Dekarbonizacija čeličane vodonikom košta do sedam milijardi evra

Prebacivanje prosečne evropske čeličane na zeleni vodonik zahteva investiciju od 3,3 do 7 milijardi evra u zavisnosti od toga da li se za proizvodnju H2 koristi varijabilni ili stabilni izvori obnovljive energijE, navodi se u izveštaju Čelik iz solarne energije, koji je pripremila evropska asocijacija Hydrogen Europe.

Proizvodnja čelika je jedan od sektora, uz transport, hemijsku i industriju cementa, koje je najteže dekarbonisati. Teški su za dekarbonizaciju pre svega jer su veliki potrošači fosilnih goriva i električne energije. Tako čeličane troše dosta uglja odnosno koksa, kao i električne energije, najvećim delom proizvedene opet iz fosilnih goriva.

Da bi se stekao utisak kolike su investicije potrebne, pomenutih 3,3 do 7 milijadi evra za dekarbonizovanje jedne čeličane mogli bi da se uporede sa godišnjim prometom svih čeličana u EU, više od 150, koji je, prema podacima Evropske komisije iz 2016, bio 166 milijardi evra.

Uspeh energetske tranzicije zavisi od dekarbonizacije sektora kao što je industrija čelika

Moglo bi se reći da uspeh energetske tranzicije zavisi od dekarbonizacije pomenutih sektora, a rešenje koje trenutno ima najveće šanse da donese uspeh je zeleni vodonik, koji bi kod čeličana zamenio koks, i zelena energija koja bi zamenila energiju iz fosilnih goriva.

Studija Čelik iz solarne energije (eng. Steel from Solar Energy) analizira održivost korišćenja solarne energije, i obnovljive energije uopšte, za dekarbonizaciju proizvodnje čelika, koja je, inače, odgovorna za oko četiri odsto emisija gasova staklene bašte u Evropi. Izveštaj se fokusira na direktnu preradu rude gvožđa na bazi vodonika u kombinaciji sa tehnologijom elektrolučne peći (eng. hydrogen – direct reduced iron – electric arc furnace –  H2-DRI-EAF) uz poređenje sa nivelisanim (svedenim ili sravnjenim) troškovima (eng. levelized cost) proizvodnje čelika uz pomoć tehnologije visokih peći (eng. blast furnace – basic oxygen furnace – BF-BOF).

Potrebno je 370 TWh električne energije iz obnovljivih izvora

Tako se u studiji navodi da bi prebacivanje svih čeličana koje koriste tehnologiju visokih peći na tehnologiju elektrolučnih peći baziranih na vodoniku zahtevalo do 5,3 miliona tona zelenog vodonika i do 370 TWh električne energije iz obnovljivih izvora – za proizvodnju H2 i potrošnju električne energije u elektrolučnim pećima.

U tom slučaju prebacivanje jedne prosečne evropske čeličane, koja ima kapacitet od oko četiri miliona tona sirovog čelika godišnje koštalo bi 3,3 milijarde evra, uključujući 1,2 milijarde evra za elektrolizere snage 1,2-1,3 GW, i 10,2-21,7 hektara zemljišta za gradnju elektrolizera i elektrana na obnovljivu energiju.

Veoma je važno, kako se navodi u studiji, da se ovo odnosi na situaciju kada su elektrolizeri snabdeveni baznom energijom.

Ako isporuka energije nije stalna, što je slučaj kod varijabilnih obnovljivih izora, kao što je solarna energija, bili bi neophodni elektrolizeri snage 4,5-5 GW, pa ukupna investicija dostiže sedam milijardi evra.

Cena proizvodnje zelenog vodonika trebalo bi da bude konkurenta troškovima rada sadašnjih čeličana u periodu 2025-2030.

Inače, analiza koristi dva različita scenarija cena energije: scenario visokih cena – pretpostavka trenutnih visokih cena, i scenario prilagođenih cena – sa cenama koje su dugoročno niže od trenutnih.

Sa trenutnom cenom vodonika (uključujući proizvodnju, transport i skladištenje) od 5,3 evra po kilogramu, ukupni troškovi proizvodnje zelenog čelika su veći nego kod postojećih čeličana koje koriste visoke peći. I to, 126 evra po toni kod prvog i 203 evra kod drugog senarija.

Očekuje se da će cena elektrolizera pasti za oko tri četvrtine

Međutim, očekuje se da će kapitalni izdaci za elektrolizere pasti za oko 75 odsto od sadašnjeg nivoa, što snižava cenu vodonika na 1,5 evra po kilogramu do 2025. Ako se troškovi proizvodnje zelenog vodonika smanje kako je predviđeno, do 2025-2030 bi trebalo da bude eliminisana razlika između proizvodnje čelika uz korišćenje vodonika i sadašnje proizvodnje sa fosilnim gorivima, navodi se u dokumentu.

Procena je, kako se ističe, da je ekonomski isplativ projekat korišćenja zelenog vodonika u železarama ako H2 košta ispod tri evra po kilogramu u scenariju sa visokim cenama i ispod 1,5 evra u scenariju sa nižim cenama.

Neophodno je obezbediti skladištenje vodonika

Osim izazova u vezi sa cenom vodonika i količina koje je potrebno obezbediti, studija navodi i treći problem, a to je stalno snabdevanje vodonikom.

Kada se proizvodnja vodonika u potpunosti zasniva na varijabilnoj obnovljivoj energiji, poput solarnih elektrana ili vetroparkova, potrebni su značajni kapaciteti za skladištenje, navodi se u studiji.

Podzemno skladištenje vodonika u slanim pećinama nudi isplativo rešenje, ali ovih resursa nema u celoj Evropi.