Πράσινο υδρογόνο, υπόγειες αποθήκες ηλιακής ενέργειας και άλλες πρωτοποριακές τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας δοκιμάζονται στην Ευρώπη (..και όχι μόνον), στο πλαίσιο του νέου ενεργειακού τοπίου που διαμορφώνεται με βάση το στόχο για την ανθρακική ουδετερότητα, ως το 2050   

Πρόσφατα το Euractiv παρουσίασε τέσσερα πρωτοποριακά πρότζεκτ της κατηγορίας αυτής, που ήδη λειτουργούν σε πιλοτικό επίπεδο. Πρόκειται για τεχνολογίες, που όταν ωριμάσουν και γίνουν οικονομικά ανταγωνιστικές, θα μπορούσαν να μετασχηματίσουν τον ενεργειακό χάρτη στην Ευρώπη.  

Το πράσινο υδρογόνο

Ο  γερμανικός ενεργειακός όμιλος Uniper λειτουργεί ήδη από το 2013 την πιλοτική μονάδα WindGas για τη μετατροπή της αιολικής ενέργειας σε υδρογόνο, το νέο «καύσιμο», που αναμένεται να παίξει κεντρικό ρόλο στο μελλοντικό ενεργειακό μείγμα της ΕΕ.  

Στα έξι χρόνια που  λειτουργεί  η μονάδα, ο  αλκαλικός ηλεκτρολύτης ισχύος 2MW, που χρησιμοποιεί,   έχει παράγει περισσότερες από 8GWh πράσινου υδρογόνου.

Το πράσινο υδρογόνο είναι μια  πηγή ενέργειας χωρίς καθόλου άνθρακα.   Με το χρήση του  ηλεκτρολύτη, το νερό χωρίζεται στα συστατικά του - υδρογόνο και οξυγόνο. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα, που χρησιμοποιείται για τη διαδικασία αυτή,  προέρχεται από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, το παραγόμενο  υδρογόνο χαρακτηρίζεται  «πράσινο», ενώ αντίθετα όταν για την παραγωγή υδρογόνου χρησιμοποιείται φυσικό αέριο, τότε έχουμε το  γκρίζο υδρογόνο, επειδή κατά τη  διαδικασία απελευθερώνεται CO2.

Από εδώ και πέρα η μεγάλη πρόκληση είναι να αυξηθεί η παραγωγή, προκειμένου να μειωθεί  το κόστος και το πράσινο υδρογόνο να καταστεί ανταγωνιστικό. Πρόκειται για  μία δύσκολη άσκηση, καθώς  η αύξηση του όγκου παραγωγής σε επίπεδα τέτοια που να δημιουργούν οικονομίες κλίμακας  θα απαιτήσει χρόνο και κεφάλαια. Δεν είναι τυχαίο, που η βιομηχανία έχει ήδη στείλει το μήνυμα στις Βρυξέλλες και τις εθνικές κυβερνήσεις ότι το όλο εγχείρημα για να πετύχει θα χρειαστεί κίνητρα, συνοδευόμενα από  το κατάλληλο ρυθμιστικό πλαίσιο

 Ένας ηλεκτρολύτης για την παραγωγή υδρογόνου κοστίζει σήμερα μεταξύ 700-800.000 ευρώ ανά μεγαβάτ, που  σημαίνει ότι για μια μονάδα ισχύος 10MW το κόστος θα ανερχόταν σε περίπου 7 εκατομμύρια ευρώ μόνο για την ηλεκτρόλυση. Μια ολόκληρη εγκατάσταση, πλήρης με όλες τις σωληνώσεις, τις συνδέσεις δικτύου και τον  ηλεκτρονικό εξοπλισμό εκτιμάται ότι θα κοστίσει περίπου διπλάσια.

Κρίσιμο μέγεθος παραγωγής

Η κρίσιμη μάζα παραγωγής υδρογόνου  είναι ακριβώς αυτό που προσπαθεί να επιτύχει η γαλλική εταιρεία Storengy. Η εταιρία,   θυγατρική της γαλλικής  Engie, σε ένα πετροχημικό της εργοστάσιο παραγωγής  πλαστικού στο Runcorn  της Βρετανίας προωθεί  ένα πιλοτικό  έργο με το όνομα Centurion.  

Προς  το παρόν το Centurioη παράγει  γκρίζο υδρογόνο, το οποίο η Storengy σχεδιάζει να αντικαταστήσει με πράσινο υδρογόνο, αλλά για το σκοπό αυτό χρειάζεται αποθήκευση ενέργειας.  

Σήμερα  ο  ηλεκτρολύτης μπαίνει στην παραγωγή  όταν οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας είναι όσο το δυνατόν χαμηλότερες. Για να υπάρξει όμως συνεχής και άφθονη παραγωγή χρειάζεται να αποθήκευση ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα.

Το πετροχημικό εργοστάσιο Storengy είναι ήδη συνδεδεμένο με μια θέση αποθήκευσης αερίου μέσω αγωγού αιθυλενίου, ο οποίος δεν χρησιμοποιείται πλέον και μπορεί εύκολα να μετατραπεί  σε αγωγό για μεταφορά υδρογόνου. Αυτό θα  επιτρέψει στη μονάδα να αξιοποιήσει το απόθεμα υδρογόνου ανά πάσα στιγμή.

Η επόμενη μεγάλη πρόκληση είναι το κρίσιμο μέγεθος  παραγωγής που απαιτείται για τη μείωση του κόστους. Η  παραγωγή μεγάλης κλίμακας  μειώνει το πάγιο κόστος και παράγει ανταγωνιστικό πράσινο υδρογόνο

Αποθήκευση βιομεθανίου μικρής κλίμακας: Lilibox

Ενώ η Centurion επικεντρώνεται στην αποθήκευση και παράδοση υδρογόνου σε βιομηχανική κλίμακα, ένα άλλο  έργο που εκτελείται από την Storengy επικεντρώνεται στην αποθήκευση βιοαερίου τοπικής παραγωγής σε μικρή κλίμακα.

Πρόκειται για το  Lilibox, ένα  έργο που περιλαμβάνει υγροποίηση του  βιομεθανίου που παράγεται τοπικά από αγροτικά απόβλητα και την αποθήκευση του κοντά στον τόπο παραγωγής με την μορφή Bio LNG, το  οποίο στη συνέχεια θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για την κίνηση φορτηγών και λεωφορείων.

Το έργο σύντομα τίθεται σε εμπορική λειτουργία, διαθέτοντας το προϊόν σε ανταγωνιστική τιμή

Μόλις υγροποιηθεί, το βιομεθάνιο αποθηκεύεται σε δεξαμενές όπου συνήθως διατηρείται,  για μερικές ημέρες ή εβδομάδες. Στη συνέχεια, μπορεί είτε να επαναδιοχετευτεί  στο τοπικό δίκτυο είτε να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο - για τα  τοπικά λεωφορεία ή τα φορτηγά κλπ

Υπόγεια αποθήκευση ηλιακής ενέργειας

Το τέταρτο έργο είναι το  Underground Sun Storage, μία υπόγεια αποθήκη ηλιακής ενέργειας...

Όλα ξεκίνησαν το 2013, όταν η μεγαλύτερη εταιρεία αποθήκευσης αερίου της Αυστρίας, η RAG Austria AG, άνοιξε έναν πειραματικό υπόγειο χώρο αποθήκευσης υδρογόνου για ερευνητικούς σκοπούς. Ο αρχικός στόχος ήταν να αποθηκευτεί το υδρογόνο που παράγεται από την ηλιακή ενέργεια σε μια εξαντλημένη δεξαμενή και να δοκιμαστεί  η αντίσταση της υποδομής στη διάβρωση.

Όταν οι ερευνητές προσπάθησαν να εγχύσουν υγροποιημένο  CO2 στη δεξαμενή,  βρέθηκαν μπροστά σε απρόσμενα αποτελέσματα.

"Ανακαλύψαμε ότι με την προσθήκη CO2 πέραν του υδρογόνου στη δεξαμενή μπορούσαμε να αναδημιουργήσουμε τη φυσική διαδικασία παραγωγής μεθανίου ή φυσικού αερίου", δηλώνει  ο Stephan Bauer, διευθυντής έργου στο Underground Sun Storage, σε συνέντευξή του στο Euractiv. «Αυτό που στη φύση χρειάστηκε εκατομμύρια χρόνια για να παραχθεί ως ορυκτό αέριο, τώρα μπορεί να αναδημιουργηθεί στο εργαστήριο ή την αποθήκη μέσα σε λίγες εβδομάδες» πρόσθεσε.

Στην εν λόγω διαδικασία  το CO2 περιέχεται σε κλειστό κύκλο και δεν προσθέτει στις εκπομπές αερίων του  θερμοκηπίου.

Ο κύριος στόχος του έργου είναι η παραγωγή υδρογόνου από την ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, όταν η ηλιοφάνεια είναι άφθονη στην Αυστρία. Το  υδρογόνο στη συνέχεια μπορεί  να αποθηκευτεί σε δεξαμενή και να εγχυθεί εκ νέου στο δίκτυο τους χειμερινούς μήνες, όταν αυξάνεται η  ζήτηση, λόγω των αναγκών  θέρμανσης.