Perlumbaan Untuk Membersihkan Hidrogen Dimulakan. Bolehkah Houston Memimpin Jalan?

Emily Pickrell, Cendekia Tenaga UH

Ekonomi hidrogen akan datang, dan pentadbiran Biden bekerja keras untuk menggerakkannya.

Pada 15 November 2021, Presiden Biden menandatangani undang-undang Akta Pelaburan dan Pekerjaan Infrastruktur, yang termasuk pembiayaan $9.5 bilion untuk mempercepatkan pembangunan teknologi hidrogen yang bersih. Perundangan ini bertujuan untuk membantu memulakan peralihan kepada membersihkan hidrogen sebagai bahan api untuk pembuatan dan sebagai bahan api pengangkutan.

Masih awal, kerana pusat pengeluaran hidrogen yang berpotensi telah mula muncul, walaupun teknologi untuk membuat hidrogen bersih yang berdaya saing dari segi ekonomi masih matang.

Beberapa wilayah sedang berusaha untuk memenuhi matlamat pentadbiran Biden untuk mengurangkan kos hidrogen bersih sebanyak 80 peratus kepada $1 sekilogram dalam tempoh sepuluh tahun akan datang. Faedah berpotensi telah pun dikira oleh Jabatan Tenaga: potensi pengurangan pelepasan karbon dioksida sebanyak 16% menjelang 2050, serta hasil $140 bilion dan 700,000 pekerjaan menjelang 2030.

Houston mempunyai beberapa kelebihan semula jadi dalam perbualan. Lebih daripada 900 batu saluran paip hidrogen dan lebih daripada satu pertiga daripada pengeluaran hidrogen yang sedia ada berpusat di sekitar Houston. Kebanyakan pengeluaran ini adalah untuk apa yang dipanggil hidrogen kelabu, bermakna ia mempunyai jejak karbon yang tinggi. (Hidrogen kelabu ini dihasilkan menggunakan pengubahsuaian wap metana, yang menghasilkan kedua-dua hidrogen serta karbon dioksida dan karbon monoksida sebagai produk sampingan.). Ia juga mempunyai industri tenaga angin yang matang dan keupayaan suria yang besar.

Namun hujah terkuat Houston sebenarnya mungkin permintaannya untuk jenis kuasa hidrogen yang boleh dihasilkan, bukannya keupayaan pengeluarannya.

"Kami mempunyai beberapa kelebihan struktur di sini di Houston, termasuk permintaan industri yang ketara untuk hidrogen," kata Alan Rossiter, seorang jurutera kimia di Universiti Houston. "Permintaan utama ini akan membolehkan kami membangunkan hidrogen bersih berskala besar dengan lebih berkesan dengan risiko yang lebih rendah daripada tempat lain di pasaran."

Syarikat minyak dan gas di Houston sudah pun melabur dalam teknologi yang boleh mengeluarkan dan menyimpan pelepasan daripada hidrogen kelabu. Salah satu yang terbesar, ExxonMobil, telah membangunkan konsortium rakan kongsi industri dan cadangan $100 bilion untuk membangunkan penggunaan peneraju industri bagi penangkapan dan penyerapan karbon, atau CCS. CCS ialah teknologi sedia ada yang boleh mencipta hidrogen biru dengan menyingkirkan pelepasan karbon ini. Apa yang diperlukan adalah untuk menjadi berdaya maju secara komersial, satu proses yang biasanya melibatkan tahap awal sokongan dan pelaburan kerajaan.

Dan ExxonMobil berterus terang dalam pandangannya bahawa pelaburan ini harus datang ke Houston, untuk manfaat alam sekitar dan kawasan Houston yang lebih luas.

"Penempatan CCS berskala luas dan mampu milik di kawasan Houston akan memerlukan sokongan industri, komuniti dan kerajaan," jelas ExxonMobil di laman web syarikat yang memperincikan rancangannya untuk teknologi penangkapan karbonnya. "Jika dasar dan peraturan yang sesuai dilaksanakan, CCS boleh membantu Amerika Syarikat dan Houston mencapai matlamat bersih-sifar sambil menjana pekerjaan baharu dan melindungi pekerjaan sedia ada yang penting kepada ekonomi Houston."

Ini adalah hujah dengan merit: Pantai Teluk AS cukup besar untuk menyimpan kira-kira 500 bilion tan metrik karbon dioksida, dan kemudahan penapisan dan petrokimia yang melapisi pantai tidak perlu mengangkut pelepasan jika hidrogen biru digunakan.

Namun yang lain memanfaatkan kelebihan Houston sebagai kiblat minyak dan gas untuk mempersoalkan sama ada rantau itu akan dapat berfikir di luar pengeluaran hidrogen berasaskan minyak dan gas dengan CCS sebagai sandarannya.

Mereka mencabar tanggapan bahawa peralihan yang diterajui Houston kepada hidrogen akan bermakna perpindahan akhirnya daripada hidrogen biru yang dihasilkan gas asli kepada hidrogen hijau, yang dibuat melalui elektrolisis, membelah air kepada hidrogen dan oksigen.

"Syarikat bahan api fosil mencadangkan bahawa 'ekonomi hidrogen' boleh bermula dengan menggunakan hidrogen coklat, kemudian beralih kepada hidrogen biru, dan kemudian kepada hidrogen hijau, kerana CCS dan akhirnya teknologi elektrolisis menjadi lebih murah," tulis Alex Grant, yang mengetuai firma perunding teknologi tenaga bersih, di Clean Technica. “Ia adalah penipuan umpan dan suis.” 

Sementara itu, hab berpotensi lain yang bercakap tentang hidrogen hijau dari awal mula muncul.

Hy Stor Energy baru-baru ini mengumumkan ia telah memilih Mississippi untuk salah satu tapak pengeluaran hidrogen hijau terbesar di dunia. Ia berhujah bahawa negeri ini mempunyai infrastruktur yang hebat dan keupayaan penyimpanan yang banyak.

Negeri seperti Massachusetts telah membangunkan kajian yang menonjolkan kelebihan mereka, termasuk rekod prestasi rancangan perubahan iklim yang bertimbang rasa.  

Brett Perlman, ketua pegawai eksekutif Pusat untuk Masa Depan Houston, berkata kelebihan yang ditawarkan oleh negeri-negeri lain sekarang hanyalah sekadar itu – cakap. 

"Tiada satu pun daripada perjanjian ini - semua orang mahu mengatakan bahawa mereka sedang melakukan sesuatu," kata Perlman. “Tiada satu pun daripada projek yang dicadangkan ini benar-benar wujud pada masa ini – ia hanya sumber. Semua wilayah ini cuba membuat kes untuk jumlah terbesar dolar persekutuan untuk tenaga yang pernah ada. Ia bukan perjanjian yang selesai, dengan apa-apa imaginasi.”

Dan sementara Houston mempunyai kelebihan gelanggang rumah kira-kira satu pertiga daripada pengeluaran hidrogen AS, infrastruktur saluran paip yang besar dan kemudahan penyimpanan yang mencukupi, ia juga perlu menjelaskan bagaimana ini akan membantu ia memajukan pembangunan teknologi hidrogen bersih, dan bukannya menahannya. Ini adalah kerja yang telah ditumpukan oleh organisasi seperti Pusat Masa Depan Houston, membangunkan – bersama-sama dengan Universiti Houston – penjelasan tentang cara rantau ini boleh berbuat demikian.

Salah satu hujah terkuatnya kembali kepada kedekatannya dengan permintaan untuk jenis tenaga yang digunakan oleh Houston untuk penapisan dan pembuatan - kuasa yang sukar digantikan dengan elektrik.

Ia adalah niche yang boleh diisi oleh hidrogen, menggantikan 26 bilion kaki padu gas asli yang digunakan setiap hari di negara ini untuk kegunaan industri. Dan pengeluaran ini boleh meningkat dan berjalan dalam kuantiti yang diminta, secara relatif cepat, tanpa perlu risau tentang membina infrastruktur saluran paip di seluruh negara untuk memindahkan hidrogen ke tempat yang diperlukan.

Tetapi ada lebih banyak perniagaan minyak dan gas Texas boleh lakukan. 

Ia boleh menunjukkan ia bermakna perniagaan dengan melaksanakan teknologi CCS secepat mungkin. Texas juga boleh mengukuhkan tangannya dengan membuat rancangan perubahan iklimnya sendiri, dan menerangkan bagaimana pembangunan hab hidrogennya akan sesuai dengannya.

Dan ia boleh mempamerkan asetnya yang boleh dikatakan paling berharga: bakat manusia. Houston mempunyai kepekatan pengetahuan industri tenaga yang mempunyai sedikit pesaing di seluruh dunia, apatah lagi di pantai domestik kita.

"Walaupun mungkin terdapat tempat lain di mana orang ramai melakukan kerja R&D pada elektrolisis atau turbin angin, apabila ia datang untuk mengambil sesuatu dan meningkatkannya, tidak ada tempat yang mempunyai keupayaan profesional dan teknikal yang kami ada," kata Greg Bean, pengarah eksekutif Institut Pengurusan Tenaga Gutierrez di Kolej Perniagaan Bauer di Universiti Houston. "Kami mempunyai tenaga kerja tenaga yang tahu cara melakukan pembangunan projek, kejuruteraan projek, kewangan projek, penyelenggaraan loji modal - sebut sahaja."

Emily Pickrell adalah wartawan tenaga veteran, dengan pengalaman lebih dari 12 tahun merangkumi segalanya dari ladang minyak hingga dasar perindustrian hingga yang terbaru mengenai undang-undang perubahan iklim Mexico. Emily telah melaporkan masalah tenaga dari seluruh AS, Mexico dan United Kingdom. Sebelum kewartawanan, Emily bekerja sebagai penganalisis dasar untuk Pejabat Akauntabiliti Kerajaan AS dan sebagai juruaudit organisasi bantuan antarabangsa, CARE. 

UH Energy adalah hab University of Houston untuk pendidikan tenaga, penyelidikan dan inkubasi teknologi, yang berusaha untuk membentuk masa depan tenaga dan menjalin pendekatan perniagaan baru dalam industri tenaga.