CCCP - Elektrogoriva - rješenje za prometni sektor u 100% obnovljivim energetskim sustavima?

Ekspertize: Transport

Elektrogoriva - rješenje za prometni sektor u 100% obnovljivim energetskim sustavima?

Odmicanje od fosilnih goriva uz sve učestalije korištenje intermitentnih obnovljivih izvora energije te biomase, općeprihvaćeni su pravci europske politike u svrhu povećanja sigurnosti opskrbe i smanjena emisija stakleničkih plinova

Foto:

Ridjan I. Integrated electrofuels and renewable energy system. PhD dissertation. Department of Development and Planning, Aalborg University, 2015.

Prometni je sektor jedan od najbitnijih sektora našeg vremena, a održanje mobilnosti ljudi i prijevoz dobara, dio političkog odlučivanja te gospodarskog i društvenog napretka svake zemlje. Međutim, za razliku od ostalih energetskih sektora promet je jedini sektor u kojem nije bilo značajnijeg prodora obnovljivih izvora energije, zbog čega je taj sektor u potpunosti prilagođen tekućim gorivima. Razlog tome je visoki udio naftnih derivata u sektoru, koji su primarni izvor energije više od stoljeća čime smanjenje ovisnosti o nafti i naftnim derivatima predstavlja zastrašujući izazov koji je tek pred nama. Upotreba naftnih derivata je uzrokovala povišene CO2 emisije te je prometni sektor jedini sektor u Europskoj Uniji koji je doživio stalni rast emisija u periodu od 1990. do 2007. godine. Time je prometni sektor postao drugi najveći proizvođač emisija CO2. Poticanje snažne dekarbonizacije prometa vrlo je bitno. Ono bi moglo rezultirati energetskom sigurnošću - važnim ciljem održivog razvoja pri čemu bi se ujedno i zadovoljili postavljeni ciljevi za obnovljivim izvorima energije.

Pitanje je što učiniti s prometnim sektorom čija je transformacija prema sektoru s obnovljivim izvorima energije vrlo kompleksna. Rezultat je to složene strukture prometa, prisutnost raznih vrsta vozila te različitih vrsta prijevoza. Prilično je nerealno očekivati da će ovisnost prema tekućim ugljikovodicima biti znatno smanjena u budućnosti, upravo zato što neke vrste prijevoza poput teretnog, pomorskog i zračnog nisu prikladne za elektrifikaciju. Dakle, nužno je pronaći rješenje za ovaj dio prometnog sektora osobito u 100% obnovljivim sustavima. Biogoriva su promovirana kao očito rješenje za transformaciju prometnog sektora. Međutim, čak i kao nametnuto rješenje, biogoriva ne mogu namiriti potražnju za ugljikovodicima jer potencijal biomase nije dovoljan kako bi se ovaj cilj ostvario. Promatrajući iz dugoročne perspektive, zamjena fosilnih goriva u prometu s biogorivima možda nije najbolje rješenje u sustavima s obnovljivim izvorima energije. Može ih se stoga gledati kao jednu od opcija u prijelaznom razdoblju prema prikladnijem rješenju.

Tekuća goriva korištena danas, složeni su ugljikovodici. Koncept spajanja ugljika s vodikom proizvedenog elektrolizom vode otvara put novim obnovljivim gorivima za promet. Ovo je od posebne važnosti u 100% obnovljivim energetskim sustavima, u kojima je upotreba različitih tehnologija za pretvorbu i skladištenje energije nužna kako bi se omogućila velika integracija intermitentnih izvora u električnu mrežu. Primjena intermitentnih izvora energije, zbog svojih karakteristika zahtjeva dodatne potrebe u pogledu upravljanja i rada sustava, kapaciteta rezervi te pojačanja mreže na potrebnim mjestima. Fleksibilnost tehnologija budućih energetskih sustava bit će presudna za uravnoteženje obnovljivih izvora.

Elektrogoriva omogućuju pohranu električne energije u obliku plinovitih ili tekućih goriva, pretvorbom električne energije elektrolizom vode u vodik koji kasnije reagira s izvorom ugljika. U završnoj fazi procesa, pretvaraju se u željeno gorivo. Elektrogoriva također otvaraju vrata prema skladištenju goriva na kojem su izgrađeni današnji energetski sustavi. Korištenjem elektrolize, fosilna goriva supstituiraju se na drugačiji način, preusmjeravanjem viška proizvedene struje iz obnovljivih izvora u goriva za prometni sektor. Elektrogoriva ne samo da predstavljaju rješenje za promet već pružaju fleksibilnost u smislu regulacije energetskog sustava.

Izvor ugljika za stvaranje ugljikovodika mogu biti emisije CO2 koje predstavljaju dugoročno rješenje koje može ponuditi potpuno uklanjanje biomase iz sektora ili hidrogenizacija biomase, koja se prethodno rasplinjava reagirajući s vodikom proizvedenim iz elektrolize vode. Dvije vrste elektrogoriva se upravo razlikuju u izvoru ugljika: bio-elektrogoriva te CO2 elektrogoriva. Plinske mješavine nastale miješanjem ovih izvora ugljika s vodikom mogu se katalizirati u različita elektrogoriva. Emisije CO2 mogu nastati izdvajanjem i recikliranjem ugljikovog dioksida iz energetskih ili industrijskih postrojenja ili u budućnosti, recikliranjem emisija iz zraka. Recikliranje emisija iz zraka omogućit će i hvatanje akumuliranih atmosferskih emisija ugljičnog dioksida.

Štetni učinci emisija stakleničkih plinova na globalno zatopljenje su glavni izazov kako danas tako i u budućnosti. Mogućnost pretvaranja emisija ugljičnog dioksida u goriva je vrlo važna jer nudi rješenje za smanjenje štetnih emisija, ali i pruža sigurnost opskrbe goriva za prometni sektor. CO2-elektrogoriva nisu izravno vezana za resurse biomase, dakle teoretski bi mogla zadovoljiti potražnju za gorivom u prometu. No, u budućnosti gdje će sustavi biti u potpunosti bazirani na obnovljivim izvorima energije postoji mogućnost za manjkom CO2 emisija. Sigurnost opskrbe je globalni problem, pa je uspostavljanje stabilnosti važan dio Europske politike.

Elektrogoriva - rješenja za više problema

Elektrogoriva su bazirana na biomasi i CO2 emisijama čiji su resursi ravnomjernije raspoređeni na svijetu od naftnih resursa. Cilj ovih goriva je, dakle, omogućiti integraciju među sektorima, integraciju intermitentnih izvora energije te smanjenje korištenja biomase za proizvodnju goriva ili u nekim slučajevima čak i eliminaciju biomase iz prometnog sektora. Korištenje elektrogoriva moglo bi biti rješenje ne samo za smanjenje emisija CO2 već i za pružanje geografske neovisnosti i rješavanje problema opskrbe konvencionalnih goriva i biogoriva.

Dva postrojenja - prilika za dobar početak
Ridjan I. Integrated electrofuels and renewable energy system. PhD dissertation. Department of Development and Planning, Aalborg University, 2015.

Danas, postoje dva postrojenja za proizvodnju elektrogoriva jedno na Islandu te jedno u Njemačkoj. Postrojenje “Georg Olah” proizvodi elektrogoriva iz električne energije, ali i iz emisija ugljičnog dioksida geotermalnog izvora uz pomoć alkalijskih elektrolizatora. Proizvedeno gorivo je metanol koji se koristi u prometu kao aditiv konvencionalnim gorivima. Postrojenje u Dresdenu koristi obnovljive izvore energije za elektrolizu vode. Pritom se proizvedeni vodik miješa s ugljičnim dioksidom i pretvara pomoću Fischer-Tropsch sinteze u dugolančani ugljikovodik tzv. plavu sirovinu. Ona se može dalje rafinirati u dizel ili benzin. Europska Unija stoga treba iskoristiti ovu priliku razvoja tehnologije unutar svojih granica potencirajući nove projekte i afirmirajući se kao važan igrač u uspostavi sigurnosti opskrbe i novih obnovljivih goriva.

Za komentiranje trebate biti prijavljeni. Prijavite se ili se registrirajte kao novi član.

Molimo Vas da ne šaljete neprimjerene komentare.

Ovaj tekst još nije komentiran. Budi prvi.