Hydrogen yn Codi Yn Y Newid Ynni, Ond Gall Gael Ei Orwerthu

Yr hyn a wyddem o'r blaen.

Mae'r agweddau canlynol ar hydrogen wedi'u harchwilio o'r blaen.

Rhagwelodd Rystad Energy ddwy flynedd yn ôl y bydd hydrogen hylif yn dod o hyd i le wrth fwrdd 2050 ond dim ond yn cyfrif am 7% o gyfanswm yr ynni glân sydd ei angen. Mae'r 7% hwn yn gilfach tanwydd glân ar gyfer diwydiannau hedfan, llongau cefnfor, a diwydiannau sment a dur anodd eu lleihau.

Mae gan hydrogen hylif ddwy fantais fawr: un, mae'r egni wedi'i gynnwys mewn ffurf drwchus. Dau, mae'n llosgi mewn aer i ddŵr heb unrhyw allyriadau carbon.

Mae hydrogen yn addas iawn i’w gynhyrchu gan gwmnïau olew a nwy mawr oherwydd eu bod eisoes yn gwybod sut i gynhyrchu a dosbarthu nwy arall—nwy naturiol—ac mae ganddynt bocedi dwfn.

Yr hyn a wyddom yn awr.

DNV yn eu hadroddiad blynyddol¹ ar ddiwedd 2022 amcangyfrifir y bydd hydrogen hylifol yn llenwi dim ond 5% (nid 7%) o anghenion ynni glân erbyn 2050.

Fel y mae Bloomberg Green wedi ysgrifennu, mae yna resymau pam nad yw hydrogen wedi mynd yn brif ffrwd eto, fel gwynt a solar. Un yw cost: mae cynhyrchu gwyrdd trwy electrolysis dŵr yn ddrud ac mae electrolysis yn dechnoleg aneffeithlon.

Dau, nid yw hydrogen glas yn gyfeillgar i'r hinsawdd. Er ei fod yn rhatach na hydrogen gwyrdd, mae angen ynni ar hydrogen glas i gynhyrchu a thorri methan yn hydrogen plws CO2, ac mae angen cael gwared ar y CO2, fel arfer gan CCS (dal a storio carbon). Mae dau ben y gadwyn gynhyrchu hydrogen yn golygu nad yw'r “glân” yn y dewis hydrogen hwn.

Tri, nid yw'r rhan fwyaf o beiriannau a diwydiannau wedi'u haddasu i ddefnyddio hydrogen. Mae'n gost ychwanegol i rigio car confensiynol i losgi hydrogen yn lle gasoline, neu i addasu peiriannau mewn siop ddiwydiannol i losgi hydrogen yn lle nwy naturiol.

Mae hydrogen yn ffit naturiol ar gyfer cwmnïau olew a nwy oherwydd eu profiad helaeth mewn nwy naturiol ond hefyd oherwydd iddynt wneud elw enfawr yn 2022, a gallant fforddio cymryd risg ar fentrau newydd.

Rhagfynegiadau cost tywyll ar gyfer hydrogen.

Mae erthygl ddiweddar yn darparu dyfyniadau o Energy Transition Outlook DNV¹ 2023. Y prif bwyntiau yw:

· Bydd cyrraedd 5% o'r galw byd-eang am ynni glân erbyn 2050 yn costio dros $7 triliwn i'w gynhyrchu gan gynnwys terfynellau amonia newydd ynghyd â phiblinellau.

· Bydd y rhan fwyaf o'r hydrogen yn cael ei ddefnyddio mewn gweithgynhyrchu.

· Hydrogen ac amonia gyda'i gilydd fydd tua hanner y tanwyddau cludo byd-eang, un o'r categorïau anodd ei leihau.

· Bydd mwy na 50% o bibellau hydrogen byd-eang yn cael eu hailosod o bibellau nwy naturiol.

· Bydd America Ladin a'r Dwyrain Canol a Gogledd Affrica yn dod yn allforwyr hydrogen neu amonia gan fod ganddynt diriogaethau mawr ar gael ar gyfer ynni adnewyddadwy fel gwynt a solar i wneud hydrogen trwy electrolysis.

· Yn Ewrop, bydd gan wledydd mawr fel yr Almaen, Ffrainc a Sbaen dargedau 2030 o 4-6.5 Gw o gynhyrchu hydrogen domestig.

· Bydd y DU gyda'i rhwydwaith mawr o bibellau nwy yn gallu newid o nwy naturiol i hydrogen.

· Mae cynlluniau’r UE yn cynnwys 6 Gw o gapasiti electrolyzer erbyn 2024 yn saethu hyd at 40 Gw erbyn 2030.

Ydy hydrogen yn cael ei orwerthu?

Felly a yw hydrogen yn cael ei orwerthu? Er bod tanwydd hydrogen yn creu mwy o gyffro na solar neu wynt, mae 7% o gyfanswm yr ynni glân a ragwelir ar gyfer hydrogen yn 2050 yn ganran eithaf bach o'r cyfanswm. Ychwanegwch at hyn mae’r costau gormodol a ragwelir ar gyfer dod â hydrogen ar-lein yn ei gwneud hi’n demtasiwn cyfaddef bod hydrogen yn cael ei orwerthu fel tanwydd glân bwled arian ar gyfer 2050.

Gadewch i ni edrych ar weithgareddau hydrogen mewn ychydig o wledydd, y mae'r diwydiant olew a nwy yn ymwneud â rhai ohonynt.

Cynlluniau hydrogen yn yr Undeb Ewropeaidd (UE) yn erbyn UDA

Cyfanswm y cynhyrchiad byd-eang o hydrogen yw tua 90 miliwn tunnell y flwyddyn nawr. Mae'r IEA (Asiantaeth Ynni Ryngwladol) yn rhagweld y bydd angen i hyn gynyddu i 180 miliwn tunnell y flwyddyn erbyn 2030 i gyflawni allyriadau carbon sero net erbyn 2050.

Mae bron pob un o tua 10 miliwn tunnell y flwyddyn hydrogen a gynhyrchir yn awr yn yr Unol Daleithiau yn cael ei ddefnyddio gan ddiwydiant ar gyfer mireinio petrolewm, trin metelau, cynhyrchu gwrtaith, a phrosesu bwydydd.

Ond mae'r rhan fwyaf o gynhyrchiant heddiw, 99%, yn hydrogen glas nad yw'n ddi-garbon, fel y disgrifiwyd yn gynharach. Cynhyrchir hydrogen gwyrdd trwy electrolysis dŵr ac mae'n ddi-garbon i raddau helaeth, os caiff ei bweru gan drydan adnewyddadwy.

Mae'r UE wedi bod yn gyflym i addasu i electrolysis ar gyfer hydrogen gwyrdd, yn bennaf yn ddi-garbon. Ond mae'r UE wedi bod yn araf i ymateb i'r buddsoddiadau hydrogen enfawr a ddarperir gan Ddeddf Lleihau Chwyddiant yr Unol Daleithiau (IRA) sy'n cyfeirio $369 biliwn aruthrol at raglenni ynni gwyrdd.

Yn fyd-eang, dywed yr erthygl, dim ond 1% o brosiectau hydrogen arfaethedig, sef cyfanswm o 1 Tw (Terrawatt), sydd wedi dechrau adeiladu. Bydd tua chwarter hyn, 269 Gw (Gigawat) ar-lein erbyn 2030. Bydd y twf yn teimlo fel chwyldro, gan mai dim ond 0.45 Gw yw cynhyrchiad hydrogen heddiw.

Mae hefyd yn rhagweld y bydd cost hydrogen gwyrdd yn gostwng o 6-8 ewro/kg heddiw i lai na 3 ewro/kg erbyn 2050.

Canolfannau hydrogen yn yr Unol Daleithiau

Yn ogystal â manteision arferol crynodiad seilwaith, y cysyniad o ganolbwyntiau hydrogen yw gwrthbwyso'r perygl a'r costau a achosir wrth gludo hydrogen, sy'n hylosg iawn, dros bellteroedd mawr.

Neilltuodd Cyngres yr UD $8 biliwn o Ddeddf Seilwaith 2021 ar gyfer y DOE (Adran Ynni) i gefnogi o leiaf bedwar prosiect arddangos yn cynnwys cynhyrchwyr hydrogen, defnyddwyr terfynol, a'r seilwaith sy'n eu cysylltu. Mae DOE eisoes wedi ariannu 400 o brosiectau syfrdanol mewn hydrogen gan Brifysgolion, labordai cenedlaethol, a diwydiant a bydd y canolfannau newydd yn pwyso ar y wybodaeth hon.

Roedd ceisiadau am gyllid llawn i'w cyflwyno ym mis Ebrill 2023. Mae pedair cynghrair breifat, yn ogystal â llawer o lywodraethau gwladwriaethol sy'n gysylltiedig â diwydiant, a rhai sy'n gysylltiedig â gwladwriaethau eraill, wedi gwneud cais. Nid yw cyllid DOE cychwynnol i fod yn fwy na $1.25 biliwn y canolbwynt, sy'n swm enfawr o arian. Maent yn disgwyl dewis 6-10 canolfan ranbarthol gyda chyllid cyfunol o $6-7 biliwn.

Gelwir un canolbwynt yn y Hyb HyVelocity wedi'i ganoli ar hyd Arfordir y Gwlff UDA, ac wedi'i drefnu gan Chevron
CVX
a sawl partner cwmni preifat gan gynnwys ExxonMobil
XOM
a Mitsubishi. Byddent yn defnyddio rhwydwaith o 48 o ganolfannau cynhyrchu hydrogen (y mwyaf yn y byd) ynghyd â 1,000 milltir o bibellau hydrogen pwrpasol ar hyd arfordiroedd Louisiana a Texas.

Un nod yw datrys her DOE, a elwir yn Ergyd Hydrogen, o wneud 1 kg o hydrogen tra'n allyrru llai na 2 kg o garbon deuocsid. Nod arall yw lleihau cost hydrogen 80% - i $1/kg o fewn 10 mlynedd.

Mae rhaglenni fel yr uchod wedi dal sylw diwydiant ar draws yr Unol Daleithiau Gallai credydau treth a gynigir gan yr IRA gynhyrchu $100 biliwn mewn cynhyrchiad hydrogen glân – ar ben yr $8 biliwn a neilltuwyd gan y Gyngres o’r Ddeddf Seilwaith.

Mae canolbwyntiau hydrogen eraill y mae angen eu gwylio wedi'u crynhoi'n fyr iawn gan Reuters Events². Mae eu rhestr yn cynnwys:

Yr Hyb Hydrogen Glân Traws Permian a Horizons: cysylltiad cryf ag olew a nwy Gorllewin Texas.

HyBuild Los Angeles

Prosiect HyGrid

Hyb Hydrogen HALO: Mae gan daleithiau Arkansas, Louisiana a Oklahoma hanes hir o gynhyrchu a chludo hylifau olew a nwy.

Y canolbwynt Storio Ynni Glân Uwch

Rhwydwaith Arloesi Hydrogen Glân y De-orllewin

Canolbwynt Hydrogen y De-ddwyrain

Mae'r rhan fwyaf o'r prosiectau hyn yn ymwneud â chyfleustodau ynni neu brosiectau dielw a noddir gan ddinasoedd neu wladwriaeth ac mae llawer wedi cynnwys cymorth prifysgol.

Derbyniodd galwad DOE am brosiectau 79 o geisiadau², ond dim ond 33 o’r rhain a wahoddwyd i symud ymlaen i geisiadau ffurfiol erbyn mis Ebrill 2023. Bydd y dewis terfynol o lai na 10 hwb yn ail hanner 2023.

Mae'n amlwg bod rhanddeiliaid ar draws y wlad wedi dal y weledigaeth hydrogen. Mae'r Unol Daleithiau wedi ymrwymo i ddyfodol hydrogen ac eisiau arwain y byd yn y cyfnod pontio hwn.

Mewn erthygl yn y dyfodol, byddwn yn disgrifio gweithgareddau cwmnïau olew a nwy penodol mewn cynhyrchu hydrogen.

Cludfwyd

Mae’r weledigaeth hydrogen yn un uchelgeisiol—oherwydd mae’n anodd ei chynhyrchu, yn beryglus i’w storio a’i chludo, ac yn ddrud.

Gelwir y fersiwn carbon isel o hydrogen yn hydrogen gwyrdd, sy'n ddrud, oherwydd mae'n broses aneffeithlon sy'n seiliedig ar electrolysis dŵr. Yn y bôn, hydrogen glas yw'r holl gynhyrchiant hydrogen presennol ond mae anfanteision carbon uchel i hyn ar ddechrau a diwedd y broses gynhyrchu.

Ond nid bwled arian yw hydrogen. Gall diwydiant hydrogen dynnu cryn dipyn o'r 5-7% o allyriadau anodd eu lleihau o ynni'r byd erbyn 2050, ond erys y darn mwyaf o gyfanswm yr allyriadau o hyd: 93-95%.

Cyfeiriadau.

1. DNV, Rhagolwg Trosglwyddo Ynni 2022, Hydref 13, 2022.

2. Digwyddiadau Reuters: Taleithiau Hydrogen America, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 Ebrill 2023.pd