Kamienie milowe na drodze ku gospodarce opartej na wodorze
Wodór jest szeroko wykorzystywany w wielu zastosowaniach przemysłowych, między innymi w przetwórstwie artykułów spożywczych oraz rafinacji ropy naftowej. W ostatnich latach inicjatywy dotyczące produkcji pojazdów z napędem wodorowym oraz wykorzystania wodoru w celu wytwarzania energii stały się motorami rozwoju w Azji, Europie oraz Stanach Zjednoczonych ze względu na znaczący potencjał redukcji emisji. Niezwykle niska gęstość wodoru powoduje jednak konieczność sprężania gazu do ciśnienia 700 barów lub skraplania go w temperaturach wynoszących poniżej -250°C, aby umożliwić jego przechowywanie i transport. Obie te opcje stanowią poważne wyzwanie techniczne, a konieczność przeprowadzenia ogromnych inwestycji w stosowną infrastrukturę sprawia, że są one zarówno wysoce nieefektywne, jak i bardzo kosztowne. Od czasu rozpoczęcia działalności w 2013 roku firma Hydrogenious Technologies koncentruje się na komercjalizacji technologii nazywanej Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC), wykorzystującej płynne organiczne nośniki wodoru – oleje – do bezpiecznego i efektywnego transportu tego gazu. Dzięki wsparciu finansowemu z Unii Europejskiej w ramach projektu Hydrogenlogistics zostało opracowane, zbudowane i przetestowane na skalę przemysłową nowe rozwiązanie – ReleaseBOX, czyli modułowy system usuwania wodoru z jego płynnych nośników, pozwalający na dostarczanie gazu na stacje tankowania, będące jednym z kluczowych rynków dla tej technologii. To pierwsza na świecie instalacja LOHC działająca z wykorzystaniem technologii sprężania i adsorpcji zmiennociśnieniowej, pozwalająca na wytwarzanie sprężonego wodoru wysokiej jakości na potrzeby stacji tankowania. Płynne nośniki organiczne Koncepcja chemicznego magazynowania wodoru w płynnych nośnikach organicznych była znana od lat 70. XX wieku. Wkładem firmy Hydrogenious Technologies w rozwój tego rozwiązania było znalezienie odpowiedniego nośnika – dibenzylotoluenu, będącego łatwo dostępnym i tanim płynnym nośnikiem ciepła, a także optymalizacja i zwiększenie skali procesów chemicznych, aby uzyskać w wyniku tego produkt gotowy do wprowadzenia na rynek. „Gęstość składowania wodoru w płynnych nośnikach organicznych jest pięciokrotnie wyższa niż w konwencjonalnych pojemnikach na sprężony gaz, co w praktyce oznacza, że jeden metr sześcienny nośnika może zawierać w sobie około 57 kg wodoru. Przekłada się to oczywiście na zwiększone możliwości transportu wodoru przy pomocy samochodów ciężarowych, statków i pociągów, co pozwoli na obniżenie kosztów ponoszonych przez klientów”, twierdzi dr Martin Schneider, kierownik ds. zarządzania produktami w firmie Hydrogenious Technologies. Proces nasycania dibenzylotoluenu wodorem jest odwracalny, dzięki czemu nośnik ten może być wykorzystany ponownie nawet setki razy. Co więcej, ze względu na to, że dibenzylotoluen jest nietoksyczny, w dużej mierze niepalny i niewybuchowy, może być transportowany w warunkach otoczenia za pośrednictwem istniejącej infrastruktury przeznaczonej do transportu paliw ciekłych – rurociągów, cystern, statków oraz pociągów. Motor nadchodzącej ekologicznej rewolucji Osiągnięcie postawionego przez Unię Europejską celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych o 80 % do 2050 roku będzie wymagało drastycznych zmian w sposobach działania transportu, sektora grzewczego oraz przemysłu. Zastępowanie paliw kopalnych odnawialnymi źródłami energii w sektorze transportu i mobilności będzie musiało zostać połączone z efektywnymi technologiami pozwalającymi na wykorzystanie niestabilnej energii ze źródeł odnawialnych w platformach mobilnych. Wodór stanowi w tym wypadku obiecujące rozwiązanie ze względu na możliwość wytwarzania go z odnawialnych źródeł w ramach procesu elektrolizy, który powoduje rozdzielenie cząsteczek wodoru i tlenu w wodzie. Ponadto wykorzystanie wodoru umożliwia szybkie tankowanie i zapewnia duży zasięg pojazdów, nawet w przypadku dużych samochodów osobowych, samochodów ciężarowych i autobusów. Firma Hydrogenious Technologies oferuje obecnie rozwiązanie StoragePLANT pozwalające na składowanie nawet do 12 ton wodoru dziennie, a także rozwiązania ReleaseUNIT pozwalające na odzyskiwanie do 1,5 tony wodoru dziennie do zastosowań przemysłowych lub na potrzeby stacji tankowania. Od 2018 roku rozwiązania opracowane w ramach projektu Hydrogenlogistics działają w instalacjach amerykańskiego dostawcy wodoru dla przemysłu, firmy United Hydrogen Group. Zespół zajmuje się obecnie budową dwóch jednostek na potrzeby finansowanego przez Unię Europejską projektu HySTOC, a ich testy zostały zaplanowane na koniec bieżącego roku. Prowadzone są także przygotowania do instalacji jednostki pilotażowej na komercyjnej stacji tankowania wodoru w Niemczech, która rozpocznie działalność w 2020 roku. „Dzięki naszej technologii płynnych organicznych nośników wodoru międzynarodowy transport tego gazu na szeroką skalę staje się nie tylko możliwy, ale także opłacalny. Rozwiązanie to stanowi brakujący składnik przepisu na zbudowanie światowej gospodarki opartej na wodorze”, dodaje dr Schneider.
Słowa kluczowe
Hydrogenlogistics, wodór, moc, energia, transport, mobilność, emisje, stacje tankowania, ogrzewanie, przemysł, ekologiczny wzrost gospodarczy
