Bandaríkin og Kína stefna hátt í innleiðingu vetnislausna í samgöngum og iðnaði

Notkun á vetni í heiminum nam um 115 milljónum tonna á árinu 2020 og fór það að langmestu leyti til iðnaðarframleiðslu, m.a. á ammoníaki og áburði. Þar af framleiðir Kína um 20 milljónir tonna. Gert er ráð fyrir að eftirspurnin vaxi í meira en 200 milljónir tonna árið 2030 og í 530 milljónir tonna árið 2050 samkvæmt „Net Zero by 2050“ skýrslu Alþjóðaorkustofnunarinnar IEA sem kom út í maí 2021. Aðrir spá jafnvel talsvert hraðari aukningu.

Framleiðsla á því sem skilgreint er sem lágkolefnisvetni í heiminum nam 460.000 tonnum árið 2020 og var þá ekki nema um 0,4% af heildarframleiðslu vetnis. Áætlað er að hún verði komin í 55.000 tonn á árinu 2021 og 1.450.000 tonn á árinu 2023.  Samkvæmt tölum IEA á lágkolefnavetni sem framleitt er með endurnýjanlegri orku eða öðrum orkugjöfum þar sem kolefni er endurheimt úr afgasinu við framleiðsluna að vera komið í 7.920.000 tonn árið 2030.

Harður vöxtur

Markaðurinn fyrir vetnisframleiðslu í heiminum hefur verið að vaxa ört á undanförnum árum. Samkvæmt tölum BusinessWire velti hann 142 milljörðum dollara á árinu 2019 og er áætlað að hann vaxi um 9,2% á ári og verði kominn í 201 milljarð dollara árið 2025.

Hátt raforkuverð eins og nú er t.d. í Evrópu getur haft verulega neikvæð áhrif á þessa þróun. Talið er að orkuverðið þurfi að vera undir 30 dollarar á megawattstund áður en „grænt“ vetni sem unnið er með endurnýjanlegum orkugjöfum verður samkeppnisfært við „blátt“ vetni sem framleitt er með jarðefnaeldsneyti og sumir kalla reyndar „grátt“ vetni.  

Hægari þróun í Bandaríkjunum

Bandaríkin hafa farið aðeins hægar í áætlanir um vetnisinnleiðingu en Kína og Evrópusambandið og munu byrja að þróa innlenda stefnu um hreint vetni eftir að lög um fjárfestingar,  störf og innviðauppbyggingu hafa verið samþykkt. Hingað til hefur vetnisáætlun (Hydrogen Program Plan) og vetnisstefna (Hydrogen Strategy) orkumálaráðuneytsins (DoE) boðið upp á stefnumótandi ramma til að gera vetni að hagkvæmum kosti sem víða verður  tiltæk og byggi á tækni sem hægt er að treysta á. Þá verði það að órjúfanlegan hluta í fjölda geira efnahagslífsins um allt land.

Til að uppfylla stefnumörkunarsýnina einblína Bandaríkin bæði á vetnisframleiðslu sem byggist á jarðefnaeldsneyti og úr endurnýjanlegri orku. Þess vegna ætla Bandaríkin að nýta kolefnisföngun og geymslu (Carbon capture and storage - CCS) til að draga úr losun en treysta enn á framleiðslu vetnis með jarðgasi. 

Nokkrar leiðir í vetnisframleiðslu

Í lögum um fjárfestingar og störf í mannvirkjum er gert ráð fyrir að minnsta kosti fjórar svæðisbundnar vetnisstöðvar sem byggja á hreinni orku sem framleiði eldsneyti til upphitunar og flutninga. Að minnsta kosti tvö myndu vera á svæðum í Bandaríkjunum þar sem mikið er af gasi í jörðu. Ein vetnisstöðin myndi framleiða úr jarðefnaeldsneyti, önnur myndi nota endurnýjanlega orku og enn ein kjarnorku. Kol er einnig skráð sem hugsanleg uppspretta vetnisframleiðslu. Ekkert markmið er um að auka framleiðslu á vetni úr endurnýjanlegum orkulindum hefur verið sett í frumvarpið. Enn fremur notar löggjöfin mjög umdeilda skilgreiningu á hreinu vetni. Þar er miðað við að það kallist „hreint“ vetni þó að við framleiðslu á hverju kíló falli til tvö kg af koltvísýringi (CO2)

Vetni fyrir iðnað og þyngri ökutæki

Svipað og ESB sjá Bandaríkin fyrir sér áframhaldandi og aukna notkun vetnis í olíuhreinsun til skamms tíma. Að auki stefna Bandaríkin á að nota vetni sem flytjanlegan orkumiðil. Gert er ráð fyrir að nota vetni á vetnisefnarafala þungra ökutækja sem og í efnaiðnaði. Á sama tíma mun vetni koma í stað jarðefnaeldsneytis í iðnaðarferlum, til dæmis við framleiðslu á stáli og sementi. Til lengri tíma litið er gert ráð fyrir að vetni verði samþættur hluti af orkukerfinu, sem veiti möguleika á geymslu og miðlunar á orku til styttri og lengri tíma og til annarrar notkunar en á rafmagni.

Bandaríkin miða einkum að því að nýta fjárfestingar í rannsóknum og þróun til að sigrast á tæknilegum hindrunum. Veita styrki til rannsókna og þróunar og sýnikennsluverkefna. Þó að opinberar vetnisfjárfestingar af hálfu orkumálaráðuneytisins hafi verið takmarkaðar við um 150 milljónir dala á ári árið 2017, þá er gert ráð fyrir fjárfestingum í störfum og mannvirkjum upp á allt að 9 milljarða dollara frá 2022 til 2026. Því verða fjárfestingar í Bandaríkjunum svipaðar og í áætlun ESB. Af 9 milljörðum dala munu 8 milljarðar fara til þróunar svæðisbundinna vetnisstöðva þar sem orkan verður nýtt til upphitunar húsnæðis og í flutninga. Milljarði til viðbótar verður ráðstafað til rannsókna og þróunar og sýningarverkefna fyrir rafgreiningartæki.

Ef Bandaríkin geta haldið þessum markmiðum áætlar orkumálaráðuneytið að áformin muni leiða til fjór- til sexföldunar á eftirspurn eftir vetni fyrir árið 2050. Vetni gæti þá mögulega staðið fyrir allt að 14% af heildarorkuþörf Bandaríkjanna árið 2050.