Пока Европа борется с переходом на чистую энергию, ученые всего Европейского Союза используют палящую силу Солнца для производства возобновляемого водорода. В отдаленном уголке Испании на солнечном испытательном полигоне температура незаметно достигла 1400°C, что вселяет надежду на революционное открытие в борьбе с изменением климата.
Читать далее:
Высокие ожидания
- Впечатляющий уровень тепла был достигнут на солнечной платформе Альмерии, где зеркала направляют обильный солнечный свет региона в небольшое пятно на 43-метровой башне.
- Конструкция использует солнечную энергию для создания таких высоких температур.
- Исследователи из Европейского Союза полагают, что эта платформа, крупнейший в Европе испытательный центр концентрированных солнечных технологий, может стать ключом к производству возобновляемого водорода.
- Этот тип энергии, а также солнечные панели и ветряные турбины могут помочь Европе и другим частям мира отказаться от ископаемого топлива, которое выделяет парниковые газы, в том числе CO₂, которые ускоряют глобальное потепление.
- «Нам нужна настоящая чистая энергия, которая принесла бы пользу всем», — сказала Tech Xplore Сузана Лоренцу, инженер-химик из Научно-технологического центра «Эллада» в Салониках, Греция.
- Водород может способствовать развитию «зеленой» экономики во всем мире, поскольку при сжигании он практически не выделяет парниковых газов и может обеспечить энергией трудно поддающиеся декарбонизации отрасли — от производства стали до авиации.
- Возобновляемая энергия, включая чистый водород, является основой стратегии REPowerEU по переходу от российского ископаемого топлива в этом десятилетии и «Зеленого курса», направленного на то, чтобы сделать ЕС углеродно-нейтральным к 2050 году.
Задача для этого достижения
Проблема в том, что сам процесс производства водорода часто включает в себя источники энергии, такие как природный газ и уголь, которые выделяют CO₂. В Европе в 2022 году 96% всего производства водорода приходилось на природный газ.
На самом деле уже существует относительно простой способ создания чистого водорода. Это метод, в котором используется электрический ток из возобновляемого источника энергии для разделения воды на водород и кислород. Процесс, называемый электролизом, можно проводить даже в школьных научных экспериментах.
Но такой процесс еще не стал широко популярным из-за ценовых барьеров. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, всего 4% мирового производства водорода в конце 2021 года приходилось на электролиз. И только 1% был произведен посредством электролиза с использованием возобновляемых источников энергии.
Солнце как источник водорода
Изображение: Эд Коннор / Shutterstock.com
Исследователи из Европы говорят, что имеет смысл рассматривать Солнце как источник новых способов создания возобновляемого водорода. Солнечные лучи и выделяемое ими тепло могут оказаться идеальным способом производства чистого водорода. Никакого электричества не понадобится, только солнечный свет.
Наша технология построена на основе существующей системы — концентрированной солнечной электростанции. Что, если в дополнение к электричеству эти заводы смогут в качестве бонуса также производить зеленый водород?
Сузана Лоренцу на Tech Xplore
По словам Марселя Бурригтера, главного исследователя Технологического центра Leitat в Барселоне, Испания, в настоящее время производство водорода вызывает более 800 000 миллионов тонн выбросов CO₂, или около 2% от общего количества этих выбросов в мире. «Если мы сможем сделать это более экологичным, мы сможем избежать огромного количества выбросов», — сказал он.
Союзники в исследованиях
Бурригтер в Испании и Лоренцу в Греции разделяют цель найти способы получения водорода с нулевым уровнем выбросов, и каждый из них возглавляет исследовательский проект, получивший финансирование от Европейского Союза для достижения этой цели.
Вот тут-то и пригодится солнечная башня в Альмерии — районе, где находится единственная в Европе внутренняя пустыня Табернас, где светит более 3000 солнечных часов в год. В конструкции Лоренцу экстремальное тепло башни используется для инициирования химических процессов в реакторе, которые преобразуют воду в чистый водород без использования электричества.
Инициатива, получившая название HYDROSOL-beyond, является последней в серии проектов по производству солнечного водорода путем расщепления воды. Он начался в январе 2019 года и, как ожидается, завершится к концу 2023 года.
В проекте Бурригтера помимо тепла используется солнечный свет, чтобы начать процесс создания чистого водорода. Инициатива под названием GH2 продлится три года до конца сентября 2025 года.
Сокращение рисков
Сегодня электричество является важным фактором затрат при производстве экологически чистого водорода. Наш метод исключает необходимость в этом.
Марсель Бурригтер из Tech Xplore
Несмотря на многообещающую идею, реализация идеи создания водорода только из тепла или солнечных лучей займет больше времени из-за постоянных технологических проблем. Эти барьеры подчеркивают роль исследований, в том числе проектов, финансируемых государством, которые берут на себя риски, которых коммерческие компании часто избегают.
Технология HYDROSOL-beyond разрабатывается уже около 20 лет. Хотя за это время было достигнуто множество успехов, Лоренцу все еще не уверен, когда начнется крупномасштабное развертывание.
Испытательный центр концентрированных солнечных технологий в Испании. (Изображение: СОЛНЕЧНАЯ ПЛАТФОРМА АЛЬМЕРИЯ / CIEMAT)
«Это пятый проект в серии», — сказала она. «Я видел, как технология развивалась от чего-то, что мы могли бы построить в лаборатории, до небольших установок и до очень большой системы, в которой мы сейчас находимся».
Работа в процессе
Лоренцу сказал, что может потребоваться еще пять лет технологических корректировок, в том числе реактора в Альмерии. «Мы выявили несколько проблем при строительстве объекта такого масштаба», — сказала она. «Нужно, например, изменить конструкцию реактора, чтобы сделать его более долговечным. Это наш приоритет сейчас».
Что касается технологии, лежащей в основе GH2, она все еще находится в лаборатории и относительно далека от коммерческого применения. Там исследователям необходимо улучшить химические процессы, прежде чем их можно будет масштабировать и использовать в реальном мире.
«Вероятно, пройдет от 10 до 20 лет, прежде чем эта технология достигнет коммерческой стадии», — сказал Бурригтер. «Это может показаться медленным, но мы движемся быстро, учитывая раннюю стадию, на которой мы находимся».
Они, как и другие исследователи, говорят, что цель получения чистого водорода с помощью солнца может помочь избежать катастрофического изменения климата в ближайшие десятилетия. «Благодаря этой технологии мы сокращаем выбросы CO₂, производим экологически чистый водород и не потребляем больше электроэнергии», — сказал Берригтер. «Мы перемещаем несколько камней одновременно».
Вы смотрели новые видео на YouTube от Олхар Диджитал? Подпишитесь на канал!