ऊर्जा संक्रमण में हाइड्रोजन तेजी से बढ़ रहा है, लेकिन यह ओवरसोल्ड हो सकता है

हम पहले क्या जानते थे।

हाइड्रोजन के निम्नलिखित पहलुओं की पहले खोज की जा चुकी है।

रिस्टैड एनर्जी ने दो साल पहले भविष्यवाणी की थी कि तरल हाइड्रोजन को 2050 तालिका में जगह मिलेगी, लेकिन कुल स्वच्छ ऊर्जा की जरूरत का केवल 7% हिस्सा है। यह 7% कठिन-से-उड़ान विमानन, महासागर जहाजों, और सीमेंट और इस्पात उद्योगों के लिए एक स्वच्छ-ईंधन आला है।

तरल हाइड्रोजन के दो बड़े फायदे हैं: एक, ऊर्जा सघन रूप में समाहित है। दो, यह कार्बन उत्सर्जन के बिना हवा से पानी में जलता है।

हाइड्रोजन बड़ी तेल और गैस कंपनियों द्वारा उत्पादन के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है क्योंकि वे पहले से ही जानते हैं कि कैसे एक और गैस - प्राकृतिक गैस - का उत्पादन और वितरण करना है और उनके पास गहरी जेब है।

अब हम क्या जानते हैं।

DNV ने अपनी वार्षिक रिपोर्ट में¹ 2022 के अंत में अनुमान लगाया गया कि तरल हाइड्रोजन 5 तक स्वच्छ ऊर्जा की जरूरतों का केवल 7% (2050% नहीं) भरेगा।

जैसा कि ब्लूमबर्ग ग्रीन ने लिखा है, ऐसे कारण हैं जिनकी वजह से हाइड्रोजन अभी तक मुख्यधारा में नहीं आया है, जैसे हवा और सौर। एक लागत है: पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा हरित उत्पादन महंगा है और इलेक्ट्रोलिसिस एक अक्षम तकनीक है।

दो, नीला हाइड्रोजन जलवायु के अनुकूल नहीं है। जबकि यह हरे रंग के हाइड्रोजन से सस्ता है, नीले हाइड्रोजन को हाइड्रोजन प्लस CO2 में मीथेन का उत्पादन करने और तोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और CO2 को आमतौर पर CCS (कार्बन कैप्चर और स्टोरेज) द्वारा निपटाने की आवश्यकता होती है। हाइड्रोजन उत्पादन श्रृंखला के दोनों छोर इस हाइड्रोजन विकल्प में "स्वच्छ" हैं।

तीन, अधिकांश मशीनें और उद्योग हाइड्रोजन का उपयोग करने के लिए अनुकूलित नहीं हैं। गैसोलीन के बजाय हाइड्रोजन को जलाने के लिए एक पारंपरिक कार को तैयार करना, या प्राकृतिक गैस के बजाय हाइड्रोजन को जलाने के लिए एक औद्योगिक दुकान में मशीनों को अनुकूलित करना एक अतिरिक्त लागत है।

हाइड्रोजन तेल और गैस कंपनियों के लिए प्राकृतिक गैस में उनके विशाल अनुभव के कारण स्वाभाविक रूप से उपयुक्त है, बल्कि इसलिए भी कि उन्होंने 2022 में भारी मुनाफा कमाया, और नए उद्यमों पर जोखिम उठा सकते हैं।

हाइड्रोजन के लिए निराशाजनक लागत पूर्वानुमान.

हाल ही के एक लेख में डीएनवी के एनर्जी ट्रांज़िशन आउटलुक के कुछ अंश दिए गए हैं¹ 2023. मुख्य बिंदु हैं:

· 5 तक वैश्विक स्वच्छ ऊर्जा मांग के 2050% तक पहुंचने के लिए नए अमोनिया टर्मिनलों और पाइपलाइनों सहित उत्पादन के लिए $7 ट्रिलियन से अधिक की लागत आएगी।

· अधिकांश हाइड्रोजन का उपयोग विनिर्माण में किया जाएगा|

· हाइड्रोजन और अमोनिया मिलकर वैश्विक शिपिंग ईंधन का लगभग आधा हिस्सा बनाएंगे, जो कि कठिन श्रेणी में से एक है।

· 50% से अधिक वैश्विक हाइड्रोजन पाइपलाइनों को प्राकृतिक गैस पाइपलाइनों से फिर से तैयार किया जाएगा।

· लैटिन अमेरिका और मध्य पूर्व और उत्तरी अफ्रीका हाइड्रोजन या अमोनिया के निर्यातक बन जाएंगे क्योंकि उनके पास इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा हाइड्रोजन बनाने के लिए पवन और सौर जैसी नवीकरणीय ऊर्जा के लिए बड़े क्षेत्र उपलब्ध हैं।

· यूरोप में, जर्मनी, फ्रांस और स्पेन जैसे बड़े देशों के पास घरेलू हाइड्रोजन उत्पादन के 2030-4 Gw के 6.5 लक्ष्य होंगे।

· यूके गैस पाइपलाइनों के अपने बड़े नेटवर्क के साथ प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन में बदलने में सक्षम होगा।

· यूरोपीय संघ की योजनाओं में 6 तक 2024 गीगावॉट की इलेक्ट्रोलाइजर क्षमता शामिल है, जो 40 तक 2030 गीगावॉट तक बढ़ जाएगी।

क्या हाइड्रोजन की अधिक बिक्री हो रही है?

तो क्या हाइड्रोजन की अधिक बिक्री हो रही है? भले ही हाइड्रोजन ईंधन सौर या हवा की तुलना में अधिक उत्साह पैदा करता है, 7 में हाइड्रोजन के लिए स्वच्छ ऊर्जा के कुल पूर्वानुमान का 2050% कुल का एक बहुत छोटा प्रतिशत है। इसमें जोड़ें कि हाइड्रोजन को ऑनलाइन लाने के लिए अत्यधिक लागत की भविष्यवाणी की गई है, यह स्वीकार करने के लिए आकर्षक है कि हाइड्रोजन को 2050 के लिए सिल्वर बुलेट स्वच्छ ईंधन के रूप में ओवरसोल्ड किया जा रहा है।

आइए कुछ देशों में हाइड्रोजन गतिविधियों पर एक नज़र डालें, जिनमें से कुछ तेल और गैस उद्योग में शामिल हैं।

यूरोपीय संघ (ईयू) बनाम यूएस में हाइड्रोजन की योजना

हाइड्रोजन का कुल वैश्विक उत्पादन अब लगभग 90 मिलियन टन प्रति वर्ष है। IEA (अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी) की भविष्यवाणी है कि 180 तक शुद्ध-शून्य कार्बन उत्सर्जन प्राप्त करने के लिए 2030 तक इसे बढ़ाकर 2050 मिलियन टन प्रति वर्ष करने की आवश्यकता होगी।

अमेरिका में अब उत्पादित लगभग 10 मिलियन टन प्रति वर्ष हाइड्रोजन का उपयोग उद्योग द्वारा पेट्रोलियम को परिष्कृत करने, धातुओं के उपचार, उर्वरक उत्पादन और खाद्य प्रसंस्करण के लिए किया जाता है।

लेकिन आज का अधिकांश उत्पादन, 99%, नीला हाइड्रोजन है जो कार्बन-मुक्त नहीं है, जैसा कि पहले बताया गया है। ग्रीन हाइड्रोजन पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा निर्मित होता है और अक्षय बिजली द्वारा संचालित होने पर काफी हद तक कार्बन मुक्त होता है।

यूरोपीय संघ हरित हाइड्रोजन के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के अनुकूल होने में तेज रहा है, मोटे तौर पर कार्बन मुक्त। लेकिन अमेरिकी मुद्रास्फीति न्यूनीकरण अधिनियम (IRA) द्वारा प्रदान किए गए बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन निवेश का जवाब देने के लिए यूरोपीय संघ धीमा रहा है, जो हरित ऊर्जा कार्यक्रमों के लिए $369 बिलियन का निर्देश देता है।

विश्व स्तर पर, लेख कहता है, नियोजित हाइड्रोजन परियोजनाओं में से केवल 1%, 1 Tw (टेरावाट) की राशि ने निर्माण शुरू कर दिया है। इसमें से लगभग एक चौथाई, 269 Gw (गीगावाट) 2030 तक ऑनलाइन हो जाएगा। विकास एक क्रांति की तरह महसूस होगा, क्योंकि आज का हाइड्रोजन उत्पादन केवल 0.45 Gw है।

यह भी भविष्यवाणी करता है कि 6 तक हरित हाइड्रोजन की कीमत आज के 8-3 यूरो/किग्रा से गिरकर 2050 यूरो/किग्रा से नीचे आ जाएगी।

अमेरिका में हाइड्रोजन हब

बुनियादी ढाँचे की सघनता के सामान्य लाभों के साथ-साथ, हाइड्रोजन हब की अवधारणा हाइड्रोजन के परिवहन में होने वाले खतरे और लागत को ऑफसेट करना है, जो कि अत्यधिक ज्वलनशील है, बड़ी दूरी पर।

अमेरिकी कांग्रेस ने 8 के इंफ्रास्ट्रक्चर एक्ट से डीओई (ऊर्जा विभाग) के लिए हाइड्रोजन उत्पादकों, अंतिम-उपयोगकर्ताओं और उन्हें जोड़ने वाले बुनियादी ढांचे से जुड़ी कम से कम चार प्रदर्शन परियोजनाओं का समर्थन करने के लिए $2021 बिलियन का विनियोजन किया। डीओई ने पहले ही विश्वविद्यालयों, राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं और उद्योग द्वारा हाइड्रोजन में आश्चर्यजनक 400 परियोजनाओं को वित्तपोषित कर दिया है और नए हब इस जानकारी पर आधारित होंगे।

अप्रैल 2023 में फुल-फंडिंग आवेदन होने वाले थे। चार निजी गठजोड़, साथ ही उद्योग से जुड़ी कई राज्य सरकारों और कुछ अन्य राज्यों से संबद्ध सरकारों ने आवेदन किया है। प्रारंभिक डीओई फंडिंग प्रति हब $1.25 बिलियन से अधिक नहीं है, जो कि एक बड़ी राशि है। वे 6-10 अरब डॉलर के संयुक्त वित्त पोषण के साथ 6-7 क्षेत्रीय केन्द्रों का चयन करने की उम्मीद करते हैं।

एक हब कहा जाता है हाई वेलोसिटी हब यूएस गल्फ कोस्ट के साथ केंद्रित है, और शेवरॉन द्वारा आयोजित किया गया है
CVX
और एक्सॉनमोबिल सहित कई निजी कंपनी भागीदार
XOM
और मित्सुबिशी। वे लुइसियाना और टेक्सास तटों के साथ 48 हाइड्रोजन उत्पादन केंद्रों (दुनिया में सबसे बड़े) के साथ-साथ 1,000 मील की समर्पित हाइड्रोजन पाइपलाइनों के नेटवर्क का लाभ उठाएंगे।

एक लक्ष्य 1 किलो से कम कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन करते हुए 2 किलो हाइड्रोजन बनाने की डीओई की चुनौती को हल करना है, जिसे हाइड्रोजन शॉट कहा जाता है। एक अन्य लक्ष्य हाइड्रोजन की लागत को 80% तक कम करना है - 1 वर्षों के भीतर $10/किग्रा।

उपरोक्त जैसे कार्यक्रमों ने पूरे अमेरिकी टैक्स क्रेडिट में उद्योग का ध्यान आकर्षित किया है IRA द्वारा पेश किए गए स्वच्छ हाइड्रोजन उत्पादन में $100 बिलियन उत्पन्न कर सकते हैं - $8 बिलियन के शीर्ष पर जिसे कांग्रेस ने इंफ्रास्ट्रक्चर अधिनियम से विनियोजित किया है।

अन्य हाइड्रोजन हब जिन्हें देखने की आवश्यकता है, उन्हें रॉयटर्स इवेंट्स द्वारा बहुत संक्षेप में संक्षेपित किया गया है². उनकी सूची में शामिल हैं:

ट्रांस पर्मियन और होराइजन्स क्लीन हाइड्रोजन हब: वेस्ट टेक्सास तेल और गैस से मजबूत संबंध है।

हाइबिल्ड लॉस एंजिल्स

हाईग्रिड प्रोजेक्ट

हेलो हाइड्रोजन हब: अरकंसास, लुइसियाना और ओक्लाहोमा राज्यों का तेल और गैस तरल पदार्थों के उत्पादन और परिवहन का एक लंबा इतिहास रहा है।

उन्नत स्वच्छ ऊर्जा भंडारण केंद्र

साउथवेस्ट क्लीन हाइड्रोजन इनोवेशन नेटवर्क

दक्षिण पूर्व हाइड्रोजन हब

इनमें से अधिकांश परियोजनाओं में ऊर्जा उपयोगिताओं या गैर-लाभकारी शहर या राज्य प्रायोजित परियोजनाएं शामिल हैं और कई विश्वविद्यालय समर्थन में निर्मित हैं।

परियोजनाओं के लिए डीओई के आह्वान पर 79 आवेदन प्राप्त हुए², लेकिन इनमें से सिर्फ 33 को अप्रैल 2023 तक औपचारिक आवेदनों पर जाने के लिए आमंत्रित किया गया था। 10 हब से कम का अंतिम चयन 2023 की दूसरी छमाही में होगा।

यह स्पष्ट है कि देश भर के हितधारकों ने हाइड्रोजन दृष्टि पर कब्जा कर लिया है। अमेरिका एक हाइड्रोजन भविष्य के लिए प्रतिबद्ध है और इस परिवर्तन में दुनिया का नेतृत्व करना चाहता है।

भविष्य के लेख में, हम हाइड्रोजन उत्पादन में विशेष तेल और गैस कंपनियों की गतिविधियों का वर्णन करेंगे।

Takeaways

हाइड्रोजन दृष्टि एक महत्वाकांक्षी है - क्योंकि इसका उत्पादन करना कठिन है, भंडारण और परिवहन के लिए खतरनाक है, और महंगा है।

हाइड्रोजन के निम्न कार्बन संस्करण को ग्रीन हाइड्रोजन कहा जाता है, जो महंगा है, क्योंकि यह पानी के इलेक्ट्रोलिसिस पर आधारित एक अक्षम प्रक्रिया है। अनिवार्य रूप से सभी मौजूदा हाइड्रोजन उत्पादन नीले हाइड्रोजन हैं लेकिन पीढ़ी प्रक्रिया की शुरुआत और अंत में इसके उच्च कार्बन नुकसान हैं।

लेकिन हाइड्रोजन चांदी की गोली नहीं है। एक हाइड्रोजन उद्योग 5 तक दुनिया की ऊर्जा के 7-2050% कठिन-से-कम उत्सर्जन में से एक बड़ा हिस्सा ले सकता है, लेकिन कुल उत्सर्जन का सबसे बड़ा हिस्सा अभी भी बना हुआ है: 93-95%।

संदर्भ।

1. डीएनवी, ऊर्जा संक्रमण आउटलुक 2022, अक्टूबर 13, 2022।

2. रॉयटर्स इवेंट्स: अमेरिका के हाइड्रोजन राज्य, Hydrogen_Hubs_श्वेतपत्र_5 अप्रैल 2023.पीडी