Οι πρόσφατες καταστροφικές πυρκαγιές στη χώρα μας αλλά και τα συχνά ακραία κλιματικά φαινόμενα σε πολλές πλούσιες και αναπτυσσόμενες χώρες του πλανήτη μας υπενθυμίζουν ότι η κλιματική αλλαγή με τις οδυνηρές επιπτώσεις της είναι εδώ και ότι θα πρέπει να αλλάξουμε πορεία για να μπορέσουμε να αποφύγουμε τις καταστροφές.
Στα πλαίσια αυτά η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει αποφασίσει ότι μέχρι το 2050 θα πρέπει να μηδενίσει τις καθαρές εκπομπές στην ατμόσφαιρα εκείνων των αερίων που συμβάλλουν στη επίταση της κλιματικής αλλαγής. Αυτό σημαίνει, μεταξύ άλλων, ότι θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί η χρήση των ορυκτών καυσίμων (η καύση των οποίων εκλύει ανεπιθύμητα ανθρακούχα αέρια στην ατμόσφαιρα), τα οποία θα πρέπει να υποκατασταθούν με Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ή άλλες μη ανθρακούχες ενεργειακές πηγές. Στην τριακονταετή αυτή πορεία (2021-2050) ενεργειακής μετάβασης της Ε.Ε. σε μια οικονομία χαμηλών-μηδενικών καθαρών εκπομπών άνθρακα ένα καύσιμο που θα μπορούσε να έχει, μαζί με τη πράσινη ηλεκτρική ενέργεια, σημαντικό ρόλο είναι το υδρογόνο (Η2). Το υδρογόνο είναι το ελαφρύτερο στοιχείο του σύμπαντος. Εκτιμάται ότι αποτελεί το 75% της μάζας του και το 90% των μορίων του. Ενώ υπάρχει παντού στη φύση (π.χ. στο νερό), σπανίως συναντάται ελεύθερο αλλά σχεδόν πάντα είναι ενωμένο με άλλα στοιχεία σε διάφορες χημικές ενώσεις. Συνεπώς θα πρέπει να παραχθεί από τις χημικές ενώσεις στις οποίες βρίσκεται μαζί με άλλα στοιχεία. Η παραγωγή του υδρογόνου απαιτεί τη δαπάνη ενέργειας και έχει κάποιο κόστος. Η παγκόσμια παραγωγή του σήμερα εκτιμάται σε 75 εκατ. τόνους ετησίως. Διάφορες τεχνολογίες παραγωγής του από διάφορες ενώσεις υπάρχουν, ενώ η μισή περίπου ποσότητα του παράγεται σήμερα από το φυσικό αέριο. Εκτός του φυσικού αερίου παράγεται επίσης από τον άνθρακα, το πετρέλαιο και τη βιομάζα. Μία γνωστή από παλιά μέθοδος παραγωγής του είναι με την ηλεκτρόλυση του νερού όπου με τη βοήθεια της ηλεκτρικής ενέργειας διασπάται το μόριο του νερού στα στοιχεία που το αποτελούν δηλαδή σε δύο αέρια το υδρογόνο και το οξυγόνο. Η τεχνολογία αυτή είναι γνωστή από παλιά όμως χρησιμοποιείται ελάχιστα σήμερα καθώς το κόστος παραγωγής του υδρογόνου με το τρόπο αυτό είναι μεγαλύτερο από το αντίστοιχο κόστος παραγωγής του από το φυσικό αέριο. Αξίζει να σημειωθεί ότι η παραγωγή υδρογόνου από ορυκτά καύσιμα – φυσικό αέριο, πετρέλαιο και άνθρακα – έχει σαν συνέπεια την έκλυση ανθρακούχων αερίων στην ατμόσφαιρα. Αντίθετα η παραγωγή του με ηλεκτρόλυση του νερού (αν και πιο δαπανηρή) έχει σαν αποτέλεσμα τη ταυτόχρονη παραγωγή μόνο οξυγόνου. Εφόσον κατά την παραγωγή υδρογόνου με την ηλεκτρόλυση του νερού χρησιμοποιηθεί ηλεκτρική ενέργεια παραχθείσα από ανανεώσιμες πηγές τότε το παραχθέν υδρογόνο θεωρείται “πράσινο υδρογόνο” δεδομένου ότι η παραγωγή του δεν είναι συνυφασμένη με την έκλυση ανθρακούχων αερίων στην ατμόσφαιρα. Είναι προφανές ότι σήμερα η παραγωγή “πράσινου υδρογόνου” με αποδεκτό κόστος είναι πολύ επιθυμητή. Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας με τρείς τεχνολογίες (οι οποίες είναι παρόμοιες με τις τεχνολογίες ενεργειακής αξιοποίησης του φυσικού αερίου):
α) Με τη καύση του για τη παραγωγή θερμότητας,
β) Με τη καύση του και τη λειτουργία στροβίλων για τη παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας, και
γ) Με κυψέλες καυσίμου για παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας.
Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές χρήσεις όπως:
1. Σαν καύσιμο στις μεταφορές σε πλοία, αεροπλάνα, τρένα και οχήματα,
2. Σε μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας,
3. Στη παραγωγή θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών στη βιομηχανία,
4. Στη παραγωγή θερμότητας σε κτίρια, και
5. Σαν πρώτη ύλη για τη παραγωγή διαφόρων χημικών προϊόντων όπως προϊόντα διυλιστηρίων, πλαστικά, λιπάσματα κ.α.
Το υδρογόνο σαν αέριο μπορεί να μεταφερθεί και να αποθηκευτεί όπως το φυσικό αέριο ενώ αντίθετα η αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας είναι πιο δύσκολη και δαπανηρή. Η Ευρωπαϊκή Ένωση αναγνωρίζοντας τη σημασία του υδρογόνου σαν επιθυμητού καυσίμου στη πορεία της ενεργειακής μετάβασης της σε κλιματική ουδετερότητα μέχρι το 2050 παρουσίασε τον Ιούλιο του 2020 ένα οδικό χάρτη για τη ανάπτυξη και προώθηση του “πράσινου υδρογόνου” ο οποίος περιλαμβάνει:
1. Σε πρώτη φάση και για τη περίοδο 2020-2024 τη δημιουργία εγκαταστάσεων ηλεκτρόλυσης νερού για τη παραγωγή υδρογόνου ισχύος 6 γιγαβάτ (GW) και ετήσια παραγωγή υδρογόνου 1 εκατ. τόνους,
2. Σε δεύτερη φάση και για τη περίοδο 2024-2030 τη δημιουργία εγκαταστάσεων ηλεκτρόλυσης νερού για τη παραγωγή υδρογόνου ισχύος 40 γιγαβάτ (GW) και ετήσια παραγωγή υδρογόνου 10 εκατ. τόνους, και
3. Μετά το 2030 η τεχνολογία παραγωγής υδρογόνου θα είναι πλέον ώριμη και το υδρογόνο σταδιακά θα χρησιμοποιείται σαν καύσιμο σε όλους τους τομείς παραγωγής θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και στις μεταφορές.
Μεγάλες εταιρείες του τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (όπως η Siemens-Gamesa κορυφαία διεθνώς εταιρεία στο τομέα των υπεράκτιων αιολικών πάρκων) εκτιμούν ότι η παραγωγή “πράσινου υδρογόνου”, με ελκυστικό κόστος σε τοποθεσίες με πλούσιο αιολικό δυναμικό, θα είναι εφικτή με παράκτιες ανεμογεννήτριες γύρο στο 2030 ενώ με υπεράκτιες-θαλάσσιες ανεμογεννήτριες γύρο στο 2035. Η παραγωγή του υδρογόνου με υπεράκτια αιολικά πάρκα προϋποθέτει την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού, για την απομάκρυνση των ανεπιθύμητων αλάτων πριν την ηλεκτρόλυση, με τη χρήση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από τον άνεμο. Η μονάδα αφαλάτωσης εγκαθίσταται στο χώρο της θαλάσσιας ανεμογεννήτριας ενώ στη περίπτωση αυτή το κόστος παραγωγής υδρογόνου είναι αυξημένο.
Ταυτόχρονα η Ε.Ε. δημιούργησε την “Ευρωπαϊκή συμμαχία για το καθαρό υδρογόνο” η οποία αποτελεί μία συνεργασία του δημόσιου τομέα, των επιχειρήσεων και της κοινωνίας των πολιτών και στοχεύει στην υλοποίηση διαφόρων σημαντικών έργων για τη προώθηση του υδρογόνου. Σύμφωνα με τα προαναφερθέντα η παραγωγή πράσινου υδρογόνου προϋποθέτει
Α) τη παραγωγή “πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας” χωρίς εκπομπές ανθρακούχων αερίων στην ατμόσφαιρα. Για το σκοπό αυτό μπορούν να χρησιμοποιηθούν η ηλιακή ενέργεια, η αιολική ενέργεια, η υδροδυναμική ενέργεια ή και τα πυρηνικά εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής. Οι τεχνολογίες αυτές παράγουν σήμερα πράσινη ηλεκτρική ενέργεια με χαμηλό κόστος το οποίο μπορεί στο μέλλον να μειωθεί περαιτέρω,
Β) τη χρήση της “πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας” για ηλεκτρόλυση του νερού και τη παραγωγή υδρογόνου. Το κόστος του παραγόμενου υδρογόνου θα πρέπει να είναι χαμηλό κάτι που προϋποθέτει τη βελτίωση της σημερινής τεχνολογίας ηλεκτρόλυσης του νερού.
Για τη παραγωγή “πράσινου υδρογόνου” απαιτούνται:
1. Διαθεσιμότητα των ενεργειακών πηγών για τη παραγωγή “πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας”, π.χ. ηλιακής, αιολικής κ.α.,
2. Ύπαρξη νερού κατά προτίμηση χωρίς άλατα για την ηλεκτρόλυση του, και
3. Ύπαρξη χώρων για την εγκατάσταση των συστημάτων παραγωγής “πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας” π.χ. φωτοβολταϊκών συστημάτων, ανεμογεννητριών κ.α.
Οι δυνατότητες μελλοντικής παραγωγής πράσινου υδρογόνου στη Κρήτη εξαρτώνται από:
Α) Από τη διαθεσιμότητα των ανανεώσιμων ενεργειακών πόρων στο νησί. Όπως είναι γνωστό στη Κρήτη υπάρχει αφθονία ηλιακής και αιολικής ενέργειας και σήμερα παράγονται αρκετές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας ενώ η μελλοντική ηλεκτρική διασύνδεση της Κρήτης με την ηπειρωτική Ελλάδα αναμένεται να πολλαπλασιάσει τους υπάρχοντες σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής από ηλιακή και αιολική ενέργεια,
Β) Από τη διαθεσιμότητα νερού. Η διαθεσιμότητα γλυκών υδάτινων πόρων στη Κρήτη είναι επαρκής για τη κάλυψη των σημερινών αναγκών εφόσον γίνεται σωστή διαχείριση του. Υπάρχει βέβαια αφθονία θαλάσσιου νερού, και
Γ) Από την ύπαρξη χώρων για την εγκατάσταση των συστημάτων ηλιακής και αιολικής ενέργειας για τη παραγωγή πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας που θα χρησιμοποιηθεί στην ηλεκτρόλυση του νερού. Διαθεσιμότητα χώρων για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών πάρκων υπάρχει αλλά χώροι για την εγκατάσταση αιολικών πάρκων σε σημεία με πλούσιο αιολικό δυναμικό δεν είναι εύκολο να βρεθούν δεδομένης της αντίθεσης των τοπικών κοινωνιών στην εγκατάσταση τέτοιων πάρκων. Θα πρέπει να ληφθεί υπ’ όψη ότι μετά την ηλεκτρική διασύνδεση της Κρήτης θα υπάρξει αυξημένο ενδιαφέρον για τη παραγωγή ηλιακής και αιολικής ηλεκτρικής ενέργειας στο νησί. Βέβαια δεν θα πρέπει να αποκλεισθεί η εγκατάσταση υπεράκτιων αιολικών πάρκων στη Κρήτη για τη παραγωγή “πράσινου υδρογόνου” αν και δεν υπάρχει μέχρι σήμερα εμπειρία στην Ελλάδα όσον αφορά την εγκατάσταση και λειτουργία θαλάσσιων αιολικών πάρκων. Συμπερασματικά μπορεί να λεχθεί ότι, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, “πράσινο υδρογόνο” θα μπορούσε να παραχθεί στην Κρήτη, τη δεκαετία του ’30, είτε με τη χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων ή υπεράκτιων αιολικών πάρκων.
