Τον Ιούλιο του 2023, όταν η νότια Ευρώπη ήρθε αντιμέτωπη με ένα απροσδόκητο κύμα ζέστης με θερμοκρασίες που ανέρχονταν στους 45 °C, μία περιοχή της Ισπανίας, έγινε πολύ ζεστότερη χωρίς να γίνει πρωτοσέλιδο.
Η περιοχή αυτή βρίσκεται στην περιφέρεια της Αλμερίας. Σε εγκαταστάσεις δοκιμών που βρίσκονται εκεί η θερμοκρασία έφτασε τους 1400 °C.
Ελπίδες
Τα απίστευτα επίπεδα ζέστης που δημιουργήθηκαν στην “Plataforma Solar de Almería”, όπου οι ηλιακοί καθρέφτες κατευθύνουν το “μη χρησιμοποιούμενο” ηλιακό φως της περιοχής σε ένα πολύ μικρό μέρος, σε έναν πύργο 43 μέτρων. Η κατασκευή κάνει χρήση ηλιακής ενέργειας για να παράξει αυτές τις απίστευτα υψηλές θερμοκρασίες.
Ερευνητές της ΕΕ σκέφτονται ότι η πλατφόρμα – το μεγαλύτερο κέντρο δοκιμών στην Ευρώπη για ηλιακές τεχνολογίες – μπορεί ακόμη να είναι το κλειδί για την παραγωγή ανανεώσιμου υδρογόνου. Αυτή η μορφή ενέργειας, όπως τα φωτοβολταϊκά και οι ανεμογεννήτριες, θα μπορούσαν να βοηθήσουν την Ευρώπη κι άλλα μέρη του πλανήτη να περιορίσουν -μέχρι και να απεξαρτητοποιηθούν- από τα ορυκτά καύσιμα, τα οποία εκπέμπουν αέρια που εντείνουν το φαινόμενο του “θερμοκηπίου”, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα CO2, κι επιταχύνουν την υπερθέρμανση του πλανήτη.
‘Χρειαζόμαστε αληθινή καθαρή ενέργεια η οποία θα μπορεί να ωφελεί όλους,’ είπε η Σουζάνα Λορέντζου, μία χημική μηχανικός στο κέντρο έρευνας και τεχνολογικής ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ) στη Θεσσαλονίκη, Ελλάδα.
Το υδρογόνο θα μπορούσε να βοηθήσει τις πράσινες οικονομίες σε παγκόσμιο επίπεδο γιατί παράγει σχεδόν μηδενικά αέρια που εντείνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου όταν καίγεται και μπορεί να παρέχει ενέργεια σε βιομηχανίες που είναι δύσκολο να απαλλαχθούν από τον άνθρακα σε ένα εύρος που κυμαίνεται από τη χαλυβουργία ως την αεροπορική βιομηχανία.
Η ανανεώσιμη ενέργεια, συμπεριλαμβανομένου και του καθαρού υδρογόνου, είναι ένας πυλώνας τις στρατηγικής της ΕΕ με την ονομασία REPowerEU η οποία αποσκοπεί στην απεξάρτηση από τα ρωσικά ορυκτά αυτή τη δεκαετία και στην “πράσινη συμφωνία” που φιλοδοξεί να κάνει την ΕΕ κλιματικά-ουδέτερη ως το 2050.
Εμπόδιο βέβαια αποτελεί ότι η διαδικασία για την παραγωγή υδρογόνου συχνά συμπεριλαμβάνει πηγές ενέργειας όπως εκείνη του φυσικού αερίου και του κάρβουνου τα οποία εκπέμπουν CO2. Στην Ευρώπη, το 2022, το 96% της παραγωγής υδρογόνου προήλθε από το φυσικό αέριο.
Επί της ουσίας, ένας σχετικά εύκολος τρόπος για τη δημιουργία καθαρού υδρογόνου, υπάρχει ήδη.
Είναι μία μέθοδος που κάνει χρήση ηλεκτρισμού, παραγόμενου από ΑΠΕ (Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας) για να διαχωρίσει το υδρογόνο και το οξυγόνο του νερού. Αυτή η “διαδικασία”, λέγεται ηλεκτρόλυση και μπορεί να πραγματοποιηθεί σε πειράματα σχολείου της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης.
Αλλά υπάρχουν αρκετά οικονομικά εμπόδια.
Μόνο το 4% της παγκόσμιας παραγωγής υδρογόνου στο τέλος του 2021 προερχόταν μέσω ηλεκτρόλυσης, σύμφωνα με το διεθνές πρακτορείο ανανεώσιμης ενέργειας. Και μόνο 1% μέσω ηλεκτρόλυσης από ΑΠΕ.
Κάπου εδώ εμπλέκεται ο ήλιος
Οι ερευνητές στην Ευρώπη λένε ότι το να εξετάζουν τον ήλιο ώστε να βρουν περισσότερους τρόπους παραγωγής πράσινου υδρογόνου έχει νόημα.
“Χρειαζόμαστε αληθινή καθαρή ενέργεια.
Οι ηλιακές ακτινοβολίες και η θερμότητα που δημιουργούν μπορεί να αποδειχθούν ένας ιδανικός τρόπος παραγωγής καθαρού υδρογόνου. Η ηλεκτρική ενέργεια δε θα ήταν απαραίτητη, παρά μόνο η “λιακάδα”.
‘Η τεχνολογία μας εφαρμόζεται σε προϋπάρχοντα συστήματα – μία εγκατάσταση φωτοβολταϊκών, ανάφερε η Λορέντζου. ‘Τι θα γινόταν αν αυτές οι εγκαταστάσεις εκτός του ηλεκτρισμού, μπορούσαν να παράγουν επιπρόσθετα “πράσινο” υδρογόνο;’
Η παραγωγή υδρογόνου αυτή την περίοδο παράγει περισσότερους από 800.000 εκατομμύρια τόνους CO2, ή περίπου το 2% του συνόλου, σύμφωνα με τον Marcel Boerrigter, διευθύνων ερευνητή στο Leitat Technological Center της Βαρκελώνης στην Ισπανία.
‘Αν μπορούμε να το κάνουμε “πράσινα”, θα μπορέσουμε να σταματήσουμε ένα απίστευτο ποσό εκπομπών’ είπε ο Boerrigter.
Ερευνητικές συνεργασίες
Ο Marcel Boerrigter και η Lorentzou στη Θεσσαλονίκη μοιράζονται τον στόχο της ανεύρεσης τρόπων για την παραγωγή υδρογόνου με μηδενικούς τύπους και κάθε ένας από τους δύο ηγείται ερευνητικού έργου χρηματοδοτούμενου από την ΕΕ ώστε να κάνει πιο εφικτό αυτόν τον στόχο.
Εκεί είναι που ο ηλιακός πύργος στην Αλμερία – στη μοναδική ερημική περιοχή της Ευρώπης, την έρημο “Tabernas” με περισσότερες από 3000 ώρες ηλιακής ακτινοβολίας το χρόνο, εμπλέκεται.
Το ερευνητικό έργο της Λορέντζου χρησιμοποιεί την υπερβολική θερμότητα του πύργου για να εκκινήσει τις χημικές διεργασίες σε έναν αντιδραστήρα που διασπά το υδρογόνο από το νερό – χωρίς τη χρήση ηλεκτρισμού.
Ονομάζεται HYDROSOL-beyond, η δράση είναι από τις πρόσφατες μίας σειράς ερευνητικών δραστηριοτήτων για την παραγωγή “ηλιακού” υδρογόνου μέσω της διάσπασης με νερό. Ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2019 κι είναι προγραμματισμένο να ολοκληρωθεί κάπου σε αυτό το διάστημα που γράφεται αυτή η μετάφραση (τέλος 2023).
Το ερευνητικό έργο του Boerrigter χρησιμοποιεί το φως του ήλιου, και τη θερμότητα για να θέσει σε λειτουργία μία διαδικασία για την παραγωγή “καθαρού” υδρογόνου.
Η δράση ονομάζεται GH2, κι έχει διάρκεια τριών ετών, ως το τέλος του Σεπτέμβρη 2025.
Μείωση ρίσκου
“Μειώνουμε τις εκπομπές CO2, δημιουργώντας πράσινο υδρογόνο και χωρίς να κάνουμε χρήση περισσότερου ηλεκτρισμού.
‘Η ηλεκτρική ενέργεια είναι ένας σημαντικός παράγοντας κόστους για την παραγωγή υδρογόνου για την ώρα,’ είπε ο Boerrigter. ‘Η μέθοδός μας εκμηδενίζει την ανάγκη αυτή.’
Αν και πολλά υποσχόμενη, η ιδέα για την δημιουργία υδρογόνου αποκλειστικά από ηλιακή θερμότητα ή ακτινοβολίες θα πάρει αρκετό καιρό για την επίτευξή της, ως αποτέλεσματος διαφόρων τεχνολογικών προκλήσεων.
Αυτές άλλωστε οι πτυχές αναδεικνύουν το ρόλο της έρευνας συμπεριλαμβανομένων διαφόρων έργων που έχουν χρηματοδοτηθεί που διαχειρίζονται ρίσκο το οποίο συχνά αποφεύγεται από τις εμπορικά προσανατολισμένες επιχειρήσεις.
Το HYDROSOL-beyond αναπτύσσεται εδώ και περίπου 20 χρόνια. Αν και πολλή πρόοδος έχει σημειωθεί σε όλο αυτό το διάστημα, η Λορέντζου παραμένει αβέβαιη σχετικά με το πότε θα μπορούσε να ξεκινήσει η υψηλή παραγωγή.
‘Είναι το πέμπτο σχετικό έργο,’ ανέφερε. ‘Έχω δει την τεχνολογία να εξελίσσεται από κάτι που θα μπορούσε να παραχθεί σε εργαστήριο, σε μικρής-κλίμακας εγκαταστάσεις, και στο τρέχον πολύ μεγάλης κλίμακας σύστημα που έχουμε τώρα.’
Δουλειά σε εξέλιξη
Η Λορέντζου είπε ότι ακόμη πέντε χρόνια τεχνολογικών “ρυθμίσεων”, συμπεριλαμβανομένου και του αντιδραστήρα στην Αλμερία, μπορεί να χρειαστούν.
‘Έχουμε εντοπίσει διάφορες προκλήσεις, ετοιμάζοντας μία τέτοια εγκατάσταση σε μεγάλη έκταση,’ ανέφερε. ‘ Εμείς πχ, χρειάζεται να αλλάξουμε το σχεδιασμό του αντιδραστήρα ώστε να γίνει πιο δυνατός. Αυτή είναι η προτεραιότητά μας αυτήν την περίοδο.’
Για την ώρα η τεχνολογία πίσω από το GH2 βρίσκεται ακόμη μέσα στο εργαστήριο και απέχει σχετικά πολύ από εμπορικές εφαρμογές.
Εκεί, οι ερευνητές χρειάζεται να streamline τις χημικές διεργασίες πριν αυτές μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν σε πραγματικά προβλήματα.
‘Θα πάρει ακόμη πιθανότατα 10 με 20 χρόνια πριν αυτή η τεχνολογία γίνει εμπορική’ είπε ο Boerrigter. ‘Ακούγεται αργό, αλλά στην πραγματικότητα πηγαίνουμε πολύ γρήγορα καθώς βρισκόμαστε αρκετά πίσω.’
Αυτός και η Λορέντζου, και άλλοι ερευνητές λένε ότι ο στόχος για την παραγωγή καθαρού υδρογόνου κάνοντας χρήση της ηλιακής ενέργειας μπορεί να εμποδίσει την καταστροφική κλιματική αλλαγή στις επόμενες δεκαετίες.
‘Με αυτήν την τεχνολογία ρίχνουμε τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, δημιουργώντας πράσινο υδρογόνο, χωρίς να χρησιμοποιούμε περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια,’ είπε ο Boerrigter. ‘Μετακινούμε διάφορες πέτρες την ίδια ώρα.’
Η έρευνα σε αυτό το άρθρο χρηματοδοτήθηκε από την ΕΕ μέσω της Clean Hydrogen Joint Undertaking και του European Innovation Council (EIC). Μεταφράστηκε από το geografos.gr Αν σας άρεσε το άρθρο σκεφτείτε να το κάνετε share στα social media.