu poate avea loc mai devreme de 2035.

B. sau, unele industrii, sa înceapă să-și producă singure hidrogenul verde și să-l utilizeze in scopuri proprii de      decarbonare, sau, pur și simplu să-l producă și să-l vindă (evident, respectînd criteriul adiționalității, adica, nici un fel de energie curata nu va fi utilizată, ca de exemplu de la Hidroelectrica, sau Nuclearelectrica – dacă considerăm această energie curată). Marea problemă a producției de hidrogen verde direct din electricitate regenerabilă este legată de faptul ca trebuie asigurată alimentarea constantă a electrolizoarelor, separat de Sistemul energetic, fapt ce crește dramatic costul de producție al hidrogenului (verde).

 

In al treilea rind: (si direct legat de punctul B. de mai sus) – problema larg dezbătută a stocării energiei, dar complet ignorată in Romănia, ca element esențial in dezvoltarea hidrogenului verde

Citat dintr-un raport HYSTORIES (Hydrogen storage production) pentru CE: ”…consumul de hidrogen

este direct dependent de relația dintre consumul de electricitate, tipul de resurse regenerabile folosit si măsurile de flexibilitate de mari capacități disponibile (altele decit electroliza !), cum ar fi centralele de pompare-acumulare sau gestiunea cererii de consum (demand side management)…”

Aspectul cel mai important este ca România, prin geografia si hidraulicitatea sa,  dispune de mari resurse de stocare prin pompare-acumulare și ar putea juca un rol important in această piață si in viitoarea piață a hidrogenului verde, dar, această resursă rămîne ignorată. Centralele de pompare acumulare sunt de departe cele mai răspîndite sisteme de stocare din lume, sunt tehnologii curate din punct de vedere al mediului, nu se degradează, au durata de viața peste 60 de ani, sunt disponibile, testate si, mai ales, economice in condițiile intermitențelor generate de regenerabile.

Este singura tehnologie de mari capacităti disponibilă in prezent.

(NA. Despre necesitatea centralelor de pompare-acumulare in România am publicat multe analize in trecutul recent)

 

In al patrulea rind: in buna tradiție a autorităților energetice romăne – noi reacționăm, nu acționăm-din rîndul resurselor posibile de H2 verde, este neglijată biomasa (cu rute de conversie în H2), o resursă enormă neexploatată, pe care ne chinuim de ani buni să o și scoatem complet din circuitul energetic, prin biomasă ințelegînd si cea silvică si cea agricolă si cea din deșeuri menajere si industriale.

 

Magnitudinea acestei probleme se poate estima din diagrama de mai jos (statistic, datele de la 2015 nu diferă mult de 2022, poate doar in sens negativ), unde se observă importanța uriașă a biomasei, în Romănia, îm contextul celor arătate anterior ref. Biomasa.

”Strategia” PNRR este de a înlocui lemnul cu gaz natural (probabil, pentru a-l inlocui si pe acesta, mai tîrziu cu hidrogen verde !?…nemaivorbind de gazul propriu-zis, utilizat si el in cantitati semnificative)

 

Fig.4

 

Din cele de mai sus, rezultă cu pregnanță că a avea o strategie a hidrogenului verde, a-l produce si utiliza, in mod economic, este ceva mai mult decît a pune 2 electrozi intr-un borcan cu apă si introduce ștecherul in priză.

 

5. De ce vrea UE hidrogen verde ?

 Se cunosc foarte bine  țintele de decarbonare ale UE si realizarea unei economii ”carbon free”  in 2050 în interiorul întregii UE, deci, nu mai insistăm asupra acestui subiect.

Însă, este foarte important să ințelegem unde se afla Romănia in aceasta ”cursă a decarbonării și hidrogenului verde”, să ințelegem de ce si ce face , ”nucleul dur” al UE in acest domeniu, dar, asta nu înseamnă ca și trebuie sa urmăm ad-litteram ceea ce face ”nucleul”. Drumul între A si B nu este unic pentru toata lumea si mai sunt si ”scurtături” si, cum am spus si demonstrat din totdeauna, nu tot ce e bun in Vest, se si potrivește in Est.

 

Să pornim de la niște cifre de block-start:

 

Germania (prin Energiewende) își propune

 

România (in ciuda guvernărilor diverse) are deja

 

Cauzele statisticilor de mai sus (valabile comparativ si cu Franta, Olanda, Spania, Belgia, etc.) sunt:

 

Parțial, din aceste motive de mai sus, cităm dintr-un raport al strategiei UE pentru hidrogen verde, cam cum va arăta viitorul UE și, mai ales ce si cum se urmărește:

 

Fig.5

Nota: sensul bi-direcțional RO-BG este dat in principal de faptul că BG are deja capacităti de stocare mari

 

Rețele de H2 verde preconizate pentru 2050

Fig.6

Se observă cu ușurință ca:

 

6. De ce ar vrea România Hidrogen verde ? Ar ști ce sa facă cu el ?

 

In urma celor prezentate mai sus, să aruncăm o privire asupra poziției României, cu resursele sale, in geografia zonală si perspectivele viitorului

Fig.7

Se observă că:

 

Din toate cele de mai sus arătate și din toate ”acțiunile” României in domeniul regenerabilelor si hidrogenului verde, se distinge o incoerență evidentă, intenționată sau din incompetență, sau, mai popular cum zic romănii –  punem caru inaintea boilor – fiind grijulii mai degrabă cu folosirea hidrogenului fără să il avem, decît mai intîi,  cum să-l facem (doar dacă nu intenționăm să-l importăm si pe acesta, poate din Azerbaidjan).

 

Dacă vom căuta similitudini intre gaz si hidrogen (verde), nu putem să nu constatăm că, așa cum am ratat mari oportunităti cu resursa noastră – gazul natural – de a deveni ”hub energetic ” (cuvînt mult indrăgit de politicieni, dar, deloc înțeles), tot așa, ne indreptăm si spre ”eșecul hidrogenului verde”.

Toate acestea se vor întîmpla datorită lipsei oricărei gîndiri si strategii energetice, conform Motto-ului de la inceputul acestei analize.

Lipsa unei strategii, asumate si urmărite, ar elimina o mare parte din ”terenul de joacă” al multor jucători, mai mult sau mai puțin interesați in anumite domenii, de a exploata resurse si oportunități.

În acest context, ca un aspect negativ, se constată si lipsa oricărei idei de a ”asezona”  diplomatia clasică cu diplomația energetică, domeniu in care România ar avea mult mai multe atuuri ( NA-diplomațtia energetică – un termen aparut in SUA in 1976, și, folosit ulterior cu mult succes, de multe state, printre care după cum am văzut și de Rusia). Atuurille României ? gazul si petrolul – ratate, gazul din Marea Neagră, poziția de intersecție tri-dimensională retele electrice , piața Central Est Europeana-Piata Balcanica si Azerbaidjanul. …iar in prezent, continuam sa nu vedem oportunitățile legate de Hidrogen, sau Stocarea de energie care ne-ar permite ”să facem jocurile in piețele de electricitate. Aceste atuuri ar fi putut schimba multe, inclusiv problema ”măruntă”  numită Schengen.

 

7. Cum ar putea deveni România ”verde” pînă in 2035 si de ce ?

 

Nu stim ce prevede strategia Româneasca, nici a energiei si nici a hidrogenului verde, dar, ceea ce cunoaștem cît de cît este ca Strategia EU a hidrogenului verde preconizează urmatoarele consumuri

Fig.8

 

În 2050, cf. Strategiei UE, cererea de H2 in România ar fi de cca 50 TWh (dacă industrializam ceva)
In 2023, consumul de electricitate al RO a fost de 56 TWh, deci, pe linga SEN-ul actual de ”inverzit”,
ar mai trebui capacitati suplimentare de cel puțin  10,000 MWe, numai pentru consum propriu.

 

România insă, poate atinge acest obiectiv ”total verde”, foarte repede, intr-o strategie de valorificare, parțială a marilor resurse regenerabile de care dispune.

Structura de productie care ar acoperi consumul de exemplu, din 2022 de cca 56 TWh, va fi  astfel:

 

 

Arhitectura unui SEN verde se va baza pe centrale regenerabile de bază si semibază – Nuclear-Hidro, 2 Centrale CHEAP de 1000 MW si aprox 15000 MW RES intermitente (Eolian si Solar)

Fig.9

Deci, întregul program de decarbonare a SEN și atingerea obiectivului 100% verde, poate fi atins in 2035, la un cost aproximativ de 15 miliarde EUR. De remarcat faptul că intr-un astfel de scenariu – (dacă chiar intenționăm să decarbonăm economia !) costul este sub 15 miliarde EUR, substanțial mai scăzut decit construcția a incă 2 unităti nucleare 3 & 4, centrale SMR si circa 4500 ME cicluri combinate pe gaze, care, toate acestea nu vor realiza nici măcar transformarea SEN in total verde.

 

Dar, obținerea unui SEN total verde va realiza:

 

Catalin Dragostin

 

Bibliografie:

Exit mobile version