Zeleni vodik u Europskoj uniji postaje sve popularniji i smatra se ključnim dijelom strategije za dekarbonizaciju gospodarstva. Tradicionalno gledano, EU je oduvijek težila održivim i sigurnim izvorima energije, a zeleni vodik sada dobiva na značaju zbog svoje sposobnosti da zamijeni fosilna goriva u sektorima gdje je teško smanjiti emisije ugljika, poput teške industrije i transporta na duge udaljenosti.
Prema najnovijim planovima Europske unije, zeleni vodik se promiče kroz strategije kao što su Strategija za vodik do 2030. godine, koja predviđa masovnu proizvodnju i upotrebu zelenog vodika kao čiste energije, zatim potpora velikim investicijama u infrastrukturu za proizvodnju, skladištenje i distribuciju vodika te poticaji za industriju da koristi zeleni vodik, osobito u čeličnoj industriji, kemijskoj proizvodnji i transportu.
Popularnost zelenog vodika raste, ali njegova primjena još uvijek je u ranoj fazi u usporedbi s tradicionalnim izvorima energije. Glavni izazovi su visoki troškovi proizvodnje i potreba za dodatnom infrastrukturom. No, EU ulaže značajne resurse kako bi to prevladala i zeleni vodik postao standard za čisto gorivo u budućnosti.
Zeleni vodik je zapravo vodik proizveden na ekološki prihvatljiv način, odnosno bez emisije ugljičnog dioksida. Najčešće se dobiva procesom elektrolize vode u kojem se voda razlaže na kisik i vodik uz pomoć električne energije iz obnovljivih izvora poput solarnih panela ili vjetroturbina.
Za razliku od drugih načina proizvodnje vodika, koji koriste fosilna goriva i pri tome ispuštaju štetne plinove u atmosferu, zeleni vodik ne onečišćuje okoliš i smatra se ključnim za prijelaz na održive izvore energije.
Upotrebljava se u industriji, prometu i energetici kao čisto gorivo ili sirovina, pomažući u smanjenju ovisnosti o ugljenu, nafti i plinu te doprinoseći borbi protiv klimatskih promjena.
Sam proces dobivanja zelenog vodika još uvijek je skup i spor a znanstvenici s Fakulteta kemijskog inženjerstva i tehnologije u Zagrebu, predvođeni dr.sc. Srečkom Hercegom osmislili su inovaciju koja bi mogla biti od velikog značaja za rješenje ovog problema. Za Financije.hr, dr.sc Herceg pojašnjava sve detalje ove inovacije.
Kao znanstvenik, možete li nam prije svega pojasniti što je zeleni vodik i koje su njegove prednosti i nedostaci?
Kada govorimo o bojama vodika, prije svega mislimo na način njegovog dobivanja. Vodik se tradicionalno u velikim količinama može dobiti procesom reformiranja vodenom parom iz prirodnog plina. Za takav vodik kažemo da je on „sivi“ zato što je dobiven iz ugljikovodika, a i u procesu njegove proizvodnje kao izvor energije koriste se najčešće fosilna goriva. Zeleni vodik najčešće se dobiva elektrolizom vode, a kao izvor energije koristi se električna energija dobivena iz obnovljivih izvora. Takav vodik nema doticaj s fosilnim gorivima pa ne ostavlja tzv. ugljični otisak, što ide u prilog očuvanju okoliša. To je definitivno prednost. Glavni nedostatak su skupa i nedovoljno optimizirana tehnološka rješenja.
Možete li nam ukratko predstaviti projekt „Low-cost green hydrogen production“ – koji su glavni ciljevi?
Na Fakultetu kemijskog inženjerstva i tehnologije trenutačno je u tijeku više projekata vezanih za obnovljive izvore i pohranu energije. Projekt „Low-cost green hydrogen production“ ili Niskocjenovna proizvodnja zelenog vodika financiran je od strane EU. Za nevelik novac, da se tako izrazim, uspjeli smo kombinacijom elektrolize temeljene na anionsko-propusnoj membrani, tehnologiji koja je još u razvoju, i određenim pulsnim tehnikama vezanim za struju i napon, poboljšati učinkovitost sustava proizvodnje vodika temeljene na ovoj tehnologiji. Prvi rezultati su zadovoljavajući, no još nam predstoje određena ispitivanja koja će nam omogućiti uvećanje sustava što je krajnji cilj.
Na koji način projekt pristupa smanjenju troškova proizvodnje zelenog vodika?
Elektroliza temeljena na anionsko-propusnoj membrani u suštini koristi jeftinije ključne materijale za izradu pojedinih komponenti postrojenja. Elektrolizatori upotrebljavaju materijale na bazi nikla i željeza, za razliku od razvijenijih, ali i skupljih tehnologija, poput elektrolize bazirane na protonsko propusnoj membrani, gdje se koristi primjerice puno skuplja platina. Uz savladavanje određenih tehnoloških izazova, cilj je proizvoditi veće količine vodika po povoljnijim cijenama.
Koje su najveće tehničke prepreke koje treba prevladati kako bi proizvodnja zelenog vodika u Hrvatskoj postala konkurentna?
Ima ih nekoliko. Projekti koji imaju za cilj proizvodnju, skladištenje i distribuciju vodika još su uvijek nedovoljno financirani pa stoga, kao osnovno, postoji i manjak istraživanja. Uz to, postoji nedostatak tehničke regulative i kvalificiranih sudionika (znanstvenika, projektanata i proizvođača opreme) za izgradnju infrastrukture u cijelom lancu, od proizvodnje do distribucije.
Kako vidite ulogu zelenog vodika u europskoj i hrvatskoj energetskoj tranziciji? Može li to biti rješenje i za industrijske procese koji se teško dekarboniziraju?
Zeleni vodik je potreban. Nezaobilazan je kod prelaska na obnovljive izvore energije. Međutim, nije ga moguće uvesti „preko noći“. Fosilna goriva će još dugo imati primat i to je logično. Nekoliko faktora treba „izbalansirati“: trenutnu veliku dostupnost i relativno niske cijene fosilnih goriva s jedne strane, i s druge strane trenutnu slabu dostupnost i visoke cijene zelenog vodika. Potrebno je izvjesno prijelazno razdoblje gdje će zeleni vodik egzistirati zajedno s fosilnim gorivima, biti cjenovno konkurentan, a tek onda početi preuzimati tzv. primat. Govorimo o razdoblju od minimalno desetak godina od sada.
Postoje li konkretni planovi za prijenos tehnologije u industrijsku primjenu nakon završetka projekta?
Kada završimo s posljednjim ispitivanjima na ovoj razini tada slijedi uvećanje procesa i provođenje ispitivanja na većem mjerilu. U potrazi smo za novčanim sredstvima za daljnja istraživanja te tražimo potencijalne partnere.
Rekli ste i kako ste osmislili inovativan dio, koji je od izuzetnog značaja za pojeftinjenje procesa proizvodnje zelenog vodika. Možete li nam reći nešto više o tom?
Vezano za pulsnu tehniku koju sam prethodno naveo, sami smo osmislili elektronički sklop koji nam daje iznos napona i struje u točno određenim, veoma malim intervalima pogodnim za reakciju razdvajanja vode na vodik i kisik, a da pritom dobivamo veći stupanj iskorištenja samog procesa.
Pročitajte još:
Gdje vidite prostor za dodatnu suradnju – bilo s industrijom, drugim istraživačkim institucijama ili državnim tijelima?
Prostor za suradnju vidimo u nekoliko izvrsnih istraživačkih grupa u Hrvatskoj, ali i u bližem susjedstvu. Kao istraživačka grupa otvoreni smo za suradnju s industrijom i na tom polju imamo mnogobrojna iskustva u posljednjih nekoliko godina. Smatramo da je prijenos znanja i tehnologija iz istraživačkih laboratorija na industrijsku razinu vrlo važan tako da i ovdje računamo s tim.
Koji vas je aspekt ovog projekta najviše privukao kao znanstvenika?
Ovo je bio multidisciplinarni projekt koji je uključivao više struka: kemijsko inženjerstvo, strojarstvo i elektrotehniku. Kao inženjera projektanta privuklo me osmišljavanje mini-postrojenja i njegovo projektiranje, a kao znanstvenika mogućnost dokazivanja veće efikasnosti procesa elektrolize s anionsko propusnom membranom u odnosu na konkurentska rješenja.
