Stal bez paliw kopalnych: Austriacy chcą stosować w przemyśle stalowym wyłącznie czysty wodór!

Uczeni poszukują alternatywnych metod wytwarzania energii, która jest nam potrzebna do życia, ale która musi być produkowana w sposób, który nie będzie obciążał środowiska naturalnego. Obecnie pewna grupa naukowców przygotowuje się do podjęcia takich wysiłków w największym na świecie zakładzie pilotażowym produkcji ekologicznego zielonego wodoru.

Paliwo wodorowe może być wykorzystywane do różnych celów, takich jak napędzanie silników rakietowych na paliwo ciekłe czy większości środków transportu. Powszechnie przyjmuje się, że wraz z energią elektryczną wodór będzie stanowił podstawowy nośnik energii, na którym będą opierać się pojazdy, budynki, samoloty, a nawet całe gospodarki narodowe. Organizacja Hydrogen Council szacuje, że do 2050 r. wodór będzie źródłem prawie 20% energii zużywanej przez użytkowników końcowych.

Walka z paliwami kopalnymi

W ramach realizowanej obecnie inicjatywy H2Future – flagowego projektu wspólnego przedsięwzięcia na rzecz ogniw paliwowych i technologii wodorowych (FCH JU), realizowanego pod auspicjami programu Horyzont 2020 – wyznaczono ambitny cel polegający na wytwarzaniu ekologicznego wodoru, który będzie przeznaczony specjalnie dla przemysłu stalowego i hutnictwa żelaza. Międzynarodowa Agencja Energii szacuje, że bieżące działania w tym obszarze odpowiadają za około 7% całkowitych światowych emisji CO2. Największa austriacka spółka energetyczna VERBUND połączyła siły z pięcioma innymi partnerami – firmami voestalpine, APG, K1-MET, ECN (wraz z TNO) i Siemens – w celu zbudowania systemu elektrolizy z membraną elektrolitowo-polimerową (PEM) w hucie voestalpine w austriackim Linzu. We wspólnym komunikacie prasowym stwierdzono, że system PEM jest w stanie wytwarzać do 6 MW energii elektrycznej i ma być w pełni sprawny w drugim kwartale 2019 roku.

Jak to działa

Ponieważ wodór nie występuje w naturze w wystarczających ilościach, w celu oddzielenia atomów wodoru od atomów tlenu poddaje się wodę (H2O) bezpośredniemu działaniu prądu elektrycznego. System składa się z dodatnio naładowanej anody i ujemnie naładowanej katody, które są oddzielone membraną. Biorąc pod uwagę fakt, że stosowana jest membrana do wymiany protonów, protony wodoru (H+) mogą przenikać przez membranę bez mieszania z innymi produktami gazowymi. Protony łączą się w katodzie z wolnymi elektronami i tworzą wodór, który może być następnie przechowywany i wykorzystywany w późniejszym czasie. Wykorzystując swoją moc 6 MW o której piszą naukowcy, system elektrolizy PEM będzie wytwarzał nawet 1200 metrów sześciennych wodoru na godzinę, przy czym ostatecznym celem jest osiągnięcie sprawności przetwarzania elektryczności na wodór na poziomie 80%.

Jak czytamy stronie internetowej projektu, do korzyści płynących z zastosowania takiego systemu należą niskie koszty i potrzeby związane z konserwacją, wysokiej jakości wodór produkowany bez emisji zanieczyszczeń oraz brak dodatkowych środków chemicznych, które mogłyby zagrozić operatorom systemu.

Bart Biebuyck, dyrektor wykonawczy wspólnego przedsiębiorstwa FCH, skomentował projekt H2Future w komunikacie prasowym voestalpine: „Pokazuje on, że ekologizacja dużego przemysłu, takiego jak hutnictwo stali, jest możliwa i realna w nieodległej przyszłości. Ponadto projekt ten z powodzeniem pokazuje łączenie sektorów. Oba te aspekty mają zasadnicze znaczenie dla udowodnienia, że wodór jest ważnym elementem układanki w osiąganiu europejskich celów w zakresie klimatu”.

Po uruchomieniu zakładu w 2019 r. holenderscy naukowcy z ECN będą koordynować, badać i próbować powielać wszystkie wyniki na skalę przemysłową. ESK przedstawi również sugestie administracyjne i polityczne mające na celu przyspieszenie praktycznego wdrożenia wyników H2Future w przemyśle stalowym, co ma nastąpić w ciągu dziesięciu lat od pomyślnego zakończenia projektu.

Więcej informacji:
strona projektu H2Future