Prawidłowa produkcja czystego wodoru: możliwa do zaplanowania i skalowalna

Wodór jest postrzegany jako ważny element umożliwiający przekształcenie szczególnie emisyjnych gałęzi przemysłu w branże neutralne pod względem emisji CO2. Żegluga, lotnictwo i przemysł stalowy mogą być zasilane tym paliwem, które nie bez powodu jest również wykorzystywane w rakietach, wykorzystując energię odnawialną w okrężny sposób.

Wodór jest stosunkowo łatwy do wyprodukowania przy użyciu energii elektrycznej. Może być przechowywany w postaci skroplonej lub chemicznie związany z azotem (amoniak) lub węglem (czysty metan).

Jeśli jednak wykorzystywana jest energia elektryczna z węgla i gazu ziemnego, a energia nie jest pozyskiwana wyłącznie z nadwyżki mocy, produkcja wodoru staje się problemem.

Jakie byłoby rozwiązanie? Przede wszystkim zreorganizować produkcję energii na przestrzeni lat i stworzyć nadwyżki mocy, których początkowo nie można było wykorzystać? Następnie spędzić kilka lat na budowaniu produkcji wodoru, aż zacznie działać na dużą skalę? Nie tylko nie ma na to wystarczająco dużo czasu, ale jest to również niepraktyczne, nieekonomiczne i nierealistyczne.

Taki jest też wniosek z kompleksowego badania przeprowadzonego na MIT, w którym przedstawiono wykonalny sposób produkcji czystego wodoru na skalę przemysłową.

Proszę więcej pragmatyzmu

Zamiast więc przyglądać się rzeczywistej ilości energii elektrycznej wytwarzanej z odnawialnych źródeł energii w sieci elektrycznej, zaleca się przyjrzenie się rocznym wpływom z tytułu zasilania.

Oznacza to, że zielony wodór mógł zostać wyprodukowany wyłącznie z energii elektrycznej pochodzącej z węgla dokładnie w czasie, w którym został wytworzony. Niemniej jednak, wodór powinien być produkowany z nadwyżki mocy parków wiatrowych i słonecznych określonych w dłuższym okresie czasu, przynajmniej na papierze.

W ten sposób pozostaje on neutralny pod względem emisji CO2 i może być odpowiednio opodatkowany lub dotowany.

Podejście do nadwyżki mocy jest bardzo podobne. Również w tym przypadku, przy obecnych sieciach elektroenergetycznych, stosowanej technologii (zwłaszcza braku inteligencji w sieciach) i gromadzeniu wymaganych danych, wydaje się nierealne, aby móc rozpocząć produkcję wodoru w przypadku nadwyżki mocy i zatrzymać ją ponownie przed zbliżającym się przeciążeniem lub podłączeniem elektrowni gazowej.

Nadprodukcja z energii odnawialnej może być rejestrowana po zakończeniu roku, umożliwiając w ten sposób produkcję zielonego wodoru. Takie dane można również oszacować na początku roku.

W ten sposób powstają małe zakłady i całe kompleksy przemysłowe, które produkują paliwo w sposób neutralny dla klimatu i bez zwiększonego zapotrzebowania na energię - przynajmniej na papierze.

Proszę o mapę drogową

To właśnie takie podejście powinno umożliwić rozpoczęcie prac. Powinno ono jednak mieć dokładnie określoną datę wygaśnięcia, aby branża mogła się do niego dostosować.

To właśnie w ten sposób konwersja sieci elektroenergetycznych na elastyczne, inteligentne i zdecentralizowane sieci może odnieść sukces w tym samym czasie.

Właśnie wtedy nieuniknione nadwyżki mocy, które w końcu się pojawią, mogą być przechowywane - jak w elektrowni szczytowo-pompowej, tylko jako wodór - i ponownie uwolnione później.

Tim Schittekatte, jeden z autorów badania, podaje przykład, który podsumowuje problem: dach pełen ogniw słonecznych do ładowania własnego samochodu elektrycznego. Teoretycznie ilość energii elektrycznej jest wystarczająca, ale samochód zwykle nie jest tam zaparkowany w ciągu dnia. Wytworzona energia elektryczna jest więc wykorzystywana gdzie indziej. Wieczorem energia elektryczna z innych źródeł wpływa do akumulatorów. Im większa i bardziej elastyczna staje się sieć energetyczna, tym lepiej można zrównoważyć takie rozbieżności. Wystarczy tylko trochę czasu i szybki start.