Tranziția către Hidrogenul Verde la Azomureș: Analiza Proceselor de Producție și Impactul Socio-Economic Regional
1. Introducere: Rolul Strategic al Hidrogenului în Industria Modernă și Obiectivele de Decarbonizare
1.1. Importanța Hidrogenului ca Vector Energetic și Materie Primă Esențială
Hidrogenul, un element fundamental și cel mai abundent din univers, capătă o importanță din ce în ce mai mare ca vector energetic și materie primă esențială în contextul eforturilor globale de decarbonizare. Utilizarea sa este răspândită în diverse industrii, în special în sectorul petrochimic, unde este indispensabil pentru rafinarea țițeiului și producția de îngrășăminte sintetice pe bază de azot.1 Această versatilitate îl poziționează ca o alternativă promițătoare la combustibilii fosili, având potențialul de a reduce semnificativ emisiile de gaze cu efect de seră în sectoarele greu de electrificat.2
1.2. Contextul Global și European al Decarbonizării și Tranziției Energetice
La nivel global și european, există un angajament ferm către reducerea amprentei de carbon. Uniunea Europeană și-a stabilit ținte ambițioase, vizând o reducere a emisiilor de CO2 cu 55% până în 2030 și atingerea neutralității climatice până în 2050.4 Aceste obiective se traduc în schimbări legislative, economice și sociale profunde, care au impulsionat discuțiile și investițiile în tehnologiile bazate pe hidrogen, în special pe hidrogenul verde, și în România.5
Politica europeană, prin inițiative precum Green Deal, a redeschis în mod substanțial dialogul despre producția de hidrogen în România. Acest cadru strategic nu doar că încurajează, ci și impune o reorientare a industriei către soluții cu emisii reduse. Pentru un jucător industrial major precum Azomureș, conformitatea cu aceste reglementări europene și accesul la mecanisme de finanțare specifice, cum ar fi Fondul pentru Tranziție Justă, devin imperative strategice. Astfel, tranziția nu este doar o opțiune, ci o necesitate dictată de alinierea la viziunea europeană de sustenabilitate.
1.3. Rolul Strategic al Azomureș în Economia Românească și pentru Comunitatea Mureșeană
Azomureș SA, cel mai mare producător de îngrășăminte chimice din România, reprezintă o platformă industrială vitală, extinsă pe 100 de hectare în Târgu Mureș.6 Cu o capacitate anuală de producție de 1.8 milioane tone de fertilizatori, din care 75% sunt destinați pieței locale, combinatul joacă un rol strategic fundamental în susținerea sectorului agricol românesc, asigurând nutrienți esențiali pentru culturi.7
Pe lângă contribuția sa la securitatea alimentară națională, Azomureș este un angajator semnificativ și o sursă importantă de locuri de muncă pentru comunitatea mureșeană. Angajamentul companiei față de resursa umană este demonstrat de eforturile de a păstra personalul chiar și în perioadele de inactivitate.8 Cu toate acestea, dependența combinatului de gazul natural, al cărui preț a înregistrat o volatilitate semnificativă, a expus Azomureș la vulnerabilități economice majore. Un exemplu elocvent este închiderea temporară a fabricii în iunie 2022, justificată de prețurile nesustenabile ale gazului.9 Această situație nu a reprezentat doar o provocare economică pentru companie, ci a generat și un impact negativ asupra securității alimentare naționale și a stabilității socio-economice regionale, prin creșterea importurilor de cereale și dificultăți pentru fermierii români.9 Această dependență de combustibilii fosili fluctuante subliniază un imperativ strategic pentru Azomureș de a tranziționa către surse de energie mai stabile, cum ar fi hidrogenul verde, pentru a asigura continuitatea operațională și a reduce riscurile viitoare.
2. Procesul Actual de Producție a Hidrogenului la Azomureș și Utilizarea Acestuia
2.1. Profilul Azomureș și Produsele Principale
Azomureș este un complex industrial de anvergură, situat în Târgu Mureș, specializat în producția unei game variate de îngrășăminte agricole, inclusiv NPK, azotat de amoniu, nitrocalcar și uree. Pe lângă acestea, combinatul produce și produse industriale precum melamină, amoniac tehnic și acid azotic.7 Azomureș deține distincția de a fi cel mai mare consumator de gaze naturale din România 10, o realitate care subliniază amploarea dependenței sale actuale de combustibilii fosili și, implicit, magnitudinea provocării de decarbonizare cu care se confruntă.
2.2. Utilizarea Hidrogenului în Procesele de Producție
Hidrogenul este o materie primă esențială și indispensabilă pentru Azomureș, fiind utilizat preponderent în procesul de producție a amoniacului (NH3).11 Amoniacul, la rândul său, constituie un component cheie în fabricarea unei game largi de îngrășăminte azotate, care reprezintă produsele de bază ale combinatului.6 Producția de amoniac la Azomureș a demarat încă din anul 1966, odată cu punerea în funcțiune a primelor instalații dedicate acestui scop.6
2.3. Metoda de Obținere a Hidrogenului din Gaz Metan: Reformarea cu Abur (SMR)
Deși documentele disponibile nu specifică explicit metoda de producție a hidrogenului la Azomureș, este larg recunoscut că industria petrochimică, inclusiv sectorul de producție a îngrășămintelor sintetice, utilizează predominant hidrogenul gri, obținut prin reformarea metanului cu abur (SMR).1 Având în vedere că Azomureș este cel mai mare consumator de gaze naturale din România 10 și un producător major de îngrășăminte sintetice, se poate deduce că hidrogenul gri, obținut prin SMR, este metoda principală de producție utilizată în prezent. Această dependență de SMR explică amprenta de carbon semnificativă a combinatului și subliniază necesitatea urgentă a tranziției către metode de producție mai curate.
Procesul SMR implică reacția generală: CH4 + 2H2O (+ căldură) → CO2 + 4H2.1 Condițiile tipice de operare pentru această reacție sunt temperaturi ridicate, cuprinse între 700°C și 1.000°C, și presiuni între 3 și 25 bar.1 Un aspect crucial al SMR este că, pentru fiecare megajoule de energie consumată din metan, se produc aproximativ 38.5 grame de dioxid de carbon.1 Aceste gaze cu efect de seră sunt eliberate direct în atmosferă, contribuind la încălzirea globală.12
Tabel 1: Procese Chimice Cheie la Azomureș și Rolul Hidrogenului
Acest tabel evidențiază în mod concis produsele principale ale Azomureș și rolul central al hidrogenului în lanțul său valoric, clarificând dependența actuală a combinatului de gazul metan ca sursă de hidrogen. Această vizualizare a proceselor subliniază punctele critice unde intervențiile pentru decarbonizare sunt necesare.
3. Metode de Producție a Hidrogenului din Gaz Metan: Cracarea (Piroliza) Metanului
3.1. Descrierea Detaliată a Procesului de Piroliză a Metanului
Piroliza metanului, cunoscută și sub denumirea de cracare termică, reprezintă un proces de descompunere a metanului (CH4) în hidrogen (H2) și carbon solid (C), conform reacției CH4 → C + 2H2.12 Această metodă se distinge prin avantajul major de a nu produce dioxid de carbon (CO2) ca subprodus gazos, spre deosebire de reformarea cu abur a metanului (SMR).12
Reacția de piroliză a metanului necesită temperaturi înalte, de aproximativ 1600°C.13 Unul dintre procedeele specifice dezvoltate pentru acest scop este procesul Kværner, care utilizează un aliaj lichid compus din 27% nichel și 73% bismut ca și catalizator. Acest proces are loc la temperaturi mai scăzute, între 1000°C și 1065°C, și la presiune atmosferică, beneficiind de un mecanism care evită îmbâcsirea catalizatorului cu depuneri de carbon.13
3.2. Produse Rezultate și Provocări Asociate
Din punct de vedere masic, piroliza metanului produce 0.25 kg de hidrogen și 0.75 kg de carbon solid dintr-un kilogram de metan.13 Principalul avantaj al acestei metode este producerea hidrogenului fără emisii directe de CO2, contribuind astfel la reducerea amprentei de carbon a procesului.12
Cu toate acestea, procesul de piroliză a metanului prezintă și provocări semnificative. Necesitatea unor temperaturi foarte înalte implică un consum energetic considerabil. Dacă această energie nu provine din surse regenerabile, avantajul de mediu al procesului poate fi diminuat, deoarece emisiile ar fi mutate în amonte, la producția de energie electrică.13 O altă provocare majoră este gestionarea carbonului solid rezultat. Acesta trebuie fie valorificat energetic, ceea ce ar genera CO2 și ar anula avantajul inițial de mediu, fie stocat în siguranță.12 Dacă carbonul nu este utilizat energetic, hidrogenul obținut va conține doar aproximativ 60% din energia metanului inițial 13, ceea ce afectează eficiența energetică globală a procesului. Această dependență de valorificarea carbonului solid transformă o soluție aparent "curată" într-o provocare complexă de gestionare a subproduselor și de optimizare a întregului lanț valoric.
În plus, maturitatea tehnologică a pirolizei metanului, care produce hidrogen turcoaz, este încă incipientă. Tehnologia se află în stadii incipiente de comercializare 12, fiind menționată existența unei singure unități de producție la scară industrială în Canada în 2015.13 Această stare de dezvoltare implică riscuri tehnologice și financiare mai mari pentru o implementare la scară largă, cum ar fi cea necesară la Azomureș. Adoptarea pirolizei metanului de către Azomureș ar necesita nu doar investiții substanțiale în noua tehnologie, ci și dezvoltarea unui model de afaceri viabil pentru valorificarea sau gestionarea sustenabilă a cantităților mari de carbon solid produs. Aceasta ar putea deschide noi oportunități în economia circulară (de exemplu, utilizarea carbonului în materiale de construcții sau anvelope) sau ar impune costuri semnificative de stocare, influențând fezabilitatea economică generală a proiectului.
3.3. Comparație cu Reformarea cu Abur (SMR) din Punct de Vedere Energetic și al Emisiilor
Comparativ cu reformarea cu abur (SMR), piroliza metanului prezintă diferențe notabile. Din punct de vedere economic, costul hidrogenului produs prin piroliză (de exemplu, prin procesul Kværner) este estimat a fi de aproximativ 1.5 ori mai mare decât cel obținut prin SMR.13 Cu toate acestea, costurile ar putea deveni comparabile dacă carbonul solid rezultat este valorificat în mod eficient.13
SMR este o tehnologie matură, cu un Nivel de Pregătire Tehnologic (TRL) de 9, ceea ce înseamnă că este pe deplin dezvoltată și implementată la scară industrială, dar generează emisii semnificative de CO2 (hidrogen gri).12 În contrast, piroliza metanului este o tehnologie mai nouă, cu un TRL mai scăzut (hidrogen turcoaz), dar cu avantajul de a produce hidrogen fără emisii directe de CO2 din procesul de reacție.12
Tabel 2: Comparație între Piroliza Metanului și Reformarea cu Abur (SMR) pentru Producția de Hidrogen
Acest tabel oferă o comparație directă și concisă între cele două metode de producție a hidrogenului din metan, evidențiind avantajele și dezavantajele fiecăreia, în special în ceea ce privește emisiile de CO2, eficiența și maturitatea tehnologică. Este esențial pentru a înțelege de ce Azomureș ar lua în considerare o tranziție și care ar fi provocările asociate.
4. Spectrul "Culorilor" Hidrogenului: O Analiză Comparativă
Clasificarea hidrogenului pe "culori" reflectă procesul de producție și, implicit, amprenta de carbon asociată. Această taxonomie este crucială pentru a înțelege impactul ecologic și costurile diferitelor metode de obținere a hidrogenului, oferind o perspectivă asupra compromisurilor dintre cost, maturitate tehnologică și impactul asupra mediului.
4.1. Hidrogen Gri
Hidrogenul gri este cea mai comună formă de hidrogen produsă în prezent și este obținut din combustibili fosili, în principal gaz natural (metan) sau cărbune.3 Procesul predominant de producție este reformarea metanului cu abur (SMR).12 Caracteristica definitorie a hidrogenului gri este că gazele cu efect de seră, în special CO2, generate în timpul procesului nu sunt captate și sunt eliberate direct în atmosferă.3 Din acest motiv, este considerată cea mai puțin dorită formă de hidrogen din punct de vedere ecologic.3 Din punct de vedere economic, hidrogenul gri este cel mai ieftin, cu un cost estimat de aproximativ 1.50 USD/kg.1 Tehnologia sa de producție este pe deplin matură, având un Nivel de Pregătire Tehnologic (TRL) de 9.15
4.2. Hidrogen Albastru
Hidrogenul albastru se bazează pe același proces convențional de SMR ca și hidrogenul gri, însă cu o diferență crucială: dioxidul de carbon produs ca subprodus este captat și izolat în subteran, printr-o tehnologie cunoscută sub numele de Captare și Stocare a Carbonului (CCS).12 Această abordare îl califică drept o sursă de hidrogen curat, cu un conținut scăzut de carbon.12 Costul său estimat este de aproximativ 2.40 USD/kg.1
4.3. Hidrogen Verde
Hidrogenul verde este considerat vârful de lance al tranziției energetice, fiind produs prin electroliza apei utilizând exclusiv energie electrică provenită din surse regenerabile, cum ar fi energia solară, eoliană sau hidroelectrică.2 Procesul de producție nu generează emisii de CO2 dăunătoare climei, fiind 100% ecologic.2
Avantajele hidrogenului verde sunt multiple: nu emite gaze poluante nici în timpul producției, nici în timpul utilizării; este relativ ușor de depozitat, ceea ce permite utilizarea sa ulterioară eficientă; și este versatil, putând fi transformat în energie electrică sau gaz sintetic și utilizat în scopuri comerciale și industriale.14 De asemenea, servește ca un mediu eficient de stocare pentru surplusul de energie din surse regenerabile.2
Cu toate acestea, există și dezavantaje semnificative. În prezent, hidrogenul verde este considerabil mai scump decât hidrogenul gri, cu costuri estimate între 3 USD/kg și 6.55 USD/kg.1 Producția sa reprezintă încă un procent mic din producția globală de hidrogen.12 Există, de asemenea, provocări legate de siguranță, deoarece hidrogenul este un element extrem de inflamabil, necesitând măsuri extinse de precauție.14 Costurile de stocare sunt ridicate, necesitând compresie la presiuni înalte sau refrigerare la temperaturi extrem de scăzute (-253°C).2 Tehnologiile de producție a hidrogenului verde sunt considerate încă în stadii incipiente de maturitate tehnologică.15
4.4. Hidrogen Turcoaz
Hidrogenul turcoaz este obținut prin piroliza metanului, un proces care divizează metanul în hidrogen și carbon solid prin aplicarea căldurii în reactoare.12 Această metodă nu produce CO2 direct. Este considerată o soluție cu emisii reduse, cu condiția ca procesul termic să fie alimentat cu energie regenerabilă și ca produsul secundar de carbon solid să fie utilizat sau stocat corespunzător.12 Ca și hidrogenul verde, hidrogenul turcoaz se află încă în stadiile incipiente de comercializare.12
4.5. Alte "Culori" de Hidrogen (Scurtă Prezentare)
Spectrul hidrogenului include și alte clasificări, în funcție de sursa de energie și procesul de producție:
Hidrogen Roz: Produs prin electroliza apei, alimentată de energie nucleară.12 Temperaturile ridicate generate de reactoarele nucleare pot fi utilizate și pentru procese precum SMR.
Hidrogen Negru/Maro: Obținut prin gazeificarea cărbunelui. Este considerat cea mai dăunătoare formă de hidrogen pentru mediu, din cauza emisiilor semnificative de carbon.12
Hidrogen Alb: Reprezintă hidrogenul natural, descoperit accidental în zăcăminte geologice (de exemplu, în Mali). Tehnologiile de extracție pentru hidrogenul alb sunt încă în curs de dezvoltare.3
4.6. Comparație a Costurilor și Impactului asupra Mediului
O analiză comparativă a costurilor și impactului asupra mediului evidențiază provocările tranziției către hidrogenul curat. Hidrogenul este, în general, de 2 până la 8 ori mai scump decât metanul.1 Estimările de costuri din mai 2021 indică: hidrogen gri la aproximativ 1.50 USD/kg, hidrogen albastru la aproximativ 2.40 USD/kg, hidrogen verde între 3 USD/kg și 6.55 USD/kg, în timp ce metanul se situa la aproximativ 0.80 USD/kg.1
Aceste diferențe de cost, alături de nivelurile variate de maturitate tehnologică, arată că "curcubeul hidrogenului" nu este doar o simplă clasificare, ci o reprezentare a compromisurilor complexe pe care industria trebuie să le facă. Pentru Azomureș, o tranziție imediată către hidrogenul cu emisii zero (verde sau turcoaz) implică costuri operaționale semnificativ mai mari și riscuri tehnologice sporite, în comparație cu soluțiile intermediare precum hidrogenul albastru sau continuarea cu hidrogenul gri. Această realitate impune o planificare strategică atentă, care să echilibreze obiectivele de sustenabilitate cu viabilitatea economică.
Tabel 3: Caracteristici Comparative ale Diferitelor "Culori" de Hidrogen
Acest tabel centralizează informațiile despre "culorile" hidrogenului, oferind o referință rapidă pentru înțelegerea proceselor, costurilor și maturității tehnologice. Este esențial pentru a compara opțiunile disponibile pentru Azomureș și pentru a înțelege provocările tranziției.
5. Metode Alternative de Obținere a Hidrogenului Verde
5.1. Electroliza Apei
Principiul Electrolizei: Electroliza apei este procesul prin care un curent electric este utilizat pentru a descompune moleculele de apă (H2O) în componentele sale elementare: hidrogen (H2) și oxigen (O2).2 Această metodă este fundamentală pentru producția de hidrogen verde.
Tipuri de Electrolizoare și Eficiență Energetică: Eficiența energetică a electrolizei, definită ca raportul dintre energia hidrogenului produs și energia electrică consumată, este de aproximativ 70%.17 Această valoare nu include pierderile inerente din conversia curentului alternativ (CA) din rețea în curent continuu (CC), necesar electrolizoarelor.17 Există diferite tehnologii de electrolizoare, cum ar fi cele cu membrană de schimb de protoni (PEM), care necesită apă demineralizată cu o rezistivitate de maxim 0.1 microS/cm pentru a funcționa optim. Variantele alcaline, deși pot utiliza apă cu o puritate ușor mai scăzută (0.5 microS/cm), prezintă un randament cu 2-5% mai mic și sunt, în general, mai puțin costisitoare.17
Necesitatea Energiei Regenerabile pentru Hidrogen Verde: Pentru ca hidrogenul produs prin electroliză să fie clasificat ca "verde", energia electrică utilizată în proces trebuie să provină exclusiv din surse regenerabile, cum ar fi energia solară, eoliană sau hidroelectrică.2 Această cerință este esențială pentru a asigura că întregul ciclu de viață al hidrogenului are emisii zero de CO2.2
Provocări și Perspective:
Costuri: Producția de hidrogen verde este, în prezent, semnificativ mai scumpă decât cea de hidrogen gri, ceea ce reprezintă o barieră economică majoră pentru adoptarea sa la scară largă.1
Infrastructură: Implementarea la scară industrială necesită investiții masive nu doar în electrolizoare, ci și în dezvoltarea unei infrastructuri extinse pentru producția de energie regenerabilă, capabilă să asigure o alimentare constantă și suficientă.2
Stocare și Transport: Hidrogenul este un element extrem de inflamabil, necesitând măsuri extinse de siguranță pentru a preveni scurgerile și riscul de explozie.14 Stocarea sa eficientă implică compresie la presiuni ridicate sau refrigerare la temperaturi extrem de scăzute (-253°C), procese care generează costuri considerabile.2 Transportul hidrogenului prin conducte este tehnic fezabil, dar energetic mai puțin eficient decât cel al metanului. De exemplu, pentru o conductă de 3000 km, transportul hidrogenului poate consuma aproximativ 34% din energia vehiculată, comparativ cu 20% pentru metan, la același diametru al conductei.1
Eficiența energetică a electrolizei (70%) și pierderile semnificative în etapele ulterioare, cum ar fi compresia (aproximativ 8%) și transportul (până la 34% pentru distanțe lungi), indică faptul că tranziția la hidrogen verde implică o creștere substanțială a cererii de energie electrică regenerabilă per unitate de hidrogen utilizată de Azomureș.17 Această realitate amplifică provocarea de a asigura o sursă suficientă și stabilă de energie verde, deoarece pentru a obține o unitate de energie sub formă de hidrogen la punctul de utilizare, este necesară generarea unei cantități considerabil mai mari de energie electrică regenerabilă la sursă.
De asemenea, necesitatea apei demineralizate de înaltă puritate pentru electrolizoare 17 adaugă o cerință suplimentară de infrastructură și costuri operaționale pentru Azomureș, în special la scară industrială. Tratarea apei pentru a atinge puritatea necesară implică investiții în echipamente specifice și costuri continue de operare și întreținere, putând genera noi provocări legate de gestionarea resurselor de apă și a efluenților.
5.2. Fotocataliza pentru Producția de Hidrogen
Principiile Fotocatalizei: Fotocataliza, în special descompunerea fotoelectrochimică a apei (PEC water splitting), este o metodă inovatoare care utilizează lumina solară și materiale semiconductoare (fotocatalizatori) pentru a produce hidrogen și oxigen, imitând procesul natural de fotosinteză.18 Această tehnologie oferă perspective promițătoare pentru generarea și stocarea durabilă de energie, având potențialul de a produce hidrogen direct din energia solară.18
Materiale Utilizate și Design Avansat: Cercetările în domeniul fotocatalizei se concentrează pe dezvoltarea și optimizarea materialelor semiconductoare. Un exemplu notabil este hematita (α-Fe2O3), un semiconductor de tip n considerat promițător datorită stabilității sale, abundenței și naturii non-agresive în mediul înconjurător. Hematita are un band gap de 2.1-2.2 eV, ceea ce îi permite să absoarbă o bună parte din spectrul solar (lungimi de undă sub 620 nm).18 De asemenea, se explorează nanostructuri pe bază de SiGeSn pentru a crește absorbția optică într-o gamă largă de lungimi de undă și se dezvoltă catalizatori hibrizi pentru a îmbunătăți eficiența.18 Designurile avansate includ heterojoncțiuni Z-scheme și S-scheme, dopaj, modificări de suprafață și copolimerizare, toate vizând maximizarea performanței.19
Stadiul Actual al Tehnologiei (TRL) și Provocări:
Maturitate: Fotocataliza se află încă într-un stadiu incipient de dezvoltare, fiind predominant un domeniu de cercetare fundamentală și aplicată.18 Nivelul său de pregătire tehnologică (TRL) este scăzut, tehnologiile noi fiind considerate "în stadii incipiente".15
Eficiență: Pentru a deveni fezabil din punct de vedere economic, procesul de fotocataliză trebuie să atingă o eficiență energetică (conversia luminii solare în hidrogen) de cel puțin 7–10%.13 Cercetările actuale sunt intens direcționate către îmbunătățirea continuă a performanței fotocatalizatorilor.19
Scalabilitate și Stabilitate: Principalele provocări includ depășirea limitărilor fotocatalizatorilor convenționali, rezolvarea problemelor legate de electrozi și topologie, precum și asigurarea scalabilității și stabilității pe termen lung a sistemelor.19
Costuri: Recomandările din mediul academic vizează proiectarea de fotoelectrozi hibrizi rentabili și simplificarea designului celulelor PEC pentru a reduce costurile.19
Deși fotocataliza reprezintă o metodă elegantă și potențial foarte eficientă de producere a hidrogenului verde prin utilizarea directă a energiei solare 18, stadiul său incipient de dezvoltare o plasează ca o soluție pe termen lung pentru Azomureș, nu una imediat aplicabilă industrial. Aceasta înseamnă că investițiile continue în cercetare și dezvoltare sunt esențiale pentru maturizarea tehnologiei înainte de a putea fi implementată la scară mare în procese industriale complexe.
6. Potențialul de Energie Regenerabilă în Regiunea Mureș și România
Tranziția Azomureș către hidrogenul verde este intrinsec legată de disponibilitatea și dezvoltarea resurselor de energie regenerabilă în regiune și la nivel național.
6.1. Disponibilitatea și Potențialul Energiei Solare
Județul Mureș, situat în centrul României, în regiunea de dezvoltare Centru, beneficiază de un potențial solar considerabil. Zona înregistrează aproximativ 210 zile însorite pe an, cu un flux anual de energie solară cuprins între 1200 și 1500 kWh/m2/an.20 La nivelul municipiului Târgu Mureș, producția medie de energie solară fotovoltaică (PV) variază semnificativ pe parcursul anului: aproximativ 6.40 kWh/zi/kWp în timpul verii, 3.13 kWh/zi/kWp toamna, o scădere la 1.42 kWh/zi/kWp iarna și o creștere la 4.70 kWh/zi/kWp primăvara.22 Această variabilitate sezonieră accentuată, cu o producție de iarnă care scade la aproximativ 22% din nivelurile de vară, subliniază necesitatea unor soluții de stocare a energiei sau a unui mix energetic diversificat pentru a asigura o alimentare continuă și stabilă a proceselor industriale de la Azomureș. O dependență exclusivă de energia solară ar fi problematică fără investiții complementare în stocare sau în alte surse regenerabile dispecerizabile.
Există deja o prezență notabilă a infrastructurii solare în județul Mureș, inclusiv un parc solar considerat cel mai mare din România la un moment dat, extins pe 8 hectare și compus din 15.500 de panouri solare.21 În plus, un proiect de 5.66 MWp este în curs de dezvoltare în Șușeni, județul Mureș.23 Potențialul tehnic total de generare de energie fotovoltaică în Regiunea de Dezvoltare Centru este estimat la 48.13 TWh/an.20 Aceste proiecte existente demonstrează capacitatea și deschiderea regiunii pentru dezvoltarea infrastructurii solare la scară largă, consolidând fezabilitatea ca Azomureș să își procure electricitatea pentru producția de hidrogen verde din surse solare locale.
6.2. Potențialul Energiei Eoliene
România dispune de un potențial eolian onshore substanțial, estimat a putea genera o cantitate de electricitate de două ori mai mare decât consumul actual al țării.24 Județul Mureș, de asemenea, beneficiază de un potențial eolian ridicat.21
Cu toate acestea, exploatarea energiei eoliene prezintă provocări specifice. Instabilitatea vântului este un impediment major pentru asigurarea unei alimentări constante.21 În plus, dezvoltarea parcurilor eoliene trebuie să integreze considerente legate de protecția biodiversității, în special a căilor de migrație a păsărilor, și de implicarea activă a comunităților locale. Asigurarea unor beneficii economice și sociale directe pentru comunitățile gazdă este esențială pentru a obține acceptarea și sprijinul necesar pentru astfel de proiecte.24 Potențialul eolian semnificativ al României și al județului Mureș oferă o sursă complementară de energie regenerabilă pentru Azomureș. Prin natura sa intermitentă, energia eoliană ar necesita integrare cu alte surse sau soluții de stocare pentru a asigura stabilitatea rețelei și a proceselor industriale continue.
6.3. Potențialul Hidroenergetic
România deține un potențial hidroenergetic considerabil, însă doar aproximativ 40% din acesta este utilizat în prezent.25 Râurile Siret, Mureș și Olt sunt identificate ca bazine hidrografice cu cel mai mare potențial, pe lângă fluviul Dunărea.25 Hidroenergia contribuie cu aproximativ 26.47% la mixul energetic al țării și joacă un rol critic în stabilizarea sistemului energetic național, având capacitatea de a fi activată rapid pentru a răspunde vârfurilor de cerere.25
Potențialul hidroenergetic neexploatat al României, inclusiv în bazinul râului Mureș, reprezintă o sursă stabilă și dispecerizabilă de energie regenerabilă. Această caracteristică este esențială pentru a compensa intermitența energiei solare și eoliene în alimentarea electrolizoarelor de la Azomureș. Hidroenergia poate asigura o bază de energie verde constantă, reducând necesarul de stocare pe termen lung și îmbunătățind fiabilitatea operațională a proceselor industriale care necesită alimentare continuă cu hidrogen.
6.4. Proiecte și Inițiative Existente în România pentru Dezvoltarea Energiei Regenerabile
Planul Național Integrat în domeniul Energiei și Schimbărilor Climatice (PNIESC) 2021-2030 al României stabilește traiectorii și ținte clare pentru dezvoltarea energiei din surse regenerabile.26 Această strategie națională oferă un cadru de sprijin pentru extinderea capacităților de producție a energiei verzi.
Companii majore din sectorul energetic, precum Premier Energy, investesc activ în parcuri solare și eoliene. Aceștia dețin deja 167 MW de capacitate regenerabilă în România (incluzând 146 MW eolian și 21 MW solar) și au în construcție 147 MW de capacitate solară cu o capacitate de stocare a bateriilor de 46 MWh.27 Angajamentul unor astfel de jucători de a atinge emisii nete zero până în 2045 și investițiile lor în rețele de distribuție a gazelor naturale "pregătite pentru hidrogen" 27 semnalează o tendință mai largă în industria energetică românească către integrarea hidrogenului. Aceasta sugerează că tranziția Azomureș către hidrogenul verde ar fi susținută de un peisaj energetic național în evoluție, facilitând potențial aprovizionarea și distribuția hidrogenului pe termen lung.
7. Planurile Azomureș pentru Tranziția la Hidrogen Verde
Azomureș a recunoscut imperativul decarbonizării și vulnerabilitatea sa la volatilitatea prețurilor gazelor naturale.9 În acest sens, compania a inițiat deja demersuri concrete pentru a-și alinia operațiunile la obiectivele de sustenabilitate.
Directorul general al Azomureș, Josh Zacharias, a confirmat că societatea are în lucru un proiect pentru construirea a două electrolizoare, destinate producției de hidrogen, ca parte a tranziției ecologice.11 Acest proiect se află în prezent în faza de studiu de fezabilitate.11 Decizia de a investi în electrolizoare este motivată de faptul că Azomureș, în calitate de producător de amoniac, este un mare consumator de hidrogen.11
Modernizarea continuă a instalațiilor de amoniac și uree de la Azomureș 6 oferă o oportunitate naturală pentru integrarea treptată a tehnologiilor de producție a hidrogenului verde. Această abordare ar putea permite o tranziție fazată, reducând riscurile și costurile asociate cu o schimbare radicală.
Un aspect crucial al planurilor Azomureș este dependența de finanțare externă. Proiectul de electrolizoare este considerat parte a Fondului pentru Tranziție Justă, cu speranța de a pregăti terenul în următorii doi sau trei ani.11 Această dependență de finanțarea publică subliniază rolul esențial al sprijinului guvernamental și al politicilor de subvenționare în reducerea riscurilor și accelerarea proiectelor de decarbonizare industrială în România. Având în vedere costurile actuale ridicate ale hidrogenului verde comparativ cu hidrogenul gri 1, intervenția financiară este vitală pentru a face aceste tranziții viabile economic.
Deși Azomureș se concentrează pe electroliză ca metodă de producție a hidrogenului verde pe termen scurt și mediu, alte tehnologii, cum ar fi piroliza metanului (hidrogen turcoaz), sunt luate în considerare în strategia națională a hidrogenului pentru perioada post-2030.28 Aceasta sugerează o viziune pe termen lung care ar putea include diversificarea metodelor de producție a hidrogenului pe măsură ce tehnologiile se maturizează.
8. Concluzii și Recomandări
Tranziția Azomureș de la producția de hidrogen pe bază de gaz metan la hidrogen verde reprezintă o provocare complexă, dar esențială, dictată de obiectivele de decarbonizare ale Uniunii Europene și de necesitatea de a asigura stabilitatea operațională a combinatului în fața volatilității prețurilor combustibililor fosili.
Concluzii Cheie:
Dependența Critică și Vulnerabilitatea Actuală: Azomureș este un consumator masiv de gaze naturale și un producător major de îngrășăminte, bazându-se în prezent pe hidrogenul gri obținut prin reformarea cu abur a metanului (SMR). Această dependență expune combinatul la fluctuațiile prețurilor gazelor, cu impact direct asupra securității alimentare naționale și a stabilității socio-economice a comunității mureșene.9
Costuri și Maturitate Tehnologică: Hidrogenul verde, deși ecologic superior, este considerabil mai scump decât hidrogenul gri (de 2-8 ori) și se află într-un stadiu incipient de maturitate tehnologică (TRL scăzut).1 Această discrepanță de cost și maturitate este principala barieră economică pentru o tranziție rapidă.
Potențialul Regenerabil Local: Județul Mureș și România dispun de un potențial semnificativ de energie solară, eoliană și hidroenergetică.20 Existența parcurilor solare în județ și a potențialului hidroenergetic dispecerizabil în bazinul Mureșului oferă o bază solidă pentru alimentarea cu energie regenerabilă a electrolizoarelor.21 Cu toate acestea, variabilitatea sezonieră a energiei solare necesită soluții de stocare sau un mix energetic diversificat.22
Angajamentul Azomureș și Rolul Finanțării Publice: Azomureș a demarat studii de fezabilitate pentru instalarea de electrolizoare, vizând producția de hidrogen verde.11 Dependența de Fondul pentru Tranziție Justă subliniază rolul crucial al finanțării publice în de-riscarea și accelerarea acestor proiecte de anvergură, având în vedere costurile inițiale ridicate.11
Maturitatea Scăzută a Fotocatalizei: Fotocataliza, deși o metodă promițătoare pentru producția directă de hidrogen din lumina solară, se află încă în faza de cercetare și dezvoltare fundamentală (TRL scăzut).15 Nu este o soluție imediat aplicabilă la scară industrială pentru Azomureș, ci o perspectivă pe termen lung.
Provocările Lanțului Valorii Hidrogenului: Pe lângă costurile de producție, eficiența energetică a electrolizei (70%) și pierderile semnificative asociate cu compresia și transportul hidrogenului (până la 34% pentru distanțe lungi) adaugă complexitate și costuri suplimentare întregului lanț valoric.17 Necesitatea apei demineralizate de înaltă puritate pentru electrolizoare este o altă cerință operațională și de cost.17
Potențialul Pirolizei Metanului (Hidrogen Turcoaz): Piroliza metanului oferă o cale de producție a hidrogenului fără emisii directe de CO2, dar eficiența sa energetică depinde critic de valorificarea sau stocarea carbonului solid rezultat.13 Această tehnologie este, de asemenea, în stadii incipiente de comercializare.12
Recomandări:
Prioritizarea Electrolizei cu Energie Regenerabilă: Azomureș ar trebui să continue și să accelereze studiile de fezabilitate pentru instalarea electrolizoarelor, concentrându-se pe integrarea cu surse de energie regenerabilă locale (solar, eolian, hidro) pentru a asigura un hidrogen verde autentic.
Diversificarea Mixului Energetic Regenerabil: Având în vedere variabilitatea energiei solare și eoliene, este esențială dezvoltarea unui mix energetic care să includă și hidroenergia dispecerizabilă, pentru a asigura o alimentare continuă și stabilă necesară proceselor industriale. Investițiile în soluții de stocare a energiei (ex: baterii, stocare în caverne de sare sub formă de amoniac) sunt, de asemenea, critice.15
Maximizarea Finanțării și Parteneriatelor: Azomureș ar trebui să exploreze și să maximizeze accesul la fonduri europene (ex: Fondul pentru Tranziție Justă, Fondul de Inovare) și naționale, precum și să stabilească parteneriate strategice cu dezvoltatori de energie regenerabilă și cu institute de cercetare pentru a de-risca investițiile și a accelera tranziția.11
Cercetare și Dezvoltare pentru Soluții pe Termen Lung: Deși fotocataliza nu este o soluție imediată, Azomureș ar putea colabora cu institute de cercetare naționale (precum IMT București sau INCDFM) pentru a monitoriza și, eventual, a contribui la dezvoltarea pe termen lung a acestei tehnologii promițătoare, pregătindu-se pentru viitoarele inovații.18
Strategie pentru Carbonul Solid: În cazul în care piroliza metanului devine o opțiune viabilă, Azomureș ar trebui să dezvolte o strategie clară pentru valorificarea sau stocarea sustenabilă a carbonului solid produs, transformând un subprodus într-o resursă sau minimizând impactul ecologic și costurile de eliminare.13
Colaborare cu Autoritățile și Operatorii de Rețea: Având în vedere complexitatea integrării la scară largă a hidrogenului, o colaborare strânsă cu autoritățile de reglementare în energie și cu operatorii de rețea este esențială pentru a asigura infrastructura necesară și pentru a depăși eventualele obstacole de conectare la rețea, exemplificate de cazuri internaționale.30
Tranziția Azomureș către hidrogenul verde nu este doar o măsură de conformitate ecologică, ci o investiție strategică în reziliența economică și în viitorul sustenabil al combinatului și al comunității mureșene.
Lucrări citate
Ce nu ți-a spus mama ta despre hidrogen și climă... - Contributors, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.contributors.ro/ce-nu-ti-a-spus-mama-ta-despre-hidrogen-si-clima/
Ce este hidrogenul verde? - Phoenix Contact, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.phoenixcontact.com/ro-ro/companii/all-electric-society/hidrogen-verde
Care sunt culorile hidrogenului și de ce trebuie să ne pese - Green Start-Up, accesată pe iunie 19, 2025, https://green.start-up.ro/ro/care-este-culoarea-hidrogenului-si-de-ce-trebuie-sa-ne-pese/
Cum decarbonizam industriile „greu de electrificat”? Exemplul Azomures. - Servelect ESCO, accesată pe iunie 19, 2025, https://servelect.ro/project/cum-decarbonizam-industriile-greu-de-electrificat-exemplul-azomures/
Ioan Iordache, AEHR: Green Deal a redeschis discuțiile despre hidrogen în România, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.energynomics.ro/ioan-iordache-aehr-green-deal-a-redeschis-discutiile-despre-hidrogen-in-romania/
Azomureș - Wikipedia, accesată pe iunie 19, 2025, https://ro.wikipedia.org/wiki/Azomure%C8%99
Azomureș, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.azomures.com/en/azomures
Azomureș reia producția de îngrăşăminte la 55% din capacitate - energynomics.ro, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.energynomics.ro/azomures-reia-productia-de-ingrasaminte-la-55-din-capacitate/
managerial approaches associated with the natural gas crisis in the agricultural sector from romania and - INTERNATIONAL MANAGEMENT CONFERENCE, accesată pe iunie 19, 2025, https://conference.management.ase.ro/archives/2023/pdf_IMC2023/S2/2_1.pdf
Repornește combinatul chimic Azomureș, va produce îngrășăminte chimice pentru agricultură la 50% din capacitate - surse - Economica.net, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.economica.net/reporneste-combinatul-chimic-azomures-va-produce-ingrasaminte-chimice-pentru-agricultura-la-50-din-capacitate-surse_756898.html
Azomureş vrea să instaleze două electrolizoare pentru producerea de hidrogen, ca parte a tranziţiei ecologice - Economica.net, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.economica.net/azomures-vrea-sa-instaleze-doua-electrolizoare-pentru-producerea-de-hidrogen-ca-parte-a-tranzitiei-ecologice_694440.html
Ce este curcubeul cu hidrogen? | Cummins Inc., accesată pe iunie 19, 2025, https://www.cummins.com/ro/news/2021/11/16/what-hydrogen-rainbow
Producerea hidrogenului - Wikipedia, accesată pe iunie 19, 2025, https://ro.wikipedia.org/wiki/Producerea_hidrogenului
Ghid esential despre hidrogen verde sau ”combustibilul viitorului” - Nova Power, accesată pe iunie 19, 2025, https://vreaulanova.ro/blog/ghid-esential-despre-hidrogen-verde-sau-combustibilul-viitorului-
Description of technology readiness level (TRL) of hydrogen production... - ResearchGate, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.researchgate.net/figure/Description-of-technology-readiness-level-TRL-of-hydrogen-production-technologies_fig3_387132128
Hidrogen verde, hidrogen roz... știi ce sunt? - DrivingECO, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.drivingeco.com/ro/hidrogen-verde-hidrogen-roz-%C8%99tii-c%C4%83-sunt/
Legea (politică) a hidrogenului contra legilor (științifice) ale fizicii - Contributors, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.contributors.ro/legea-politica-a-hidrogenului-contra-legilor-stiintifice-ale-fizicii/
propunere proiect | incdfm, accesată pe iunie 19, 2025, https://infim.ro/wp-content/uploads/2019/02/anexa-1-3-proiect-1-final-INCDFM-Pintilie.pdf
A Roadmap of Sustainable Hydrogen Production and Storage: Innovations and Challenges, accesată pe iunie 19, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39924879/
Assessment of Solar PV Power Generation Potential in Centre Development Region of Romania, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.jocet.org/vol5/387-RB005.pdf
Târgu Mureş - fotovoltaice și turbine eoliene - eSolar.ro, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.esolar.ro/blog/mures-targu-mures-e-cu-adevarat-verde-cu-ajutorul-panourilor-solare-a-celor-fotovoltaice-al-turbinelor-eoliene-si-a-centralelor-pe-peleti.html
Solar PV Analysis of Târgu Mureş, Romania - profileSOLAR.com, accesată pe iunie 19, 2025, https://profilesolar.com/locations/lat46.5428/long24.5692/
Waldevar - Dezvoltator de parcuri fotovoltaice la scară largă | Sustainable Energy Solutions, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.waldevar.com/ro/
Potențialul eolian al României - când și unde bate vântul? - InfoClima.ro, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.infoclima.ro/acasa/potentialul-eolian-al-romaniei
Hydropower in Romania: Cooperation is Key to the Future of Energy - Innovation Norway, accesată pe iunie 19, 2025, https://eea.innovationnorway.com/article/hydropower-in-romania:-cooperation-is-key-to-the-future-of-energy
Planul Național Integrat în domeniul Energiei și Schimbărilor Climatice 2021-2030 - Energy - European Commission, accesată pe iunie 19, 2025, https://energy.ec.europa.eu/system/files/2020-04/ro_final_necp_main_ro_0.pdf
1 Premier Energy's 26 MW Da Vinci solar park development with 10 MWh of storage capacity currently under construction located - BVB, accesată pe iunie 19, 2025, https://bvb.ro/infocont/infocont25/PE_20250228173241_EN-PE-2024-Preliminary-Report-28022025.pdf
Strategia Națională a Hidrogenului și Planul de Acțiune pentru România - Ministerul Energiei, accesată pe iunie 19, 2025, https://energie.gov.ro/wp-content/uploads/2024/12/241129_Strategia-H2_Livrabil-5_Raport-de-mediu_RO.pdf
RAPORT DE ACTIVITATE 2023 - IMT Bucharest, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.imt.ro/reports/2023/Anexa_1_OMCI_RINCD_2023_IMT_BUCURESTI_web.pdf
Massive 3GW green hydrogen project in Brazil approved and rejected by authorities within days, accesată pe iunie 19, 2025, https://www.hydrogeninsight.com/production/massive-3gw-green-hydrogen-project-in-brazil-approved-and-rejected-by-authorities-within-days/2-1-1814499
Comentarii
Trimiteți un comentariu
Va multumesc pentru comentariile dvs. Acestea sunt totdeauna constructive.