Bezpieczny i niezawodny: projekt HySTOC a przyszłościowe źródła wodoru

Firma Hydrogenious LOHC Technologies została założona w 2013 roku. Jej powstanie było bezpośrednim skutkiem przełomowego odkrycia – nowego materiału mogącego być nośnikiem wodoru o właściwościach potencjalnie przewyższających wszystkie istniejące alternatywy. Nowy materiał był bezpieczny, prawie niepalny, wykazywał niemal pięciokrotnie większą możliwość magazynowania wodoru i umożliwiał zmniejszenie kosztu przesyłu wodoru o 80 %. Pięć lat później firma uzyskała fundusze od Komisji Europejskiej w ramach inicjatywy Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking.

Martin Johannes Schneider, główny kierownik produktu oraz koordynator projektu HySTOC (Hydrogen Supply and Transportation using liquid Organic Hydrogen Carriers) opowiada o jego szczegółach. Omawia jego cele i wchodzi w szczegóły planów dotyczących wejścia na rynek z nowym rozwiązaniem.Martin Johannes Schneider: Nasza firma jest pionierem i światowym liderem na polu magazynowania wodoru. Swoją pozycję osiągnęliśmy dzięki opatentowaniu ciekłych organicznych nośników wodoru (ang. liquid organic hydrogen carriers, LOHC), które umożliwiają bezpieczne i wydajne magazynowanie wodoru w łatwym w transporcie oleju. Nasza technologia eliminuje całkowicie konieczność stosowania ciśnieniowych zbiorników wodoru.

Materiały LOHC pozwalają na chemiczne wiązanie wodoru i jego gęste upakowanie w warunkach normalnych. Wodór jest magazynowany na drodze egzotermicznej katalitycznej reakcji uwodornienia, natomiast uwalnianie jest realizowane na drodze endotermicznej katalitycznej reakcji odwodornienia.

Firma Hydrogenious LOHC Technologies opracowała i obsługuje systemy magazynowania i uwalniania wodoru StorageBOX i ReleaseBOX, powstałe z myślą o infrastrukturze bazującej na LOHC.Stosowany przez nas olej LOHC (dibenzylotoluen) jest prawie niepalny i niewybuchowy. Dzięki temu magazynowanie i przesyłanie dużych objętości wodoru jest całkowicie bezpieczne. Natomiast inne materiały LOHC mają zupełnie inną charakterystykę. Przykładowo toluen ma niższą grawimetryczną gęstość upakowania wodoru i charakteryzuje się większą palnością.

Rozwiązania niekorzystające z LOHC wiążą się z magazynowaniem wodoru w warunkach wysokiego ciśnienia lub temperatur kriogenicznych. Mowa tu o magazynowaniu i transporcie wodoru w ekstremalnie wysokich ciśnieniach (500 do 1 000 barów) lub bardzo niskich temperaturach (-253°C). Proponowany przez nas olej LOHC jest znacznie łatwiejszy w transporcie. Można przesyłać go z wykorzystaniem istniejącej infrastruktury, wykorzystywanej obecnie do przewożenia paliw kopalnych – cystern drogowych i kolejowych oraz statków.Budowa systemu magazynowania StorageBOX została zakończona i został on już przewieziony z Niemiec do Finlandii. Udało się nam także opracować udane systemy podlegające klasyfikacji CE, które pozwalają myśleć o wprowadzeniu standaryzacji. To pozwoliłoby na szybkie wprowadzenie technologii na rynek przy jednoczesnym znacznym zwiększeniu dostarczanych systemów.Warunki środowiskowe w Finlandii, gdzie temperatura spada nawet do -30°C, stanowiły wyzwanie, którego się nie spodziewaliśmy. Podobnie wprowadzenie nowych etapów procesu, na przykład kompresji, wymagało znacznie większego skomplikowania zakładu na poziomie projektowym niż początkowo sądziliśmy. Musieliśmy na przykład uwzględnić zabezpieczenia przeciwwybuchowe.

Ze względu na szczególne wymagania tego projektu znacznie wzrosła nasza wiedza techniczna w tej dziedzinie, szczególnie w kwestiach bardziej złożonych i ekstremalnych konstrukcji zakładowych.Wybuch pandemii koronawirusa uniemożliwił planowane od miesięcy uruchomienie magazynu StorageBOX. Mamy nadzieję na skuteczny rozruch terenowy obu zakładów w Finlandii i trwałe ich uruchomienie przed końcem 2020 roku.Zainteresowanie tego typu systemem jest duże. Tylko w pierwszym kwartale tego roku wysłaliśmy kilka ofert identycznych zakładów naszym klientom.

Czasem jednak przychodzi nam bazować na zupełnie innych warunkach początkowych, które wymagają stosowania się do określonych scenariuszy w odpowiednich lokalizacjach. Ma to wpływ na zakres, w jakim możemy przyjmować kolejne zamówienia.

Koordynatorzy projektów dużych rozwiązań infrastrukturalnych dotyczących zastosowań wodoru wykazują duże zainteresowanie naszymi systemami LOHC, a nawet pojawiają się pierwsze próby skalowania tych rozwiązań z myślą o wprowadzeniu na rynek zakładów StoragePLANT i ReleasePLANT przeznaczanych do magazynowania i uwalniania wodoru w ilościach rzędu kilku ton.System HySTOC to znaczny krok poczyniony w kierunku dostosowania technologii LOHC do konkretnego zapotrzebowania rynku, na przykład uzyskiwania wodoru o wysokiej jakości, pod wysokim ciśnieniem czy pracy w skrajnych warunkach pogodowych. Systemy StorageBOX i ReleaseBOX stały się punktem startowym dla najnowszych rozwiązań wykorzystujących technologię LOHC. Zakończone powodzeniem próby terenowe potwierdzą silną pozycję technologii na rynku oraz dadzą podstawy do dalszej rozbudowy rozwiązania.

Brak zaufania i wysokie koszty przestaną stanowić problem, dopiero gdy uruchomione zostaną projekty zakrojone na szeroką skalę. Technologie wodorowe, w tym LOHC, z technicznego punktu widzenia są gotowe do wprowadzenia na rynek, podobnie jak rozwiązania dotyczące energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych 20 lat temu. Jeśli chcemy uniknąć rynkowej porażki i szybko wprowadzić do użycia infrastrukturę wodorową, konieczna będzie pomoc administracji publicznej i skorzystanie z mechanizmów finansowania, takich jak fundusz na rzecz innowacji ETS czy mechanizm IPCEI, szczególnie w zakresie finansowania kosztów operacyjnych. W ten sposób dzięki korzyści skali zdołamy zredukować koszty.