Economia hidrogenului trebuie să se dezvolte la scară europeană, iar pentru aceasta este nevoie să fie îndeplinită o condiție fundamentală: existența unor standarde comune privind calitatea hidrogenului transportat, stocat și utilizat. Lipsa acestor standarde comune poate afecta transportul transfrontalier, interoperabilitatea infrastructurii și dezvoltarea pieței europene a hidrogenului.
DG ENER (Directorate General for Energy), direcția generală a Comisiei Europene pentru politica energetică a UE, a coordonat studiul Technical Assistance on Hydrogen Quality Standardisation” („Asistență tehnică pentru standardizarea calității hidrogenului”). Acesta a fost sintetizat de ENTSOG în documentul „Concluzii rezultate din consultarea Comisiei Europene privind calitatea hidrogenului”.
Prezentăm în continuare câteva dintre aspectele relevate în aceste documente.
DEFINIREA CALITĂȚII OPTIME A HIDROGENULUI
Identificarea unei calități optime a H₂ este foarte complexă: dincolo de conținutul minim de H₂, sunt relevante și limitele pentru contaminanți specifici (de ex. sulf) sau proprietățile fizice (de ex. indicele Wobbe).
Studiul DG ENER elaborează 3 specificații orientative, pe baza literaturii tehnice și a contribuțiilor stakeholderilor, în urma consultării de către autorii studiului: conținut H₂ de >98 mol%, >99,5 mol%, respectiv >99,97 mol%, plus limite pentru contaminanții-cheie.
Opiniile stakeholderilor diferă: anumiți operatori de stocare și de conducte reutilizate consideră oportune niveluri mai scăzute de puritate (adică >98 mol%), în timp ce alți operatori de transport H₂, operatori industriali de rețea și mulți utilizatori finali preferă niveluri mai ridicate, de aproximativ >99–99,5 mol%.
CERINȚELE UTILIZATORILOR FINALI
Cerințele utilizatorilor finali se referă în principal la substanțele cu potențial de contaminare și la proprietățile de combustie, în cazul motoarelor, turbinelor și instalațiilor de ardere.
CINE SUNT UTILIZATORII FINALI ÎN CAZUL HIDROGENULUI? Industria (în care hidrogenul joacă rol de materie primă), siderurgia și sectorul energetic sunt considerate piețe-cheie pentru hidrogen în viitor.
De asemenea, hidrogenul poate juca un rol semnificativ în sectorul transporturilor, prin producția de e-fuels (combustibili sintetici) și prin utilizare directă în celule de combustie (transport greu).
Hidrogenul este considerat a avea un rol limitat în încălzirea rezidențială.
CUM ESTE VĂZUTĂ PURITATEA HIDROGENULUI ÎN ACESTE DOMENII?
Pentru o parte dintre aplicațiile industriale, nivelul de puritate este de importanță secundară. Cerința principală este ca impuritățile să nu perturbe procesele industriale.
Pentru utilizatorii finali din sectoarele de electricitate și producție de căldură, costul mai redus este un criteriu mai important decât gradul ridicat de puritate.
În general, utilizatorii industriali cer o calitate constantă. Pentru o parte dintre aceștia, constanța calității este mai importantă decât nivelul propriu-zis de puritate.
TRANSPORT ȘI STOCARE
În transportul și stocarea hidrogenului, nivelul de puritate cerut depinde de: tipul infrastructurii utilizate, posibilitatea adaptării conductelor existente de gaze naturale pentru transportul hidrogenului, metoda de stocare (caverne saline vs. medii poroase), riscul de contaminare cu oxigen, azot, hidrocarburi sau compuși ai sulfului, distanța față de facilitățile de stocare.
Studiul analizează două opțiuni: puritate de 98%, respectiv de 99,5%.
Argumente pentru o puritate de 98%:
Operatorii de stocare, cu excepția celor care utilizează caverne saline, susțin că orice nivel de puritate peste 98% nu are justificare economică pentru ei.
Stakeholderii susțin că volumul necesar pentru nevoile de stocare depășește capacitatea cavernelor saline existente în UE.
Stakeholderii care solicită acest nivel de calitate sunt, în general:
- operatori de transport și sistem (TSO) asociați cu stocarea în medii poroase și cu operatorii de stocare care nu utilizează caverne saline;
- mai prudenți în ceea ce privește fezabilitatea tehnică și economică a stocării hidrogenului;
- localizați geografic mai departe de zonele cu stocare în caverne saline (Italia, Austria, Cehia, Franța).
Argumente pentru o puritate de 99,5%:
- Există un nivel ridicat de încredere în fezabilitatea tehnică.
- Operatorii de distribuție (DSO) solicită o marjă de siguranță privind calitatea, deoarece rețelele lor vor contamina hidrogenul (infiltrații, odoranți adsorbiți, rețele cu debit redus).
- Potrivit unor studii recente (care urmează să fie confirmate), nivelul de 99,5% este considerat optim din punct de vedere economic pentru echilibrul cerere/ofertă.
Stakeholderii care solicită acest nivel de calitate sunt, în general:
- operatori de transport și sistem (TSO) asociați direct cu stocarea în caverne saline;
- localizați geografic mai aproape de zonele cu stocare în caverne saline (Țările de Jos, Belgia, Germania, Danemarca).
COSTURILE PURIFICĂRII
Evaluările eforturilor de purificare de-a lungul lanțului de aprovizionare indică un nivel al costurilor suplimentare de aproximativ 0,8–1,2 €/kg în scenariile-cheie analizate.
Factorii principali de cost pentru procesele de purificare:
- eliminarea oxigenului și adsorbția prin variație de presiune (Pressure Swing Adsorption – PSA), cu impact semnificativ al economiilor de scară și al consumului de energie;
- conductele reutilizate și stocarea în medii poroase;
- dezvoltarea rețelei și a pieței, precum și ponderea diferitelor categorii de utilizatori finali.
Costurile totale de purificare ale sistemului sunt determinate de:
- configurația rețelei (de ex. ponderea conductelor reutilizate și a stocării poroase)
- modalitățile de utilizare finală.
Acestea diferă între statele membre. De aceea, viitorul proces de armonizare nu poate fi determinat doar tehnic, ci va necesita și acord politic.
Textul integral poate fi consultat aici: entsog.eu
