Συντάκτης: I

 Η αποθήκευση υδρογόνου αποτελεί βασική τεχνολογία που επιτρέπει την πρόοδο των τεχνολογιών υδρογόνου και κυψελών καυσίμου.

Των κ. Χάρη Χάιδου και Δρ. Σοφοκλή Μακρίδη, Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Πατρών

Οι σημαντικότερες μέθοδοι αποθήκευσης υδρογόνου, οι οποίες δοκιμάστηκαν για μεγάλα χρονικά διαστήματα, περιλαμβάνουν μεθόδους φυσικής αποθήκευσης που βασίζονται είτε στη συμπίεση είτε στην ψύξη ή σε συνδυασμό των δύο (υβριδική αποθήκευση). Επιπλέον, διεξάγεται ή διερευνάται ένας μεγάλος αριθμός άλλων νέων τεχνολογιών αποθήκευσης υδρογόνου. Αυτές οι τεχνολογίες μπορούν να ομαδοποιηθούν με τις material-based τεχνολογίες αποθήκευσης και καλείται στερεά αποθήκευση. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν στερεά, υγρά ή νανοεπιφάνειες. Στην εικόνα φαίνεται πως αποθηκεύεται το υδρογόνο.

Εικόνα από την ιστοσελίδα του U.S. Department of Energy’s Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE)

Η αποθήκευση υδρογόνου αποτελεί βασική τεχνολογία που επιτρέπει την πρόοδο των τεχνολογιών υδρογόνου και κυψελών καυσίμου και γι’ αυτό με το παρόν θα παρουσιαστεί συνοπτικά το νομοθετικό πλαίσιο που έχει θεσπίσει η Ε.Ε. σχετικά με τη αποθήκευση.

Αρχικά, έχουμε την Οδηγία 2012/18/ΕΕ για την αντιμετώπιση των κινδύνων μεγάλων ατυχημάτων σχετιζόμενων με επικίνδυνες ουσίες και για την τροποποίηση και στη συνέχεια την κατάργηση της οδηγίας 96/82/ΕΚ (γνωστή ως SEVESO Directive). Η Οδηγία σχετίζεται με το υδρογόνο μιας και στο Παράρτημα Ι του πρώτου Μέρους, το καθιερώνει  ως επικίνδυνη ουσία, άρα εμπίπτει στο πεδίο εφαρμογής και απαριθμεί την ποσότητα υδρογόνου για την εφαρμογή απαιτήσεων χαμηλότερης βαθμίδας (≥ 5 τόνους) και άνω των απαιτήσεων (≥ 50 τόνους). Η Οδηγία καλύπτει περιπτώσεις όπου ενδέχεται να υπάρχουν επικίνδυνες ουσίες (π.χ. κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης που μας αφορά) σε ποσότητες που υπερβαίνουν ορισμένα όρια. Θεσμοθετεί τις γενικές υποχρεώσεις του φορέα εκμετάλλευσης και την υποχρέωση αυτού για κοινοποίηση πληροφοριών σχετικά με τη μορφή και την ποσότητα των ουσιών, τη δραστηριότητα και το περιβάλλον όλων των αναφερόμενων εγκαταστάσεων. Θέτει υποχρεώσεις για εφαρμογή πολιτικών και μέτρων για την πρόληψη μεγάλων ατυχημάτων, για εκπόνηση εκθέσεων ασφαλείας για τις εγκαταστάσεις και για εκπόνηση εσωτερικών σχεδίων έκτακτης ανάγκης για τις εν λόγω εγκαταστάσεις. Δίνει οδηγίες στα κράτη μέλη σχετικά με τις χρήσεις γης και το πως θα ασκούν έλεγχο της χωροθέτησης νέων εγκαταστάσεων, των μετατροπών επί των εγκαταστάσεων και των νέων χωροταξικών έργων κοντά σε μονάδες, όπως δίκτυο μεταφορών, χώρων δημόσιας χρήσης και οικιστικών ζωνών κοντά στις εγκαταστάσεις, όταν η χωροθέτηση ή τα έργα ενδέχεται να προκαλέσουν ή να αυξήσουν τον κίνδυνο ενός μεγάλου ατυχήματος. Τέλος, η Οδηγία ενσωματώθηκε στο εσωτερικό μας δίκαιο με την ΚΥΑ 172058/2016. 

Επόμενη Οδηγία είναι η 2014/34/ΕΕ (γνωστή ως ATEX  Directive) για την εναρμόνιση των νομοθεσιών των κρατών μελών σχετικά με τις συσκευές και τα συστήματα προστασίας που προορίζονται για χρήση σε εκρήξιμες ατμόσφαιρες. Η Οδηγία ορίζει τις ουσιώδεις απαιτήσεις για την υγεία και την ασφάλεια και τις διαδικασίες αξιολόγησης της συμμόρφωσης που πρέπει να εφαρμόζονται πριν από την κυκλοφορία των προϊόντων στην αγορά της Ε.Ε. και είναι σημαντική για τη σχεδίαση εργοστασίων παραγωγής υδρογόνου. Καλύπτει πέρα των άλλων τον εξοπλισμό και τα συστήματα προστασίας που προορίζονται για χρήση σε δυνητικά εκρηκτικές ατμόσφαιρες. Επίσης, η Οδηγία υποχρεώνει τους εργοδότες να ταξινομούν περιοχές στις οποίες ενδέχεται να εμφανιστούν επικίνδυνες εκρηκτικές ατμόσφαιρες στις ζώνες. Επίσης, απαιτεί από τον κατασκευαστή να σχεδιάζει τον εξοπλισμό του ώστε να είναι κατάλληλος για χρήση εντός της εκρηκτικής ατμόσφαιρας του πελάτη του. Επομένως, οι κατασκευαστές εξοπλισμού οφείλουν στον πελάτη τους να τους παράσχουν πληροφορίες σχετικά με την ταξινόμηση της ζώνης και της εύφλεκτης ουσίας μέσα στη ζώνη αυτή. Η οδηγία περιγράφει τους κανόνες και τους κανονισμούς για όλους τους παράγοντες της αλυσίδας παραγωγής, προκειμένου να διασφαλιστεί ότι μόνο ασφαλής εξοπλισμός για χρήση σε εκρήξιμες ατμόσφαιρες πωλείται και εφαρμόζεται. Τέλος, η Οδηγία καθορίζει τον τρόπο κατασκευής, παραγωγής και τεκμηρίωσης του εξοπλισμού, καθώς και τους κανόνες για την επισήμανση CE και τις διαδικασίες αξιολόγησης της συμμόρφωσης, δήλωση συμμόρφωσης Ε.Ε. και γενικές αρχές σήμανσης CE. Η εν λόγω Οδηγία εσωτερικοποιήθηκε με την ΚΥΑ Οικ. 52019/ΔΤΒΝ 1152/2016.

Υπάρχει, επίσης, η Οδηγία 2014/68/ΕΕ για την εναρμόνιση των νομοθεσιών των κρατών μελών σχετικά με τη διαθεσιμότητα του εξοπλισμού υπό πίεση στην αγορά (γνωστή ως Pressure Equipment Directive). Αυτή ισχύει για το σχεδιασμό, την κατασκευή και την αξιολόγηση συμμόρφωσης του εξοπλισμού υπό πίεση και των συγκροτημάτων με μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση μεγαλύτερη από 0,5 bar. Καθορίζονται από την Οδηγία όλες οι τεχνικές απαιτήσεις και η ταξινόμηση ανάλογα με την αύξουσα στάθμη κινδύνου, ανάλογα με την πίεση, τον όγκο ή το ονομαστικό μέγεθος, την ομάδα υγρών και την κατάσταση συγκέντρωσης, καθώς και διαδικασίες αξιολόγησης της συμμόρφωσης. Το υδρογόνο είναι υγρό που εμπίπτει στην Ομάδα 1 που αποτελείται από επικίνδυνα υγρά (εύφλεκτα, τοξικά ή/και οξειδωτικά). Άρα, μεγάλο μέρος του εξοπλισμού παραγωγής, αποθήκευσης και διανομής υδρογόνου πρέπει να πληροί τις τεχνικές απαιτήσεις που ορίζονται. Η παρούσα Οδηγία ενσωματώθηκε από το εθνικό μας δίκαιο με την ΥΑ Οικ. 74124/ΔΤΒΝ 1431/2016.

Τέλος, οι Οδηγίες 2001/42/ΕΚ, σχετική με την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων ορισμένων σχεδίων και προγραμμάτων, και 2011/92/ΕΕ, σχετική με την εκτίμηση των επιπτώσεων ορισμένων σχεδίων δημοσίων και ιδιωτικών έργων στο περιβάλλον, (γνωστές ως SEA και ΕΙΑ Directives αντιστοίχως) έχουν εφαρμογή για μονάδες χρήσης γης με επιτόπια παραγωγή ή με μεγάλου μεγέθους αποθήκευση υδρογόνου, άνω των 5 τόνων. Η τελευταία Οδηγία (ΕΙΑ) τροποποιήθηκε από την Οδηγία 2014/52/ΕΕ σχετικά με την εκτίμηση των επιπτώσεων ορισμένων σχεδίων δημοσίων και ιδιωτικών έργων στο περιβάλλον, όπου εισάγει ελάχιστες απαιτήσεις όσον αφορά τον τύπο των έργων που υπόκεινται σε αξιολόγηση, τις κύριες υποχρεώσεις των εκτελεστών των έργων, το περιεχόμενο της αξιολόγησης και τη συμμετοχή των αρμόδιων αρχών και του κοινού.

Συμπερασματικά μπορούμε να αναφέρουμε ότι οι περιβαλλοντικές απαιτήσεις και οι απαιτήσεις ασφαλείας και υγείας που περιλαμβάνονται στην ανωτέρω νομοθεσία είναι γενικές, έχοντας ευρεία εφαρμογή και όχι ειδικά για το υδρογόνο. Ναι μεν περιλαμβάνεται η αποθήκευση του υδρογόνου (που μας ενδιαφέρει στην παρούσα ανάλυση), αλλά οι μη προσαρμοσμένοι κανόνες ή η έλλειψη αυτών αυξάνει το κόστος για αυτούς που ενδιαφέρονται για την ανάπτυξη υποδομών υδρογόνου.

Λίγα λόγια για τους συγγραφείς του άρθρου

Ο κος Χαρίλαος-Ανδρέας Χάιδος είναι Νομικός και Οικονομολόγος, Υποψήφιος Διδάκτορας σε Νομικές Παραμέτρους των Τεχνολογιών Υδρογόνου, Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Πατρών

Ο Δρ. Σοφοκλής Μακρίδης είναι Διευθυντής του Κέντρου Βιώσιμης Ανάπτυξης, Υλικών και Ενέργειας & Αναπληρωτής Καθηγητής των Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Πατρών. Είναι ειδικός σε θέματα νανοσύνθετων υλικών κα διεργασιών για Ενεργειακές και Περιβαλλοντικές Τεχνολογίες.

insider.gr

Η εγκατάσταση υδρογόνου έχει σχεδιαστεί για να επαληθεύει την πρακτικότητα της ενέργειας υδρογόνου χρησιμοποιώντας δύο μεθόδους, ηλεκτρόλυση νερού και αναμόρφωση αερίου.

 Η Panasonic Corporation έχει κατασκευάσει το σταθμό υδρογόνου “H2 Farm Kusatsu” στην πόλη Kusatsu της Νήσου Shiga προκειμένου να επαληθεύσει την πρακτικότητα της χρήσης υδρογόνου. Η εταιρεία ξεκίνησε τη λειτουργία των περονοφόρων κυψελών καυσίμου εντός του χώρου με υδρογόνο που τροφοδοτείται από το σταθμό.

Το “αγρόκτημα H2 Kusatsu” μπορεί να παρέχει υδρογόνο ανεξάρτητα από τον καιρό χρησιμοποιώντας δύο μεθόδους. Ο πρώτος είναι η χρήση μονάδας ηλεκτρόλυσης νερού που παράγει υδρογόνο με ηλεκτρόλυση νερού χρησιμοποιώντας την ισχύ από ηλιακούς συλλέκτες. Το άλλο είναι να χρησιμοποιήσει τον συμπαγή εξοπλισμό παραγωγής υδρογόνου σε συνδυασμό με μια διαδικασία αναμόρφωσης αερίου με μεγάλη και συσσωρευμένη τεχνολογία από την κυψέλη καυσίμου οικιακού φυσικού αερίου “Ene-Farm”.

Το σύστημα αυτό είναι ικανό να παράγει υδρογόνο για να λειτουργεί περίπου δύο περονοφόρα ανυψωτικά οχήματα ανά ημέρα και μπορεί να φορτιστεί πλήρως με περίπου 3 λεπτά. Οι περονοφόροι ανυψωτήρες καυσίμων θα μεταφέρουν τελικά προϊόντα στο εργοστάσιο “Ene-Farm”.

Το 2009, η Panasonic ξεκίνησε την πρώτη παγκόσμια κυψέλη καυσίμου παγκοσμίως που ονομάζεται “Ene-Farm” στην Ιαπωνία, η οποία παράγει ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα χρησιμοποιώντας υδρογόνο που εξάγεται από το φυσικό αέριο της πόλης. Η εταιρεία επεκτείνει τώρα τις δραστηριότητές της σε χώρες του εξωτερικού σε επτά χώρες της Ευρώπης, συμπεριλαμβανομένης της Γερμανίας και του Ηνωμένου Βασιλείου.

 Όπως αποδεικνύεται η ανάπτυξη των υδρογονοκίνητων αυτοκινήτων στην Γερμανία ακολουθεί την πορεία των οχημάτων CNG της Ελλάδας.

Η απουσία πρατηρίων αλλά και το υψηλό κόστος απόκτησης αποτελούν τα δύο μεγάλα «αγκάθια» για την ανάπτυξη των αυτοκινήτων τα οποία κινούνται με υδρογόνο και αποτελούν το αντίπαλον δέος για τα ηλεκτρικά οχήματα.

Οι καταναλωτές στη Γερμανία, όπως αναφέρει η DW, αλλά και την υπόλοιπη Ευρώπη δείχνουν ωστόσο να αδιαφορούν για τα οχήματα υδρογόνου.

Αν αναλογιστούμε ότι στη Γερμανία κυκλοφορούν 64,8 εκ. αυτοκίνητα το ποσοστό των υδρογονοκίνητων αντιστοιχεί στο 0,0006%.

Αντίθετα τα ηλεκτρικά κατέχουν το 0,2% ποσοστό το οποίο σε σύγκριση με τα υδρογονοκίνητα παραπέμπει σε μία ιστορία επιτυχίας.

Μειωμένο είναι το ενδιαφέρον και των γερμανών κατασκευαστών. Η Daimler «έριξε» από το 2009 στην αγορά περίπου 200 οχήματα της B-Class με κινητήρα υδρογόνου, ενώ πέρυσι κυκλοφόρησε ένα όχημα εκτός δρόμου με κινητήρα που συνδύαζε μια μπαταρία με κυψέλες υδρογόνου. BMW, VW και Audi έχουν πειραματιστεί με υδρογόνο, αλλά δεν σχεδιάζουν προς το παρόν την παραγωγή κάποιου οχήματος. 

Μόλις 71 πρατήρια υδρογόνου

Ο οικονομολόγος Φέρντιναντ Ντουντεχόφερ, ο οποίος ειδικεύεται σε ζητήματα αυτοκίνησης, αποδίδει το μειωμένο ενδιαφέρον για τα υδρογονοκίνητα στο υψηλό κόστος αγοράς: «Η τιμή είναι υπερβολική και κυμαίνεται σήμερα μεταξύ 70.000 και 80.000 ευρώ».

Την ίδια στιγμή ειδικοί σε ζητήματα περιβάλλοντος εκφράζουν αμφιβολίες και για την χαμηλή ενεργειακή απόδοση, όπως ο Φλόριαν Χέκερ από το Ινστιτούτο Öko ο οποίος επισημαίνει στην DW ότι: «Απαιτείται ρεύμα για να παραχθεί υδρογόνο από νερό, το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται στο αυτοκίνητο σε ρεύμα. Πρόκειται για ενεργοβόρα διαδικασία. Μόλις το 25% της ενέργειας μετατρέπεται εν τέλει σε κίνηση, ενώ στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα το ποσοστό αυτό βρίσκεται γύρω στο 70%».

Στα πλεονεκτήματα των υδρογονοκίνητων ανήκει και η αυτονομία που μοιάζει με εκείνη των κινητήρων εσωτερικής καύσης και φθάνει τα 500 χιλιόμετρα. Εκτός αυτού ο ανεφοδιασμός με το υγρό καύσιμο είναι υπόθεση μερικών λεπτών. Σε αντίθεση η φόρτιση της μπαταρίας των ηλεκτρικών οχημάτων έχει πολύ μεγαλύτερη διάρκεια. Για τον ανεφοδιασμό τον υδρογονοκίνητων ωστόσο απαιτείται ένα αποδεκτό δίκτυο πρατηρίων, το οποίο η Γερμανία, για παράδειγμα, δεν διαθέτει.

Ο Πέτερ Φους από την εταιρία συμβούλων ΕΥ θεωρεί ότι για να γίνουν τα υδρογονοκίνητα ελκυστικά για τους καταναλωτές θα πρέπει να υπάρχουν στη χώρα περίπου 1.000 πρατήρια. Σήμερα το δίκτυο περιλαμβάνει όμως μόλις 71 πρατήρια, τα οποία του χρόνου υπολογίζεται να ξεπεράσουν τα 100.

newsauto.gr

Η H2 MOBILITY θα δει το δίκτυο του πρατηρίου καυσίμων να αναπτύσσεται μέχρι και τριάντα σταθμούς μέχρι τα τέλη του 2021.

Το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Μεταφορών της Γερμανίας και το H2 MOBILITY υπέγραψαν μνημόνιο συμφωνίας για την περαιτέρω επέκταση της υποδομής υδρογόνου. Σύμφωνα με τη συμφωνία, μέχρι το τέλος του 2021 περισσότερα από 60.000 αυτοκίνητα κυψελών καυσίμου και 500 επαγγελματικά οχήματα θα μπορούσαν να ανεφοδιαστούν με καύσιμα στη Γερμανία.

Η πρώτη φάση της επέκτασης της υποδομής υδρογόνου θα ολοκληρωθεί στα μέσα του 2020. Σε αυτό το σημείο, με 100 σταθμούς σε επτά περιφέρειες (Αμβούργο, Βερολίνο, Ρήνο-Ρουρ, Φρανκφούρτη, Νυρεμβέργη, Στουτγάρδη και Μόναχο) καθώς και κατά μήκος των αρτηριών, η Γερμανία θα έχει δημόσια υποδομή υδρογόνου, ΧΩΡΙΣ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΥΣ.

Ενώ οι περισσότεροι σταθμοί H2 σήμερα διαθέτουν επαρκή χωρητικότητα για ανεφοδιασμό 40 με 50 αυτοκίνητα την ημέρα, στο μέλλον θα είναι δυνατή η πλήρωση περίπου τριών φορές περισσότερων οχημάτων σε έναν σταθμό. Οι πρώτοι λίγοι κατασκευαστές, συμπεριλαμβανομένων των Hyundai και Toyota, καθώς και οι γερμανικές εταιρείες StreetScooter και Faun, έχουν ήδη εξαγγείλει μοντέλα υδρογόνου σε αυτόν τον τομέα για τα επόμενα χρόνια. Η Toyota, για μία, θα αυξήσει την παραγωγή της στον τομέα των επιβατικών αυτοκινήτων υδρογόνου δεκαπλάσια από το 2020 και η Hyundai ανακοίνωσε μια παρόμοια μεγάλη κλίμακα. Οι νέοι σταθμοί υδρογόνου θα δημιουργηθούν στις περιοχές με τη μεγαλύτερη ζήτηση υδρογόνου.

Κινητικότητα με υδρογόνο

Η ομοσπονδιακή κυβέρνηση της Γερμανίας έχει υποστηρίξει την τεχνολογία υδρογόνου και κυψελών καυσίμου από το 2007 με το εθνικό πρόγραμμα καινοτομίας για την τεχνολογία υδρογόνου και κυψελών καυσίμου (NIP). Μεταξύ άλλων, το πρόγραμμα χρηματοδοτεί σταθμούς ανεφοδιασμού H2, οι οποίοι κατασκευάζονται και λειτουργούν αυτή τη στιγμή στη Γερμανία κυρίως από την H2 MOBILITY Deutschland και τους μετόχους της Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell και TOTAL.

Σύμφωνα με το H2 MOBILITY, οι οδηγοί με υδρογόνο μπορούν ήδη να ανεφοδιάζουν τα οχήματά τους σε τρία με πέντε λεπτά σε 76 δημόσιους σταθμούς υδρογόνου στη Γερμανία, για διακυμάνσεις από 500 έως 700 χλμ. Οι σταθμοί υδρογόνου ενσωματώνονται συνήθως σε υπάρχοντες σταθμούς. Ο σχεδιασμός είναι συμπαγής και χρησιμοποιεί κυρίως τυποποιημένα εξαρτήματα για τους διανεμητές, αποθήκευση H2 και συμπίεση.