水素のすべての可能性



水素のすべての可能性

水素には、移行プロセスを促進およびサポートする役割があります。 Uiltecの事務局長PaoloPiraniによると、その方法と理由は次のとおりです。

パオロピラニ、国のUiltecの事務総長:

エネルギー移行には、それを適切にサポートするための正確な選択と適切なリソースが必要です。これは、水素の問題にも関係しなければならない視点です。

これが、経済開発大臣のステファノ・パトゥアネッリに宛てた私たちの発言を導いた意味です。

前述の部門の所有者は、国の水素戦略の予備ガイドラインの公開選択を促進し、私たちの労働組合組織は、この点に関して一連の検討を進め、大臣に作成される利害関係者のリストに含まれることを申請しました。関連プロジェクトの技術プロジェクトの定義、および水素市場をサポートするためのポリシーの起草。

これがUiltecによって作成されたドキュメントです

環境

水素は間違いなく、再生可能な供給源からの発電に関連する脱炭素化の重要なベクトルであり、2050年のCOP21協定に定められた気候中立目標を達成するため、つまり温室効果ガス排出の中和のために不可欠です。地球温暖化に対抗するための、一般的な気候変動物質。

2020年7月に欧州委員会によって開始された戦略の柱は次のことを提供します。中心にエネルギー効率を備えた循環エネルギーシステムの開発。最終用途部門のより大きな直接電化。再生可能および低炭素燃料の新しい分類および認証システム。

したがって、エネルギーシステムは統合型であり、垂直チェーンと並列チェーンに基づく今日のモデルとは異なり、さまざまなエネルギーキャリア、輸送インフラストラクチャ、および消費セクター(セクター結合)の間で相互接続された管理が行われます。それらはいくつかのソースを特定のセクターにしっかりと接続し、エネルギーの浪費を引き起こします。

水素は、用途が広く柔軟性があり、原材料、燃料、担体、またはエネルギーアキュムレータとして使用できるため、移行プロセスを促進およびサポートする役割を果たします。それは他の技術を補完する多くのセクターに適用可能であり、電化に適さないセクターへの供給と、再生可能エネルギー源の不連続な流れのバランスをとるための貯蔵容量の提供に取り組む必要があります。

現在のシナリオでは、水素の生成が行われます。

-化石燃料を供給源とし、大気中の二酸化炭素を使用した、メタンの蒸気改質(SRM)から-灰色の水素;

-二酸化炭素の捕捉と枯渇または枯渇した貯水池などの深い地質学的単位での貯蔵による蒸気改質から(CCS技術、およびCO2の再利用が想定される場合はCCUS)-青い水素;

-電解から、グリーン水素を使用する電解槽のタイプに応じて異なる技術を使用します。oアルカリ電解槽は、現在最も広く使用されている経済性を考えると、水ではなくアルカリ溶液を使用し、ほとんど可変電力で動作しません。 oポリマー電解槽(PEM)は、急速に変化する電力(つまり再生可能なソース)で動作し、溶液として水を使用し、純度と圧力下でH2を生成することもできます。 o固体酸化物電解槽(SOEC)は、PEMと同じ使用特性を備えていますが、可逆的でもあります。したがって、必要に応じて、電解槽と燃料電池の両方として機能します。以前のものよりも歩留まりが高くなりますが、それに伴ってコストが上昇します。

関連する投資計画を伴うロードマップは、2020-2025、2025-2030、2030-2050の3つの期間を提供します。最初に、化石から再生可能なソースへの移行に焦点を当てます(PEMおよびSOECテクノロジー、より柔軟でしたがって、化学的なものなど、水素がすでに普及している分野での再生可能エネルギー源、特に太陽光発電や風力発電からの生産により適しています。第二に、統合されたエネルギーシステムにおける拡散が考慮され、陸と海の輸送などの他のセクターへの拡張があります。第三に、テクノロジーはすべての分野で大規模に使用できるように準備する必要があります。

パラダイムシフトは、コストが競争力を持つようになると、長期的にはグリーン水素を優先し、短期および中期的にはブルー水素を主力と見なす統合戦略を通じて行われる必要があります。これは、すでに使用されており、より安価な技術です。 SRMプロセスからCO2を取得するためのインストールがどの程度必要であり、インフラストラクチャを並行して調整して、中断することなく、交換による価格ショックを判断することなく安全に使用できるようにします。

国の水素戦略のガイドラインは、PNIEC(2019)ですでに報告されており、2017年に国のエネルギー計画ですでに報告されていることと一致して、この文脈に配置する必要があります-ただし、排出量を削減するというヨーロッパの取り組みの更新は、 40%から55%は、グリーン水素の生産にも再生可能なソースの使用を大幅に増やすことで、PNIECの改訂を必要とします。特定された道筋は、短期的(2030年まで)に、化学物質、移動性、石油精製などの選択された用途で競争力のあるコストで水素を生産し、長期的(2050年まで)に、セクター内の他の技術とともに脱炭素化を支援することを予測しています。いわゆる「アボットが難しい」そして航空中。水素の生産と消費を含み、他のセクターにも供給するエコシステムである「水素バレー」の作成。

識別されたアプリケーションセグメントは次のとおりです。

-2030年までに燃料電池を備えたトラックを使用する長距離トラック(少なくとも2%)-技術の拡大と給油所および付属作業のネットワークの構築を提供します。

-水素列車を備えた乗客輸送用の列車(少なくとも国道の半分は電化できない)-長距離トラック用に想定されている給油所のネットワークとの相乗効果を想定。

-化学と精製、水素がすでにアンモニアとメタノールの生産に使用されている分野、および「低炭素」水素への移行を想定したいくつかの精製プロセス。

-水素の混合、混合物内に分布する天然ガスの一部を水素で段階的に置換(2030年までに最大2%)。

-2030年までの潜在的な需要の野心:o天然ガスの代わりに事前還元(DRI技術)の生産のための一次鉄鋼産業。 o長距離トラックセグメント。2%から5-7%のより大きな浸透を予測します。 oいくつかの産業クラスターによる混合水素の消費。

-2050年までの潜在的な需要の野心:o最大80%の普及率を誇る長距離トラックセグメント。
o産業部門では、既存の用途に加えて、水素は、特に高温を必要とするプロセスで、産業用暖房に使用できます。
o輸送部門、特に企業/長距離艦隊向けの自動車部門での使用。
o海上および航空輸送部門、特に長距離。
o住宅用および商業用暖房用のヒートポンプの競争相手としての民間部門。
o発電において、不連続な再生可能エネルギー源のより大きな統合を確実にします。

現地での集中、電力輸送による現地生産、水素輸送と分散型電解槽による集中生産の可能性を見据えた3つの生産・輸送メカニズムと、これまでの説明を踏まえて、以下の考慮事項を策定することが適切であると考えられます。

技術的および技術的考慮事項

開発戦略には、異なる技術間の統合、産業プロセスの準備、短期間の青色水素の生産のためのネットワークの近代化、同時にPEMおよびSOECタイプの電解槽の生産の開発と研究開発への投資を含める必要があります。グリーン水素の生産コストを削減し、プロトタイプから工業規模に移行して、長期的な生産を確保します。実際、完全な技術的成熟にはまだ到達しておらず、2050年の目標を達成するためにそれを使用して生産を競争力のあるものにする必要があります。専門知識センター、大学、研究所、企業、経済技術オペレーターの関与を最大化するために、 ''サプライチェーンの開発と国際的な位置付けのための主要な利害関係者の誘致のための調整された行動。

この時点で、大規模生産のためのプロジェクトの選択は慎重でなければならず、開発と実施、および生産への投入のための投資を計画する必要があります。実装のタイミングは非常に重要であり、尊重する必要があります。

グローバルなエネルギーシステムの柔軟性と影響を受ける可能性のあるセクターの成長を強化するために、異なるセクターのプロジェクトを含むプロジェクト間、およびテクノロジー間の統合は、技術委員会によって保証されなければなりません。

生産能力と輸送能力の開発には、インフラストラクチャネットワークの近代化、デジタル化、安全性、および不足しているバックボーンの実現(サルディニアのメタン化など)とストレージ容量の拡張の両方のために、緊急の介入が必要です。生産された資源の継続性と蓄積。この文脈では、ネットワークは部門間の相互関係を保証するという大きな役割を果たします。

原材料から最終製品に至るまで、サプライチェーン全体が強化されます。エネルギー市場の発展のためのコンポーネントや付属品の生産も、インセンティブの形で、想定される投資計画に反映される必要があります。産業効果が国の領域内にあることを確認し、コンポーネントの輸入を最小限に抑える必要があります。これがインセンティブを得る唯一の方法です
国の経済成長。

水素生産の発展に伴い、環境への影響を低減した燃料の生産に影響を与える技術的変化と、発電の世界ですでに進行中の変革に伴い、エネルギー移行の方向性が基本になります。すべてのモビリティを変革できるわけではないため、いわゆるゼロエミッション燃料を開発することにより、化石源によって燃料が供給され続けるセグメントに注意を向ける必要があります。

さらに、発電と水素生産との密接な相関関係において、RESからの電力を生産された場所から離れた場所で使用することの問題を分析し、回避します。

環境への配慮

生産および開発モデルのタイプを選択する際には、サイト自体の環境の再認定と土壌の浪費を回避するために、放棄された工業地域または枯渇したフィールドの強化を優先する必要があります-これが不可能な場合は、優先してください''いわゆる価値のないまたは限界の土壌の使用。

環境修復のための税制優遇措置や不利な地域への投資のためのメカニズムを提供することは、他のセクターにも新たな推進力を与えるでしょう。いわゆる「水素の谷」の作成は、環境への影響と排出量を最小限に抑えて、領域に完全に統合する必要があります。二酸化炭素だけでなく、すべての熱変化要因を最小化するための技術の開発に特に注意を払う必要があります(欧州委員会がグリーンディールの文脈で取り組んでいる地球温暖化と戦うために、メタン排出量も削減されます) 。

グリーン水素生産の開発では、特に利用可能性が限られている国の地域で、電気分解に必要な水資源への影響が考慮され、インフラストラクチャが必要な近代化、保守、および作成が提供されます。 。

BUROCRATICCHARACTERの考慮事項

上記の電解にグリーン水素の生産が保証されていることを考えると、認可プロセスのスピードアップと再生可能エネルギー源からの生産プラントの設置慣行の管理のための調整がより緊急になります。明確な規制-立法および立法-技術の枠組みを想定し、投資を可能にし、イタリアとEUおよび国際レベルの両方での申請を検証することが望ましいでしょう。 PNIECで想定されているように、エネルギー源の統合開発が必要であるとすると、管理室を設置して、それによって定義された期限を確実に順守する必要があります。 MISEには、関係する利害関係者の関与を得てこのツールを実装するスキルがあります。

社会的配慮

エネルギーの移行と脱炭素化には、産業プロセスの変更が必要です。エネルギーの再変換は、生産市場の問題に関連するスキルの向上とともに、専門家による再訓練と強く相互に関連しています。トレーニングの提供を適応させ、雇用可能性を保証するとともに、セクターに関して可能な限り横断的な優秀な専門家の育成を提供することが非常に必要です。この分野での職業訓練に投資することは、仕事の世界への若者の統合のための解決策を提供することもできます。

国の特定の地域にのみ投資が集中することを避けることが不可欠です。エネルギーの移行と経済および雇用の回復は、イタリア南部や放棄または転換される大規模な産業センターなどの重要な現実に特に注意を払いながら、可能な限り均一でなければなりません。一方、これらの分野では、資産とインフラストラクチャがすでに利用可能であり、SINの再生に関連する未使用のリソースを使用し、潜在的な外国投資の誘致と同じように革新的なプロジェクトの開発を支持しています。

明確な情報キャンペーンを提供し、使用されている技術の客観的な全体像を示し、危険性の誤解を否定し、優先順位の定義に対するすべての利害関係者の関与を否定する必要があります。

結論

水素経済の発展には、エネルギーだけでなく、多様なセクターが関係しています。価値の創造と雇用が続く必要があります。短期的には、バイオメタンからの水素、またはSRMによる灰色と青色の水素、コンポーネントと電解槽の生産から。生産された水素が混合されている既存のガスネットワークを使用し、Power-to-Gasテクノロジーとの相互作用を使用し、エネルギーネットワークの結合モードで、貯蔵および炭素貯蔵資産を含むロジスティクスおよび輸送から(セクター結合);海上輸送、鉄道、資材処理機械、バスなどのいわゆる重輸送用と、貨物輸送用の燃料電池車や軽自動車を使用した軽輸送用の両方で、最終的にはモビリティで使用されます。特に化学製品(アンモニア、メタノールなど)の合成、高付加価値炭化水素の水素化プロセス、鉄鋼生産のための鉄鉱石の直接還元にすでに使用されている産業では(例:DRI技術)、または高温プロセスの燃料として(例:鋼、セラミック、ガラスの処理炉);住宅部門では、冬季のエネルギー需要のピークを管理するため。インフラ分野では、エネルギー分配からガスおよび輸送ネットワークセクターまで、さまざまなセクターで事業を行っている一部の産業会社が、発電のための技術、アプローチ、および戦略を開発しています。

国の水素戦略は、明確で網羅的なガイドラインを提供するだけでなく、行動を定義し、イタリアをヨーロッパレベルでも技術開発と生産の主役と見なすプロジェクトを実施するための明確な技術規制の枠組みを提供する必要があります。脱炭素化の目的を達成するための最も重要なベクトルの1つであると同時に、現実的なタイムラインを特定し、それらを遵守することを約束します。

水素をエネルギー部門だけでなく、関係する他のすべての人々の原動力と見なす企業や研究センターのために、国際的およびヨーロッパの関与を可能な限り維持するエネルギーモデルの統合開発。経済的および社会的観点から持続可能なエコシステムの構築につながります。水素の開発に関する推論は、エネルギーの移行、天然ガスの開発、および化石源からのエネルギー生産に影響を与える必要な変化の文脈で適切に配置する必要があります。

したがって、国の水素戦略によって定義された目的、およびより広い意味でのエネルギー資源の統合開発に必要な戦略の目的は、欧州委員会の目的と一致している必要があります。PNIECの更新は、より挑戦的な目標を想定または検討する必要があります。たとえば、2030年の野心として想定される長距離トラックセクターへの浸透率を高めることによって(現在まで、検討中の予備ガイドラインでは、2030年の野心は2%から5-7%の条件付きになります)、または大気排出量を40%から55%にさらに削減することを考慮して、すでに短期的に海事部門で水素の使用を開始。

技術的および経済的課題を明確にする必要があり、全体的な戦略の定義の基礎となる統合された選択では、次の問題を考慮する必要があります。

-炭素の隔離と貯蔵に関連する青い水素の生産のための天然ガスの利用:競争力と経済的利益を確保するための、技術への投資の技術的評価と生産された水素の最終価格までのサイクル全体の総コスト投資;

-グリーン水素の生産にのみ必要な再生可能な供給源からの電力の発電容量を増やす必要性。

-RESを動力源とする電解プラントの大規模な建設は、2007年以降、太陽光発電の成長が水素貯蔵容量を活用することを可能にしたものと同様のインセンティブメカニズムを提供します。

-生産は、国のエネルギー需要をカバーすることを目的とし、イタリアをヨーロッパのハブとして位置付けるための生産能力の増加を支持する必要があります。

-国の経済回復を確実にするために、サプライチェーン全体を強化し、コンポーネントを含む輸入を最小限に抑える必要があります。

-すべてのキャリアが必要な容量の達成に貢献する新しいエネルギーモデルの柔軟性を実現するために、技術の開発を多様化することができ、多様化する必要があります。

-投資はエネルギー部門だけでなく影響を及ぼし、経済の回復に貢献する必要があります。エネルギーの移行はイタリアの再開をサポートし、雇用と価値の創造を保証する必要があります。


これは、Sun, 20 Dec 2020 07:28:33 +0000 の https://www.startmag.it/energia/idrogeno-strategia-italia/Start Magazine に公開された記事の自動翻訳です。