Περίπου το ένα πέμπτο όλων των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου παράγονται από βιομηχανίες όπως ο χάλυβας και το τσιμέντο, οπότε αν θέλουμε να εργαστούμε για μια κοινωνία χωρίς εκπομπές, τότε αυτό είναι ένα καλό μέρος για να ξεκινήσετε. Και μια υποσχόμενη τεχνολογία μπορεί να διαδραματίσει βασικό ρόλο.
«Το υδρογόνο και τα καύσιμα που προέρχονται από αυτό είναι ικανά να μειώσουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από ορυκτά καύσιμα πολύ και πολύ καιρό στο μηδέν», δήλωσε ο Klaus Scheffer, διευθυντής έργου στη Siemens . «Δεν χρειάζεστε ορυκτές πηγές ενέργειας σε έναν μελλοντικό κόσμο. Ελπίζω τα παιδιά μου να το δουν.
Η τεχνολογία είναι πράσινο υδρογόνο – χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα για να μετατρέψει το νερό σε οξυγόνο και υδρογόνο – και αν αυτό τροφοδοτείται με ανανεώσιμη ενέργεια τότε δεν παράγει εκπομπές άνθρακα. Εάν αυτό είναι, με τη σειρά του, χρησιμοποιείται για να παρέχει μια καθαρή πηγή καυσίμων για τη βιομηχανία ή για την εξισορρόπηση του ηλεκτρικού δικτύου, θα μπορούσε να βοηθήσει να αλλάξει το μέλλον του πλανήτη.
Το κύριο πρόβλημα μέχρι τώρα ήταν ο τρόπος για να γίνει το υδρογόνο σε μεγάλες ποσότητες καθαρά. Επί του παρόντος, περίπου το 96% του συνολικού υδρογόνου παράγεται με τη μεταρρύθμιση του μεθανίου, το οποίο παράγει διοξείδιο του άνθρακα ως απόβλητο προϊόν. Το πράσινο υδρογόνο που παράγεται με αυτή τη μέθοδο ηλεκτρόλυσης, ωστόσο, είναι μια πολύ καθαρότερη εναλλακτική λύση.
Η Scheffer συμβάλλει στη δημιουργία μιας πηγής πράσινου υδρογόνου για χρήση σε χαλυβουργείο στο Linz της Αυστρίας, στο πλαίσιο ενός έργου που ονομάζεται H2FUTURE. Ο στόχος αυτού του έργου δεν είναι μόνο να παράγει πράσινο υδρογόνο από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αλλά να δούμε αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τη σειρά του για την παραγωγή χάλυβα με χαμηλότερο αποτύπωμα άνθρακα, που ονομάζεται πράσινο χάλυβα.
«Η παραγωγή χάλυβα είναι μία από τις βιομηχανίες που κυριαρχούν στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στον κόσμο», δήλωσε ο Scheffer. «Η διαδικασία παραγωγής χάλυβα που εφαρμόζεται στο Linz χρησιμοποιεί φορτία άνθρακα για την παραγωγή χάλυβα, (έτσι υπάρχουν) πολλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα».
Βιώσιμος
Το πρώτο βήμα αυτού του έργου είναι να ελεγχθεί εάν η τεχνολογία είναι βιώσιμη για εμπορική χρήση – ο ηλεκτρολύτης πρόκειται να αρχίσει να λειτουργεί πλήρως την άνοιξη του 2019. Με ισχύ 6 μεγαβάτ, η μονάδα θα παράγει περίπου 1.200 κυβικά μέτρα πράσινου υδρογόνου ώρα όταν είναι πλήρως λειτουργική.
Είναι βέβαια ένα μικρό τεστ – ο ηλεκτρολύτης θα μειώσει μόνο ένα κλάσμα εκπομπών άνθρακα στο εργοστάσιο. Αλλά αυτό είναι μόνο ένα πιλοτικό έργο, με σχέδια για την κλιμάκωση αυτού για τη μεγαλύτερη παραγωγή υδρογόνου στο μέλλον, χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρολύτη που λειτουργεί με χωρητικότητα 100 megawatts.
Κοντά στην Κολωνία στη Γερμανία, στο πλαίσιο ενός έργου που ονομάζεται REFHYNE, η ITM Power αναπτύσσει έναν ηλεκτρολύτη δέκα μεγαβάτ ο οποίος θα αρχίσει να λειτουργεί το 2020. Εγκαθίσταται στο διυλιστήριο της Ρηνανίας, το οποίο εκμεταλλεύεται η Shell Deutschland Oils, για την παραγωγή υδρογόνου.
Αυτό είναι το μεγαλύτερο διυλιστήριο της Γερμανίας, καταναλώνοντας περίπου 180.000 τόνους υδρογόνου ετησίως. Ο νέος ηλεκτρολύτης θα παρέχει μια μέτρια ποσότητα υδρογόνου προς αυτό το σύνολο – περίπου 1.300 τόνους ετησίως. Αλλά αν η δίκη είναι επιτυχής, τότε η τεχνολογία θα μπορούσε να επεκταθεί.
Εκτός από την παραγωγή υδρογόνου, το REFHYNE έχει έναν άλλο σκοπό που βοηθά στην κατασκευή μιας επιχειρηματικής υπόθεσης για τη χρήση του. Ο ηλεκτρολύτης μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί πολύ γρήγορα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να παρέχει μια υπηρεσία εξισορρόπησης δικτύου για να αντιμετωπίσει περιόδους υψηλής ή χαμηλής ζήτησης στο ηλεκτρικό δίκτυο.
«Η επιχείρηση (επιχειρήσεις) πρέπει να εξισορροπήσει τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας με τις βασικές εγκαταστάσεις», δήλωσε ο Δρ Frithjof Kublik, ανώτερος σύμβουλος για την ανάπτυξη των επιχειρήσεων στο διυλιστήριο της Ρηνανίας. «Ο ηλεκτρολύτης έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί πολύ γρήγορα σε λίγα δευτερόλεπτα και από αυτή την άποψη μπορείτε να προσφέρετε μια υπηρεσία εξισορρόπησης δικτύου».
Οι υπηρεσίες εξισορρόπησης του δικτύου επωφελούνται από την ευελιξία, η οποία «η εταιρεία κοινής ωφέλειας είναι πρόθυμη να πληρώσει ένα τίμημα», δήλωσε ο Kublik.
Είναι επίσης κάτι που διερευνάται στη Δανία, όπου ένα έργο που ονομάζεται HyBalance έχει αναπτύξει ένα εργοστάσιο επίδειξης στο Hobro που παράγει υδρογόνο από ηλεκτρόλυση νερού όταν η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές υπερβαίνει εκείνη που χρειάζεται το δίκτυο.
«Το έργο είναι πραγματικά να δοκιμάσουμε πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ανανεώσιμη ενέργεια από το δίκτυο και να την μετατρέψουμε σε υδρογόνο, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε στη βιομηχανία είτε για ενεργειακές εφαρμογές», δήλωσε η Caroline Le Mer, Διευθυντής της Hydrogen Energy Europe στην Air Liquide. συντονίζει το έργο.
Spikes
Το εργοστάσιο άνοιξε τον Σεπτέμβριο του 2018 και θα λειτουργεί για 15 χρόνια, χρησιμοποιώντας την ίδια διαδικασία ηλεκτρολύσεως όπως η H2FUTURE και η REFHYNE για την παραγωγή υδρογόνου, η οποία είναι γνωστή ως ηλεκτρόλυση μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (PEM). Οι πιο παραδοσιακοί ηλεκτρολύτες βασίζονται στην αλκαλική ηλεκτρόλυση, αλλά η ΡΕΜ είναι επωφελής, καθώς μπορεί να αντιμετωπίσει τις αιχμές στον εφοδιασμό, όπως από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια.
Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο στη Δανία, όπου η αιολική ενέργεια είναι άφθονη – το 2015, το 42% της ηλεκτρικής του ενέργειας παράγεται από αιολική ενέργεια. Στη μονάδα επίδειξης HyBalance, αυτό χρησιμοποιείται για την παραγωγή υδρογόνου όταν τα επίπεδα ηλεκτρικής ενέργειας είναι χαμηλά, όπως τη νύχτα ή όταν τα επίπεδα ανέμου είναι υψηλά.
Το αέριο είτε πωλείται στη βιομηχανία είτε χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία αυτοκινήτων υδρογόνου, με γενικό στόχο να δείξει ότι το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί σε μεγάλες ποσότητες μέσω ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για να είναι χρήσιμο για τις βιομηχανίες.
Σε μεταγενέστερο στάδιο, το υδρογόνο θα μπορούσε να διατηρηθεί σε αλατούχα σπήλαια για μελλοντική χρήση – ένας τρόπος χαμηλού κόστους για την αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων.
Η έρευνα στο άρθρο αυτό χρηματοδοτήθηκε μέσω της κοινής επιχείρησης “Κυψέλες καυσίμου και υδρογόνου” μεταξύ της ΕΕ και της βιομηχανίας.
Πηγή : https://horizon-magazine.eu/
