Eins og ég kom inná í síðustu grein minni hér í Kjarnanum er vetnið líklegt til að verða mikilvægur orkumiðill í framtíðinni. Þessa sjást greinileg merki í skýrslu sem Alþjóða orkustofnunin (International Energy Agency, IEA) birti um framtíð vetnis sem orkugjafa fyrr í þessum mánuði. Skýrslan, The Future of Hydrogen, Seizing today‘s opportunities, var unnin að beiðni japanskra stjórnvalda í tilefni þess að Japan var að taka við forsæti G20-hópsins og voru niðurstöðurnar kynntar á fundi umhverfisráðherra G20-ríkjanna hinn 14. júní sl. Í skýrslunni er staða vetnis á alþjóðavísu reifuð, fýsileiki vetnisvæðingar, hagkvæmni hennar o.s.frv. Er skemmst frá því að segja að Alþjóða orkustofnunin telur vetnið vera góðan kost sem framtíðarorkugjafa og mikilvægt að auka notkun þess í orkufrekri starfsemi á borð við samgöngur, byggingariðnað og raforkuframleiðslu. Á þetta einkum við um það sem kallað er hreint eða grænt vetni, sem framleitt er með rafgreiningu vatns með endurnýjanlegum orkugjöfum.
Noé van Hulst, aðalráðunautur hollenska viðskipta- og loftslagsmálaráðuneytisins í vetnismálum og fyrrverandi stjórnarformaður IEA, leiddi sérfræðingaráð sem var höfundum vetnisskýrslu stofnunarinnar innan handar við gerð hennar. Hann ritaði nýverið grein um líklega þróun vetnisvæðingar undir yfirskriftinni Hreina vetnisbyltingin: Hvernig, hverjir gera hana og hvenær? (The Clean Hydrogen revolution; how, by whom, when?).
Þar segir van Hulst vaxandi einingu um það á alþjóðavettvangi, að vetnið hafi mikilvægu hlutverki að gegna í orkumálum framtíðarinnar. Verðið á hreinu vetni sé þó enn of hátt til að það sé raunverulega samkeppnishæft við aðra orkugjafa. Samkvæmt útreikningum orkusérfræðinga lækkar verð vetnis ekki nægilega til að notkun þess geti orðið almenn í heiminum fyrr en kringum 2030. Þó eru mörg jákvæð teikn á lofti um að það geti orðið hagkvæmara fyrr en ætlað er, segir van Hulst.
En hvað er „hreint“ eða „grænt vetni“? Í dag er vetni helst unnið í stórum stíl úr jarðgasi með tilheyrandi kolefnisspori og þá nefnt „grátt vetni“.
„Blátt vetni“ er skárra, þar sem koldíoxíð(CO2)losunin vegna jarðgassins er fangað eða notað á einhvern máta. Hreinasta gerðin er svo kallað „grænt vetni“ og er framleitt með endurnýjanlegri orku án koldíoxíðmyndunar.
Grátt vetni
Sem stendur er gráa vetnið töluvert ódýrara en hinar útgáfurnar tvær. Verðið er áætlað um 1.50 evrur fyrir hvert kíló vetnis að meðaltali, en það ræðst að mestu af verði jarðgass, sem er breytilegt eftir löndum. Of oft gerir fólk ráð fyrir að verðið á gráu vetni muni haldast lágt um fyrirsjáanlega framtíð, segir van Hulst, sem bendir á að sú trú samræmist ekki spám Alþjóða orkustofnunarinnar um hækkandi gasverð vegna þrýstings frá markaðnum. Og, það sem mikilvægara er, þá gleymist líka að taka tillit til vaxandi verðsveiflna á gasmarkaðinum, ekki síst í Evrópu, þar sem viðskipti með gas fara í auknum mæli fram á dægurmarkaði.
Einnig má reikna með verðhækkun á gráu vetni út af hækkun á gjöldum vegna koldíoxíðslosunar. Í markaðskerfi Evrópusambandsins með losunarheimildir er verðið á CO2 20 til 25 evrur tonnið. Sífellt fleiri lönd Evrópusambandsins vilja jafnframt hækka lágmarksverð á CO2 í áföngum upp í 30 til 40 evrur á næstu 10 árum. Það þýðir að framleiðslukostnaður á gráu vetni gæti hækkað um nær 0,50 evrur á kílóíð og yrði þá um 2 evrur. Þá má ekki gleyma samfélagslegum þrýstingi á að draga úr losun vegna loftslagshamfara. Þannig má gera ráð fyrir að áhrif almennings verði nokkur við að auka veg græns vetnis og draga úr notkun þess gráa – hreint skal vera hreint.
Blátt vetni
Verð á bláu vetni, rétt eins og því gráa, ræðst fyrst og fremst af verði jarðgassins. Næst mikilvægasti þátturinn í verðlagningu á bláu vetni er svo kostnaðurinn við að fanga og geyma eða nýta koldíoxíð-útblásturinn sem framleiðslan veldur. Nýlegar áætlanir um verð við að fanga og nýta eða geyma CO2 hljóða upp á 50 til 70 evrur á tonnið. Núverandi verð á bláu vetni er því eitthvað hærra en þess gráa. Til framtíðar litið mun bilið þó minnka eftir því sem losunarkvótar verða dýrari, sem og þegar stærðarhagkvæmni fer að gæta við kolefnisbindingu. Tækniþróun gæti líka opnað fyrir fleiri leiðir til nýtingar á CO2 í iðnaði, sem þá myndi lækka kostnaðinn við þessa framleiðsluaðferð enn meira.
Grænt vetni
Margar breytur hafa áhrif á verð græns vetnis, sem í dag er 3.50 til 5 evrur á kílóið. Fyrsta breytan er kostnaður við rafgreiningu vatnsins (grænt vetni er framleitt með rafgreiningu á vatni með endurnýjanlegri raforku). Grænt vetni er ekki framleitt á iðnaðarskala í dag og heimsframleiðsla græns vetnis er því afar lítil og kostnaðurinn á hvert kíló eftir því. En eins og ég nefndi í síðustu grein hafa nú þegar álitlegir vaxtarsprotar litið dagsins ljós á þessu sviði. Flestir iðnaðarsérfræðingar telja að með magnframleiðslu á grænu vetni verði mögulegt að lækka verðið um allt að 70% á næstu 10 árum.
Mikilvægasti, einstaki áhrifaþátturinn í framleiðslukostnaði á grænu vetni er þó verðið á þeirri umhverfisvænu, endurnýjanlegu orku sem notuð er við rafgreininguna.
Kostnaður við framleiðslu á raforku með sólar- og vindorku hefur lækkað miklum mun meira og hraðar síðasta áratuginn en gert var ráð fyrir. Það er því full ástæða til bjartsýni varðandi kostnaðarþróun í framleiðslu græns vetnis næstu árin og allt eins líklegt að kostnaður við hana lækki miklu hraðar en sérfræðingar telja nú, rétt eins og gerðist með vind- og sólarorkuna.
Endurnýjanleg orka og vetni
Á sólríkum og vindasömum landsvæðum svo sem Miðausturlöndum, Norður-Afríku og Suður Ameríku hefur verð á grænni raforku fallið niður í um 2 evru-cent á kwst. (um 20 mills). Sérfræðingar búast jafnvel við meiri lækkun á næstunni. Fyrrverandi orkumálaráðherra Bandaríkjanna, Steven Chu, spáir því að verðið geti bráðlega farið niður í 1,3 bandarísk cent á kwst. Í þessum löndum og landsvæðum eru kjöraðstæður til stórframleiðslu á grænu rafmagni til heimilisnota og þar með stórframleiðslu á grænu vetni, bæði til heimilisnota og útflutnings.
Vetnisflutningar
Grænt vetni má í öllum grundvallaratriðum flytja sjóleiðis hvaðan sem er – líka frá Íslandi – til svæða, þar sem sólar og/eða vinda gætir í minna mæli. Í Japan eru nokkur mikilvæg tilraunaverkefni í gangi á þessu sviði, í samvinnu við Ástralíu, Saudi-Arabíu og Brúnei. Verkefnunum er ætlað að finna bestu leiðina til að flytja grænt og blátt vetni langar leiðir með skipum. Enn er of snemmt að segja til um þróun kostnaðar við flutningana og hversu hratt þessi heimsmarkaður mun þróast. Hins vegar má alveg gera ráð fyrir svipuðu markaðsformi og gildir nú um jarðgas.
Grænt vetni í Evrópu
Van Hulst gerir ráð fyrir að verð á grænu vetni lækki verulega á næsta áratug og verði á pari við grátt og blátt vetni 2030-2035. Þróun rafgreiningarinnar yfir í iðnaðarskala og framboð rafmagns úr endurnýjanlegum uppsprettum eru helstu óvissuþættirnir. Mikil aukning á raforkuframleiðslu í strand-vindorkuverum er í bígerð í Norður Evrópu á næstu 10 – 15 árum.
Virkjum endurnýjanlega orkukerfið ---→ kolefnissneyðing orkunotkunar
1. Auðveldað stórframleiðslu og samþættingu orku frá ólíkum, endurnýjanlegum orkugjöfum
2. Nýst til að flytja orku til ólíkra notenda og landsvæða
3. Þjónað hlutverki varaforða til að auka sveigjanleika orkukerfa
4. Dregið úr kolefnisnotkun í samgöngum og flutningum
5. Dregið úr kolefnisnotkun í iðnaði
6. Dregið úr kolefnisnotkun vegna húsahitunar og -rafmagns
7. Nýst sem endurnýjanlegur orkugjafi
Orkan, Ísland og ESB
Kostir vetnis sem orkumiðils eru fjölmargir og notkun þess í stað jarðefnaeldsneytis getur dregið mjög úr umhverfisálagi. Þá má vel hugsa sér að vetnisframleiðsla í stórum stíl muni slá út af borðinu allar hugmyndir um mögulegan sæstreng, sem margir vilja tengja hinum svokallaða þriðja orkupakka og stór hluti þjóðarinnar hefur áhyggjur af. Það eru nefnilega uppi raddir um að sæstrengur verði brátt úrelt leið til orkuflutninga, þegar vetnisframleiðslan nær sér almennilega á strik.
Greinilegt er á umræðunni að þekking á Evrópusambandinu (ESB) er ekki næg hér á landi. ESB er ekki markaðs- og verslunarbandalag eingöngu, heldur bandalag um flest er viðkemur hagsmunum almennings og neytenda til framtíðar. Stundum er löggjöf bandalagsins um hluti á borð við neytendavernd, mannréttindi og náttúruvernd strangari en einstök aðildarríki eða hagsmunaaðilar kæra sig um að fylgja. Sem dæmi má nefna að 26 þýskar borgir eru nú í vandræðum þar sem þær uppfylla ekki loftgæðamarkmið bandalagsins og það gildir líka um bændur í grennd við náttúruverndarsvæði sem ekki hafa farið að reglum sambandsins um búskaparhætti á slíkum svæðum. Loftgæða- og náttúruverndarlöggjöf Evrópusambandsins hefur semsagt áhrif í öllum aðildarríkjum þess.
Óhætt er að segja að ESB hafi nokkuð metnaðarfulla umhverfis- og orkustefnu, ekki síst þegar horft er til Bandaríkjanna til samanburðar. Ekki einungis er unnið að kolefnishlutleysi, aukningu endurnýjanlegra orkugjafa og orkuskiptum, heldur einnig aukinni orkunýtni. Hér á Íslandi hafa líka orðið stórstígar framfarir á sviði mengunarvarna eftir inngönguna í EES og að miklu leyti vegna hennar. Gott og gagnlegt væri að Ísland fylgdi orkustefnu bandalagsins ekki síður en markmiði þess um að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda.
Orkustefna þjóða og þjóðabandalaga
Vönduð stefnumótun er eitt mikilvægasta stjórntæki þjóða og þjóðabandalaga. Nú stendur í fyrsta sinn til að móta vandaða orkustefnu fyrir Ísland. Vinna við hana hófst á síðasta ári. Góðar fyrirmyndir eru víða og mæli ég sem sagt eindregið með orkustefnu ESB.
Noé van Hulst leggur einmitt áherslu á mikilvægi stefnumótunar þjóða og bendir á að opinber orkustefna geti haft mikil og góð áhrif á þróun mála, til að mynda með ákvæðum um lágmarksverð á losun koldíoxíðs og skýrum áætlunum um hvernig standa skuli að æskilegum orkuskiptum.
Sem dæmi um hið síðarnefnda nefnir hann meðal annars ríkisstyrki til framleiðenda endurnýjanlegra orkugjafa í Hollandi. Hér má einnig nefna að þýska ríkið hefur styrkt framleiðslu á endurnýjanlegri orku, meðal annars til að auka lífgasframleiðslu. Þannig framleiða þúsundir þýskra bænda lífgas sem þeir umbreyta í rafmagn sem fer beint inn á raforkunet landsins og þeir fá sómasamlega greiðslu fyrir, enda um raforku úr endurnýjanlegri uppsprettu að ræða. Væri ekki kjörið að auka enn á fjölbreytnina í íslenskum landbúnaði með svipuðum hætti. Beisla orku lífmassa, þ.e. lífræns úrgangs sem fellur til hjá bændum, og selja rafmagn inn á raforkunet landsmanna?
Höfundur er umhverfis- og auðlindafræðingur.
