„Žaliosios dujos gali padėti susidoroti su sunkiai dekarbonizuojama pramone
NAUDOJANT ELEKTROS ENERGIJĄ tam, kas šiuo metu atliekama, naudojant iškastinį kurą, reiškia jos generuoti daugiau. Jei visi Amerikos automobiliai būtų elektromobiliai ir amerikiečiai jais nuvažiuotų tiek, kiek važiuoja šiandien, šalies energijos suvartojimas padidėtų 28%. Jei tik dvi didžiausios Vokietijos pramonės įmonės – Liudvigshafeno kompleksas, kurį valdo BASF – cheminių medžiagų galiūnas, ir Duisburgo gamykla, valdoma plieno milžino ThyssenKrupp – veiktų srovėmis, o ne angliavandeniliais, šalies elektros suvartojimas padidėtų 15% iš karto, sako Klausas Schmitzas iš Arthur D. Little, konsultacinės įmonės.
Tai yra bauginanti perspektyva besivystančioms šalims, kurios neturi galimybių patenkinti šiandienos paklausos. Tai mažiau nerimą kelia tokioms šalims, kaip Amerika, Vokietija ir Japonija, kur nauji pajėgumai yra prieinami, o tinklai tampa vis sudėtingesni. Tačiau tai vis tiek yra didžiulis iššūkis.
Ir dar reikia priimti sunkius sprendimus, kas elektrifikuojama tiesiogiai, o kas netiesiogiai – žaliuoju vandeniliu.
Vandenilio gamybos iš atsinaujinančių energijos šaltinių kaina yra didelė. Tačiau tai taip pat grimzta. Mažėjančias atsinaujinančios energijos kainas mažina ir patobulintos vandenilio gamybos technologijos, ypač elektrolizatoriai, kuriuose vandens molekulės suskaidomos, kad susidarytų vandenilis ir deguonis. Elektrolizatoriai yra subrendę ir naujovėms, ir masto ekonomijai. Tai gali būti kita technologija, leidžianti sumažinti staigią sąnaudų kreivę taip, kaip turi saulės elementai ir baterijos. Emma čempionė iš Bloomberg NEF, tyrimų įmonės, prognozuoja, kad iki šio dešimtmečio pabaigos žalias vandenilis bus ekonomiškai konkurencingas su vandeniliu iš iškastinio kuro, net jei jis pagamintas be anglies surinkimo ir saugojimo.
Ir tai tęsis. Vinodas Khosla, rizikos kapitalistas, jau seniai besidomintis klimato kaita, tikisi, kad pigūs atsinaujinantys energijos šaltiniai, gaminantys pigų vandenilį, paskatins klestinčią šių medžiagų rinką. „Jei šis kelias pradės veikti, mūsų elektros poreikiai padidės šimtais procentų, palyginti su dabartinėmis 2040 m. prognozėmis, todėl saulės energija taps dar pigesnė“, – prognozuoja jis.
Tačiau toks vandenilis nebus vienas už vieną gamtinių dujų pakaitalas visais atvejais. Aukštos temperatūros turbinose tai prasminga. Buitiniuose katiluose to paprastai nėra. Perėjimas nuo gamtinėmis dujomis kūrenamo katilo prie vandeniliu kūrenamo katilo gali skambėti gražiai ir gali būti minimaliai trikdantis. Tačiau naudoti elektros energiją, kad vandenilis degtų katile, yra daug mažiau efektyvu, nei naudojant jį šilumos siurbliui paleisti.
Elektriniai šilumos siurbliai iš tikrųjų yra oro kondicionieriai, veikiantys atbuline eiga. Jų naudojama energija daiktų tiesiogiai nešildo. Vietoj to, jis perkelia šilumą iš vienos vietos į kitą, o šilumos perkėlimas gali būti efektyvesnis, nei jos gamyba. Šilumos siurblys, šildantis namą, naudodamas šilumą iš po juo esančios žemės, gali pagaminti 400 W šildymo kiekvienam 100 W sunaudotos elektros energijos. Šilumos siurblių modernizavimas namuose gali būti brangus ir nepatogus, o tam reikia didelio masto darbo jėgos. Tačiau tai vis tiek atrodo protingiau, nei vandenilio deginimas – procesas, kuris visada išskiria mažiau energijos, nei gaminant vandenilį, kurio pirmiausia reikia. Gyvenamoms patalpoms, darbo patalpoms ir pramoniniams procesams, kuriems reikalinga „žemos kokybės“ šiluma, ty žemesnė, nei verdančio vandens temperatūra, šilumos siurbliai atrodo kaip tinkamas būdas.
Tai aukštas užsakymas. Pagal scenarijų, skirtą apriboti atšilimą iki 1,5 °C virš priešindustrinio lygio, kurį gamino IRENA, JT institucija, besispecializuojanti atsinaujinančios energijos srityje, pramoninių šilumos siurblių skaičius turėtų padidėti nuo mažiau, nei 1 mln. 2019 m. iki 35 mln. 2030 m. ir 80 mln. 2050 m. Pastatuose reikia augti nuo 53 m 2019 m., iki 142 m 2030 m. ir 290 m 2050 m.
Aukštos kokybės karščiui, viršijančiam 500 °C, vandenilis tikriausiai turi pranašumą.
Ir jis turės kitų nišų. Viena iš priežasčių, kodėl chemijos ir plieno pramonė yra pririšta prie iškastinio kuro, yra ta, kad jos naudoja savo chemiją – tai, kaip juose esanti anglis ir vandenilis reaguoja su daiktais, taip pat juose sukauptą energiją. Norint pagaminti iš geležies rūdos, o iš geležies – plieną, reikia ne tik chemijos, bet ir šilumos, o plieno pramonė išaugo ir pasikliauja iškastiniu kuru.
Gamykloje Tolede, Ohajo valstijoje, Cleveland-Cliffs, didžiausias Amerikos automobilių pramonės tiekėjas, naudoja gamtines dujas deguoniui pašalinti iš geležies rūdos ir gamina tiesiogiai redukuotos geležies (DRI) briketus. Vandenilis gali atlikti beveik tą patį darbą. Įmonės vadovas Lourenco Goncalves teigia, kad 30% gamtinių dujų pakeisti vandeniliu būtų lengva, jei gamykloje būtų patikimas vandenilio šaltinis, o 70% būtų galima pasiekti atlikus ribotus pakeitimus, sumažinant emisijas daugiau nei 1 mln. tonų per metus. Vartoti tik vandenilį būtų sunkiau, bet tokie fabrikai visai įmanomi.
Tolede pagamintas DRI vis dar patenka į anglimis kūrenamas aukštakrosnes. Bet jis gali būti dedamas į elektros lanko krosnis (EAF), kurios lydo elektra. Vis dar reikia pridėti šiek tiek anglies, kad geležis pavirstų plienu. Pagal TEA gegužės mėn. paskelbtą grynojo nulinės emisijos scenarijų maždaug du trečdaliai pirmaujančių pramoninių šalių pirminės plieno gamybos iki 2050 m. naudotų vandenilio DRI–EAF maršrutą. Indijos „Tata Steel“ praėjusiais metais pareiškė, kad taikys šį požiūrį į ekologiškumą. plieno didelėje gamykloje Nyderlanduose.
Norėdami pajusti daugialypį ir integruotą požiūrį į energetikos infrastruktūrą, kurį būtina imtis klimato kaitos srityje, o technologijas padaro įmanoma, grįžkite į Berlyną. „Reuter West“, vienas didžiausių 50 hercų tinklo generatorių, yra didelė anglimi kūrenama jėgainė, kurią čia eksploatuoja Švedijos įmonė „Vattenfall“. Iki 2030 m. įmonė tikisi, kad ji bus naudojama su gamtinėmis dujomis ir bus paruošta naudoti vandenilį. Centralizuoto šildymo sistema, kuri priklauso nuo elektrinės karšto vandens, bus papildyta šilumos siurbliais. Karštas vanduo taip pat bus naudojamas energijos kaupimui – milžiniškos vakuuminės kolbos pavidalu, kurioje gali tilpti 56 000 tonų keliais laipsniais žemiau virimo temperatūros vandens.
Kaip ir visi šio pranešimo keliai, projektą riboja to, kas buvo anksčiau, istorija. Jis sujungia informuotą, galbūt idealistinę, techninę vaizduotę su geros inžinerijos konservatyvumu. Tai priklauso nuo senų ir naujų technologijų integravimo, kad būtų galima valdyti didžiulius energijos srautus. Ir tai yra nebaigtas darbas. Jei norite talismano energijos perėjimui, galite padaryti daug blogiau, negu pasirinkti vandenilį". [1]
· · · "Heat, hope and hydrogen; Going beyond the grid." The Economist, 25 June 2022, p. 0.12(US).
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą