שרשרת הערך של תעשיית המימן הירוק

אחד מהכלים המבטיחים ביותר לתהליכי דקרבוניזציה (ביטול התלות בפליטות פחמן דו-חמצני) של מגזרים רבים הוא המימן הירוק. מימן ירוק הוא מימן שהופק בתהליך האלקטרוליזה - פירוק של מים באמצעות הזרמת זרם חשמלי דרכם ליצירת מימן וחמצן גזי. את האנרגיה המשמשת ליצירת החשמל הדרוש לתהליך מייצרים באמצעות אנרגיה ירוקה, לרוב אנרגיית רוח או אנרגיה סולארית. בפוסט נסקור את שרשרת הערך של המימן הירוק כפי שהוצג בדו״ח ה- State of Climate Tech 2021 מאת PWC:

ייצור מימן ירוק

על מנת שהשימוש במימן ירוק יהיה כדאי, יש צורך בהוזלה משמעותית של מחיר הייצור. עיקר הפיתוחים הטכנולוגים בשלב זה של שרשרת הערך מתמקדים ביצירת אלקטרוליזים המסוגלים לייצר כמויות מסחריות של מימן בנצילות אנרגטית גבוהה. אחת מחברות ההזנק המבטיחות לייצור מימן ירוק היא החברה הישראלית H2Pro, שע״פ Crunchbase גייסה עד היום כ- 107 מיליון דולר ממספר משקיעים, בהם קרן ההשקעות Breakthrough Energy Ventures שהקים ביל גייטס. החברה מפתחת תהליך ייצור שעשוי להיות נציל בכ-30% יותר בהשוואה לטכנולוגיות קימות לייצור מימן באלקטרוליזה.

פרמטר נוסף ומשמעותי במחיר היצור של המימן הירוק היא זמינות האנרגיות המתחדשות ומחירן, כך למשל בחלקים מסוימים של המזרח התיכון, אפריקה, ארצות הברית ואוסטרליה, עלות היצור של מימן ירוק עשויה להיות זולה יותר מאשר באירופה.

שינוע ואחסנה

אחד האתגרים שעליהם יש לתת מענה בדרך ליישום כלכלת מימן הוא אתגר השינוע והאחסנה. אתגר זה נובע ממספר גורמים, ביניהם התכונות הכימיות של המימן: היסוד הקטן והקל ביותר בטבע, חסר ריח וצבע, בעל אנרגית הצתה נמוכה, נפיצות גבוהה (הדירוג המירבי לסיכון לשריפה לפי תקן NFPA 704) בטווח רחב של ריכוז מימן באוויר (4.1%-74.2%) ופליטת אנרגיה גבוהה בפיצוץ. תכונות אלה באות לידי ביטוי בשני היבטים עיקריים: ההיבט הראשון הוא סטנדרט בטיחותי גבוה לשינוע ואחסנה בעקבות דרגת הסיכון הגבוהה, וההיבט השני הוא הצורך בדחיסת מימן במצב גזי ללחצים גבוהים - או לחילופין העברת המימן למצב צבירה נוזלי, וזאת על מנת שניתן יהיה לשנע כמות גדולה של מימן בנפח נתון. נציין כי הסטנדרט הבטיחותי הגבוה, והצורך בדחיסה או שינוי מצב צבירה, משפיעים גם הם על מחירו של המימן.

סוגיה נוספת הקשורה לאופן השינוע והאחסנה, היא האם לעשות שימוש במתקני ייצור אזוריים גדולים ומהם לשנע את המימן למיקומים שונים - או לחילופין לייצר מימן באופן מקומי בסמוך לצרכני הקצה. כל אחת מהחלופות היא בעלת השלכות מנוגדות על עלויות היצור ועל עלויות השינוע והאחסון.

אופן השינוע מבוצע היום במקומות שונים בעולם באמצעות משאיות, ספינות, או צנרות הולכה - כאשר בנקודת הקצה יש צורך בהקמת תשתיות נוספות כדוגמת מיכלי אחסון, מערכות לשינוי לחץ ומצב צבירה, מערכות לניטור איכות המימן וכן מערכות לתידלוק במימן.

צרכני הקצה

התרומה המשמעותית ביותר של מימן עשויה להיות בהפחתת ההשפעה הסביבתית של ענף התחבורה, וענפי תעשייה שונים. בתחבורה מייעדים את המימן לשימוש ברכבים פרטיים, אוטובוסים, משאיות תובלה - ואף בענף התעופה. בתעשייה שואפים להפחית באמצעות המימן את ההשפעה הסביבתית של יצור פלדה וכן לייעל תהליכים ליצור כימיקלים.

הדרך לכלכלת מימן עוד רצופה באתגרים

ההבטחה שהמימן הירוק נושא - יכולת ממשית לקזז פחמנית מגזרים שונים בכלכלה - גורמת לכך שמדינות רבות החלו בפיתוח תוכניות אסטרגיה לאומיות לפיתוח כלכלת מימן. אולם המעבר עוד רצוף אתגרים רגולטוריים, טכניים וכלכליים. מספר רב של גורמים עשוי להשפיע על מידת התחרותיות של המימן, כאשר העיקריים הם:

• מחיר הדלקים הפוסיליים - מחיר שוק גבוה, הטלת מס פחמן, וביטול הסובסידות לתעשיית הדלקים הפוסיליים עשויים לשפר את מידת התחרותיות של המימן.

• טכנולוגיות חליפיות - התפתחות טכנולוגית משמעותית בשוק הסוללות, יכולת מחזור יעילה של מתכות נדירות, פיתוח סוללות ממתכות נפוצות והוזלה במחירי הסוללות עשויים לשמר את המצב בו סוללות הן הפתרון הנפוץ להפחתת הפליטות של מגזר התחבורה.

• הפחתת עלויות המימן - לפי דו״ח נוסף של PWC, מחירו של המימן הירוק עשוי להחתך בכמחצית עד 2030, ולאחר מכן להמשיך לרדת באופן הדרגתי עד התייצבות בסביבות מחיר של 1.5-2 דולר לק״ג מימן בשנת 2050, כתלות באיזור הגאוגרפי וזמינות האנרגיות המתחדשות. מימוש התחזית תלוי גם בהתייעלות והוזלת עלויות של כלל החוליות שהוזכרו בניתוח שרשרת הערך.