В Австралия се изгражда един от най-важните проекти за зелен водород, може ли да направи пробив?

Зеленият водород, или произведеният чрез възобновяеми енергийни източници, е една от водещите теми по глобалния път към бъдеще с нулеви или поне значително по-малко въглеродни емисии в атмосферата, показва анализ на БТА.

Редица водещи държави в света са си поставили за цел до 2050 г. произвежданата от тях електроенергия за индустрията и бита, както и осигуряването на придвижването на автомобилите да бъде постигнато чрез нетно нулеви емисии. В момента на човек на планетата се падат по около 4 тона емисии въглероден диоксид годишно от дейностите, които извършва и/или му осигуряват комфорт - транспорт, електричество, отопление, дрехи и храна.

По пътя към намаляването на тези емисии има редица предизвикателства от технологичен, финансов, социален и друг характер. Една не малка част от него все пак е измината - от десетилетия в света се разгръщат технологии за добив на енергия от слънцето, вятъра, водата. 

Големият проблем на тези възобновяеми източници обаче е, че те не могат да осигурят винаги мощността, с която са проектирани да работят заради липса на вятър, слънчева светлина, водни ресурси и др.

Именно на въпроса могат ли да се доближат ВЕИ мощностите до дефиницията за базови централи (такива, които могат да произвеждат електроенергия, без да са зависими от атмосферните условия и да поддържат определени параметри на производство, като най-често се захранват с изкопаеми горива - въглищни, газови, ядрени) ще се опитат да отговорят в Южна Австралия.

Правителството на едноименния щат в Австралия обяви, че заделя близо 539 млн. австралийски долара (около 372 щ. долара) за разработването и изграждането на най-голямата до момента инсталация за добиване и съхранение на зелен водород и последващата му употреба в производство на електрическа енергия с нулеви емисии.

Това не е първият път, в които властите и бизнеса в Австралия изпълняват амбициозен проект, свързан с реализиране на иновативни идеи в областта на електроенергетиката. Там бе изградена и първата и най-голяма към онзи момент гигабатерия, която бе осъществена от главния изпълнителен директор на "Тесла" (Tesla) Илон Мъск. 

Защо зелен водород?

Водородът е горим газ при обичайна стайна температура и атмосферно налягане и за разлика от други енергоносители е най-разпространеният елемент във Вселената. Той може да бъде получен по различни начини, които го определят като "син" или "зелен". Първият се получава чрез използване на изкопаеми горива - метан и въглища и чрез атомна енергия. 

Другият и този към който са отправени големи надежди за декарбонизация е "зелен" и се получава, чрез електролиза на водата, или от атмосферния въздух чрез по-нови разработки. При процеса два електрода се поставят в дейонизирана вода и молекулата на водата се разделя на водород и кислород.

По този начин произведената в излишък енергия от вятър и слънце вместо да бъде ограничавана може да се насочи към устройство за електролиза( електролизатор) и полученият по този начин газ да бъде съхранен за дълго време в съдове и подземни хранилища под налягана или във втечнен вид и след това използван за производство на електроенергия. 

Предизвикателствата пред пробива

Производството на електроенергия от водород в големи мащаби макар и да наподобява това от други подобни източници крие някои предизвикателства. Едно от тях е че към момента все още няма съоръжения (турбини) за завъртане на електрогенераторите в електроцентралите, които да работят изцяло на водород. Турбините на "Сименс" (Siemens) и "Дженеръл Илектрик" (General Electric) на този етап могат да бъдат захранени с водород на максимум 75-95 на сто, но останалото трябва да бъде осигурено от природен газ, чието изгаряне води до отделяне на въглероден диоксид.

Друго предизвикателство е, че ефективността на процеса по добиване, съхранение и използване на водорода за производство на електричество има комбинирана ефективност от около 0,5 на сто. Т.е за да се произведе 1 киловат електричество от водород ще са необходими два киловата излишна електроенергия. Това е така, защото процесът на електролиза е ефективен на около 75 на сто, производството на ток от водород също е с подобни характеристики, а съхранението също взима своя дял в намаляване на ефективността.

При използване на горивни клетки вместо турбини ефективността остава на сравнително същото равнище.

Това съпоставено с ефективност от около 90-95 на сто на литиево-йонните батерии, които също могат да служат за съхранение на излишната енергия и впоследствие да я отдадат на различни консуматори, прави на пръв поглед ясен победителя в състезанието и бъдещ балансьор на електроенергийните системи. В случая обаче е важно да се отчете, че водородната технология е по-малко зависима от доставката на редкоземни метали и материали каквато е налице при литиево-йонните батерии, което има огромно значение по отношение на енергийната сигурност.

Освен това различни проекти, свързани с първия елемент от Менделеевата таблица, попадат сред потенциално възможните за финансиране от правителствата на отделните страни.

Какво правят в Австралия?

Планът на властите на щата Южна Австралия в близост до град Уайала предвижда изграждането на най-голямата досега централа за производство на зелен водород и употребата му за генериране на електричество. Заложената мощност на електролизатора е 250 мегавата, а на електрогенерационната част е 200 мегавата. Това е мощност близо 10 пъти над тази в най-големите досега проекти, пише австралийското издание "РенюЕкономи" (RenewEconomy).

През декември 2022 г. правителството на щата обяви международен конкурс за доставка на оборудване и за някои концептуални решения. Той е отворен до 14 март тази година.  Очаква се централата да влезе в експлоатация до края на 2025 г. 

Човекът, който отговаря за този амбициозен проект, е Сам Крафтър, главен изпълнителен директор на Службата за водородна енергия на Южна Австралия, и той е свикнал да му казват, че проектите му са невъзможни мечти, пишат от "РенюЕкономи".

Той беше ръководител на работната група, която проправи пътя за оригиналната голяма батерия на "Тесла", най-голямата в света по онова време и 100 пъти по-голяма от това, което австралийският оператор на енергийния пазар прогнозира по-рано, че може да бъде въведено в електропреносната на страната.

Крафтър вижда подобно ниво на съмнение и сега. "Мисля, че всички бяха скептични по отношение на "Тесла" ... искам да кажа, всички", казва той. Проектът в крайна сметка е реализиран и в момента продължава да е в експлоатация.

"Това ,което правим в Уайала ще бъде .. стартовата площадка за достигане до тези по-мащабни проекти, към които индустрията се втурва", казва още той. "Гледаме на това като на предимство".

Какво се случва в ЕС и България?

Водородната стратегия на ЕС бе приета през 2020 г. и предвижда създаването на "екосистема", която да се занимава с развойна дейност, развитие на инфраструктурата и производството. Според оценките на ЕК в програмата RePowerEU се очаква до 2023 г. в Европа да бъдат произведени близо 10 милиона тона зелен водород и внесени от трети страни още толкова.

В България потенциалът на зеления водород все още се оценява. Към този момент има планове за пренос на такова гориво съвместно с природен газ по новооткрития интерконектор България-Гърция. Подписано споразумение за сътрудничество с гръцкия газопреносен оператор ДЕСФА (DESFA) има и "Булгартрансгаз". В плановете на "Булгартрансгаз" е и изграждането на водородопровод, който да захрани бъдещи мощности на водород в Маришкия басейн.