Pri energetsko intenzivni industriji, kot je proizvodnja keramike ali jekla, bi lahko pomembno vlogo pri razogljičenju igral prav vodik, ki bo po mnenju strokovnjakov najprej dopolnjeval zemeljski plin, sčasoma pa bi ga lahko povsem zamenjal.
Globalni trendi kažejo povečano rabo vodika, njegova vloga v svetovni energetiki narašča. Ta zamenjava oziroma dopolnjevanje obstoječih energentov je počasno, vsekakor pa v zahodni in srednji Evropi ter v Severni Ameriki poteka hitreje kot v Sloveniji, opaža dr. Blaž Likozar, vodja Odseka za katalizo in reakcijsko inženirstvo na Kemijskem inštitutu.
Vodik najbolj primeren za energetsko intenzivno industrijo
Vodik po njegovem mnenju svojega mesta ne bo najhitreje našel v mobilnosti, prav tako ne neposredno v energetiki, če ciljamo na industrijo kot proizvodnjo električne energije, temveč bo najbolj uporaben za razogljičenje oziroma dekarbonizacijo industrije. »Pri proizvodnji amonijaka in v pečeh pri energetsko intenzivni industriji, kot je proizvodnja keramike ali jekla, se porablja veliko surovinske osnove – prav takšne panoge pomenijo ogromen delež evropske industrije,« pojasni Likozar. Po njegovem mnenju bo možnosti razogljičenja na tem področju več – delno se bo lahko tudi neposredno uporabljala električna energija za segrevanje, verjetno pa bo vodik v prihodnje imel pomembno vlogo v industrijskih pečeh, kjer bo sicer najprej dopolnjeval zemeljski plin, potem pa ga bo sčasoma zamenjal.
Finančni vložek v elektrolizer ni majhen
Lep primer dobre prakse je podjetje Steklarna Hrastnik, kjer so lani odprli prvo B2B sončno elektrarno v Sloveniji, s katero zmanjšujejo porabo zemeljskega plina. Elektrarno je postavila družba GEN-I v okviru partnerstva z Razvojnim centrom Novi materiali (RCeNeM), v steklarni pa tako pridobljeno električno energijo porabljajo za proizvodnjo vodika. Kot pravi Likozar, takšno pridobivanje energentov postaja vse bolj zanimivo tudi za druge energetsko intenzivne industrije v Sloveniji. A ima tudi slabo stran – investicija v elektrolizer ni majhna, prav tako ne v peči. Je po začetnih vlaganjih potem projekt finančno bolj vzdržen? »Obratovalni stroški ob trenutnih cenah energijskih kuponov za ogljikov dioksid sicer niso nevzdržni, a vsekakor niso ugodni,« razloži Likozar.
Ne najbolj učinkovita, a dolgoročno vzdržna možnost shranjevanja energije
Sogovornik poudari, da so v osnovi sicer vse energijske pretvorbe, tudi elektroliza ali uporaba v gorivnih celicah, energijsko potratne. »To ni najbolj učinkovito shranjevanje energije. A gre tu vseeno za kemijski način shranjevanja energije, kar v primerjavi z baterijami pomeni daljšo možnost hrambe. Povsod, kjer imamo opravka s časovno neenakomerno dostopnimi energijskimi viri, kot so sončna, vetrna in tudi hidroenergija, lahko vodik oziroma elektroliza igra pomembno vlogo shranjevanja presežne, neenakomerno porazdeljene energije – ne najbolj učinkovito, a vseeno bolj dolgoročno vzdržno,« pojasnjuje Likozar. Je pa res, da lahko vodik pridobivamo različno – elektrokemično, termično, lahko pa tudi biološko, s pomočjo sončne energije. »Vsekakor pa se za ta namen ne porabi veliko fosilnih virov, le za material, ki ga potrebujemo, a precej manj, kot če za energent uporabljamo nafto ali zemeljski plin,« dodaja Likozar.
Vodik bi proizvajali tudi pri hidroelektrarni na spodnji Savi
Velik pilotni projekt Power to gas (P2G), ki pomeni spajanje sektorjev elektrike in plina, v katerem družba Hidroelektrarne na Spodnji Savi (HESS) sodeluje z Inštitutom Jožefa Stefana (IJS), je proizvodnja vodika pri hidroelektrarnah. Hidroelektrarne so namreč pri proizvodnji električne energije močno odvisne od vremena in posledično od pretokov rek, kar pomeni, da se soočajo s presežki in primanjkljaji energije. Cilj, da presežke shranijo ter jih znova uporabijo ob pomanjkanju na trgu, bodo dosegli z njihovo pretvorbo v vodik.
»Obdobje izvajanja projekta je omejeno na tri leta, pri čemer 25-odstotni delež financiranja zagotavlja družba HESS, medtem ko je 75-odstotni delež nepovratnih sredstev, ki jih zagotavlja Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS). Najprej želimo razviti simulacijski model optimalnega vodenja sistema P2G in zasnovati procesni sistem za proizvodnjo zelenega vodika v povezavi s hidroelektrarno kot proizvodnim virom električne energije. Na podlagi rezultatov, pridobljenih v simulacijskem okolju, bo nato v drugi fazi sledila izvedba pilotnega projekta na eni izmed hidroelektrarn na spodnji Savi,« so nam ob zagonu projekta povedali v družbi HESS, kjer si želijo še več tovrstnega medsektorskega povezovanja.
V sklopu projekta so pri IJS že izvedli preliminarne raziskave trga, preučili zakonodajo na tem področju, tehnološke možnosti, izdelali zasnove P2G tehnološkega sistema za HE Brežice, vključno s hranilniki, opredelili scenarije uporabe proizvedenega vodika in izdelali ocene stroškov. Prvi vmesni rezultati kažejo, da je sistem obetajoč in izvedljiv. Kljub temu glavno pomanjkljivost predstavljajo relativno visoki investicijski stroški oz. doba vračanja investicije. Tehnologija je namreč še v razvoju in proizvodnja gradnikov sistema še ni na tržni ravni. Zato bodo za upravičenost investicije potrebne finančne vzpodbude oziroma zunanji viri.
Članek je bil v celoti objavljen v reviji Eko dežela Energetika 2020.
