Kako se Evropa sve više okreće čistim izvorima energije, istraživači EU su u potrazi za stvaranjem vodonika iz sunčevih zraka i toplote.
U julu 2023. godine, kada je južna Evropa pretrpela talas vrućine bez presedana sa temperaturama koje su skočile na oko 45°C, određeno mesto u Španiji postalo je mnogo toplije, a da nije postalo glavna vest.
Mesto je bilo testno mesto u provinciji Almerija i temperature su dostigle 1.400°C.
Nivoi toplote koji bode oko stvoreni su na Plataforma Solar de Almeria, gde ogledala usmeravaju obilnu sunčevu svetlost regiona na malu tačku na tornju od 43 metra. Struktura koristi solarnu energiju da generiše te enormno visoke temperature.
Istraživači iz EU smatraju da bi platforma — najveći testni centar u Evropi za koncentrisane solarne tehnologije — takođe mogla biti ključna za proizvodnju obnovljivog vodonika. Ovaj oblik energije, poput solarnih panela i vetroturbina, mogao bi da pomogne Evropi i drugim delovima sveta da se odreknu fosilnih goriva, koja emituju gasove staklene bašte, uključujući CO 2 koji ubrzavaju globalno zagrevanje.
„Potrebna nam je prava čista energija, koja bi koristila svima“, rekla je Suzana Lorencou, hemijski inženjer u Centru za istraživanje i tehnologiju Hellas u Solunu, Grčka.
Vodonik bi mogao da pomogne zelenim ekonomijama širom sveta jer skoro ne stvara gasove staklene bašte kada se sagoreva i može da napaja industrije koje se teško dekarbonizuju, od čelika do avijacije.
Obnovljiva energija, uključujući čisti vodonik, je stub strategije REPoverEU za napuštanje ruskih fosilnih goriva ove decenije i „Zelenog dogovora“ kako bi EU postala klimatski neutralna do 2050. godine.
Problem je u tome što sam proces stvaranja vodonika često uključuje izvore energije kao što su prirodni gas i ugalj koji emituju CO 2 . U Evropi 2022. godine 96% ukupne proizvodnje vodonika dolazi iz prirodnog gasa.
U stvari, relativno lak način za stvaranje čistog vodonika već postoji.
To je metoda koja koristi električnu struju iz obnovljivog izvora energije za razdvajanje vode na vodonik i kiseonik. Proces, nazvan elektroliza, može se čak izvesti u naučnim eksperimentima u srednjoj školi.
Ali tek treba da se uhvati u velikoj meri usred troškovnih barijera.
Samo 4% globalne proizvodnje vodonika na kraju 2021. dolazi od elektrolize, prema Međunarodnoj agenciji za obnovljivu energiju. A samo 1% je proizvedeno elektrolizom koju pokreće obnovljiva energija.
Istraživači u Evropi kažu da ima smisla tražiti da se sunce pronađe više načina za stvaranje obnovljivog vodonika.
Sunčevi zraci i toplota koju stvaraju mogli bi se pokazati kao idealan način za proizvodnju čistog vodonika. Ne bi bila potrebna struja, samo sunce.
„Naša tehnologija je izgrađena na vrhu postojećeg sistema – koncentrisane solarne elektrane“, rekao je Lorentzou. „Šta ako bi, pored električne energije, ove fabrike mogle da proizvode i zeleni vodonik skoro kao bonus?“
Proizvodnja vodonika trenutno uzrokuje više od 800.000 miliona tona emisija CO 2, ili oko 2% globalnog ukupnog broja takvih ispuštanja, kaže Marcel Boerrigter, glavni istraživač u Leitat tehnološkom centru u Barseloni, Španija.
„Ako to možemo da ozelimo, možemo sprečiti ogromnu količinu emisija“, rekao je Boerrigter.
On i Lorencou u Solunu dele cilj pronalaženja načina za generisanje vodonika sa nultom emisijom i svaki predvodi istraživački projekat koji je dobio sredstva od EU kako bi se cilj približio.
Tu se pojavljuje solarni toranj u Almeriji — oblasti u kojoj se nalazi jedina evropska pustinja u unutrašnjosti, Tabernas sa više od 3.000 sunčanih sati godišnje.
Lorencouov projekat koristi ekstremnu toplotu tornja za pokretanje hemijskih procesa u reaktoru koji pretvara vodu u čist vodonik – bez upotrebe električne energije.
Pod nazivom HIDROSOL-beiond, inicijativa je poslednja u nizu projekata o proizvodnji solarnog vodonika iz cepanja vode. Počelo je u januaru 2019. i trebalo bi da se završi krajem 2023.
Boerrigterov projekat koristi svetlost sunca, pored njegove toplote, da pokrene proces za stvaranje čistog vodonika.
Inicijativa, nazvana GH2, traje tri godine do kraja septembra 2025.
„Struja je trenutno glavni faktor troškova u proizvodnji zelenog vodonika“, rekao je Boerrigter. „Naš metod eliminiše potrebu za tim.“
Iako je obećavajuća, ideja o stvaranju vodonika samo iz sunčeve toplote ili zraka biće potrebno više vremena da se ispuni kao rezultat dugotrajnih tehnoloških izazova.
Ove prepreke naglašavaju ulogu istraživanja uključujući javno finansirane projekte koji preuzimaju rizike koje često izbegavaju komercijalno orijentisana preduzeća.
Tehnologija HIDROSOL-beiond je u razvoju oko 20 godina. Iako je u tom periodu napravljeno mnogo napretka, Lorencou i dalje nije siguran kada će početi širenje.
„Ovo je peti projekat u nizu“, rekla je ona. „Video sam kako tehnologija evoluira od nečega što bismo napravili u laboratoriji, do malih instalacija, do sadašnjeg sistema veoma velikih razmera koji sada imamo.
Lorencou je rekao da će možda biti potrebno još pet godina tehnološkog finog podešavanja, uključujući reaktor u Almeriji.
„Identifikovali smo nekoliko izazova izgradnjom instalacije u tako velikom obimu“, rekla je ona. „Mi, na primer, moramo da promenimo dizajn reaktora kako bismo ga učinili izdržljivijim. To nam je trenutno prioritet.“
Sa svoje strane, tehnologija koja stoji iza GH2 je još uvek u laboratoriji i relativno daleko od bilo kakve komercijalne primene.
Tamo, istraživači moraju da pojednostave hemijske procese pre nego što se mogu povećati i koristiti u stvarnom svetu.
„Verovatno će proći oko 10 do 20 godina pre nego što ova tehnologija dostigne komercijalnu fazu“, rekao je Boerrigter. „To zvuči sporo, ali idemo veoma brzo videći ranu fazu u kojoj smo.
On, Lorentzou i drugi istraživači kažu da cilj generisanja čistog vodonika korišćenjem sunca može pomoći u sprečavanju katastrofalnih klimatskih promena u narednim decenijama.
„Sa ovom tehnologijom smanjujemo emisiju CO 2, stvarajući zeleni vodonik i ne trošimo više električne energije“, rekao je Boerrigter. „Istovremeno pomeramo nekoliko kamenova.
