Slobodan Momčilović: Energetska budućnost Evrope

XXI vek donosi ogromne promene u društvu, politici, ekonomiji, bezbednosti. Evropska Unija, kao asocijacija država, želi da dugoročno održi svoju ekonomsku konkurentnost, i stoga veoma vodi ra-čuna o svim izazovima savremenog sveta. Poučena iskustvom Japana, koji je zbog preterane zavis-nosti od uvoza fosilnih goriva, izgubio poziciju najprosperitetnije ekonomije na svet, EU već jako dugo vodi jasno definisanu energetsku politiku sa ciljem, da preuzme vodeće mesto u svetskoj ekonomiji po
konkurentnosti, ali i da da doprinos da se naša matična planeta spase efekta staklene bašte.

Energetska strategija EU, se zasniva na nekoliko upornih tačaka, sa sledećim ciljevima:

–         Smanjenje emisije gasova sa efektom staklene bašte – green house gases na niži nivo od Kjoto kvota,

–         Smanjena zavisnost EU, od korišćenja i uvoza fosilnih goriva,

–         Povećanje konkurentnosti privrede EU, koja će biti zaštićena od novih naftnih šokova,

–         Lidersko mesto u tehnologijama za gorivo budućnosti,

–         Preobražaj društvo, od društva zasnovanog na korišćenju fosilnih goriva, prema društvu budućnosti oslonjenom
na gorivo budućnosti.
EU je dakle pošla od premise da se mora osloboditi od zavisnosti od uvoza nafte i prirodnog gasa, jer današnja kruza u EU uslovljena je visokim nivom cena energenata, a sledstveno tome i visokih cena de facto svih strateških proizvoda. Cena nafte  koja je u jednom momentu 2008. preskočila nivo od USD 150 za barel, što je nekih 1,100 USD za tonu, uslovila je nekonkurentnost mnogih država EU i znamo da su neke od njih bankrotirale, koristile ogromnu pomoć MMF i stabilizacionih fondova i da je i danas teško videti realan put izlaska iz krize.

EU se opredelila za energetsku revoluciju odozgo, ne želeći da čeka, da njena konkurentnost i dalje trpi od problema na svetskom tržištu nafte. Nafte možda ima mnogo više, nego šo su nas plašili 1980-tih, ali problem nije u raspoloživosti nafte, već u nedovoljnim transportnim kapacitetima, koji trebaju naftu da isporuče do kupaca. Ekonomije Bricks-a koje osim što imaju relativno visoke stope rasta BDP one imaju i ogromnu potrebu za energijom, a medju njima samo Rusija i od nedavno Brazil,
nisu vo-deći uvoznici nafte u svetu uz SAD.

Realan deficit u ponudi nafte, predstavlja i način da pojedine zemlje, postavljaju hegemonističke ci-ljeve svoje spoljne politike, što EU ne odgovara, pa predvođeni Nemačkom pokreću novi investicioni ciklus u razvoj novih izvora energije. Glavna pažnja se posvećuje obnovljivim izvorima energije, i shodno tome postavljaju se visoki ciljevi u proizvodnji električne energije iz ovih
izvora. Nemačka vla- da je u svojoj studiji “Development Strategy Renewable Energies“ iz 2007. predvidela rast proizvod-nje električne energije iz obnovljivih izvora za 59%, sa osloncem na investicije u vetroparkove, i ona bi

2020. trebala da iznosi 90 TWh.

Naravno, da i sve ostale zemlje EU čine napore, da do 2020. proizvodnja električne energije iz obnov-ljivih izvora treba da dostigne 20% ukupne proizvodnje, uz ambiciozne mere da se smanje emisije CO₂ po vozilu na svakih 100 pređenih kilometara. Medjutim, sve mere EU ne bi mogle da daju očekivane rezultate, ako EU ne bi bila u stanju da napravi istoriski iskorak, jer nedostaje univerzalni energy cari-er. Nafta i naftni derivati su zapravo energy cariers, one energije koja se kumulirala u utrobi zemlje.

EU je izabrala gorivo budućnosti – Vodonik, H₂, Hydrogen.

Izabrana je budućnost u kojoj će vodonik postepeno zamenjivati fosilna goriva, i to kako u proizvod-nji električne energije, tako još i više u ulozi goriva namenjenog motornim vozilima, vozovima, bro-dovima, dakle svih transportnim sredstvima, koja za pogon koriste fosilna goriva. Zašto je EU izabrala vodonik? Prosto vodonik je jedini element koji ispunjava sledeće uslove:

–         Široko dostupan u ogromnim količinama,

–         Poznate tehnologije za proizvodnju,

–          Nulta emisija GHG,

–         Visoka efikasnost, vodonik kao gorivo proizvodi energiju u gorivnim ćelijama, fuel cells /FC/

–         Lako skladištenje goriva,

–         Jednostavna manipulacija i laka dostupnost na tržištu,

–         Prihvatljiva cena goriva i motora – /FC/

Energetsku revoluciju, prati nova tehnološka revolucija, izborom vodonika kao goriva budućnosti ot-varaju se sasvim nove industriske grane, pre svega proizvodnja /FC/, opreme za dobijanje i skladište-nje vodonika, opreme za distribuciju vodonika i naravno nova znanja neophodna za bezbedno koriš-ćenje gasa, čiji je nadimak praskavi gas, a čiji izotop deuterijum, je osnovno gorivo za hidrogensko oružije.

Kako se vodonik transformiše u energiju

Korišćenje vodonika kao goriva nije velika novost i poznato je da se gorivne ćelije i vodonik koriste u svemirskim programima, jer su izuzetno jednostavne za upotrebu, a vodonik je veoma izdašan izvor energije.
Slično tehnologiji motora sa unutrašnjim sagorevanjem, osnovu čini dakle motor, u ovom slučaju to je hemiski motor gorivna ćelija. Put proizvodnje energije je jako jednostavan:

 

1. Tečni vodonik iz rezervoara se ubacuje u /FC/,
2. U rezervoaru reaguje sa oksidantom, kiseonikom 2H₂+O₂=2H₂O + energija
3. /FC/ je gotovo dva puta efikasnija od dizel motora, pa je potrošnja goriva manja,
4. /FC/ osim električne energije koja pokreće vozilo, ili se koristi za isporuku elektromreži proizvodi i znatnu količinu
   toplotne energije,
5. /FC/ je bešumna, a jedini proizvod oksidacije je pijaća voda,
6. /FC/ za razliku od motora sa unutrašnjim sagorevanjem nema pokretnih delova, pa je održavanje, srazmerno tome jeftinije.

Dakle, potpuno isti proces, kao kada benzin, ili dizel sagorevamo u motorima sa unutrašnjim sago-revanjem, s tim da osim što dobijamo veći koeficijent korisnog dejstva, nemamo probleme sa zaga-đenjem, jer jedini nuzproizvod je obična voda.

Da li je ovo SF, ili zaista funkcioniše

Razvoj energetskog koncepta zasnovanog na /FC/ i vodoniku, je još u fazi tržišnog i tehnološkog testiranja, cilj je da se snize svi troškovi za upotrebu vodonika, sa akcentom za pronalaženje najefektiv-nijeg načina skladištenja vodonika, ali i najracionalnijeg nacina dobijanja vodonika. Danas je upotreba vodonika i /FC/ sve raširenija, ali EU planira da od 2020. godine vodonik počne da se upotrebljava na tržištu i da se bori za tržišnu poziciju.

Danas se vodonik, kao gorivo koristi:

–         Za pokretanje autobusa, evropski projekat CUTE, autobusi za prevoz sportista na zimskoj olimpijadi u Vankuveru,  flota autobusa u javnom prevozu Londona videti www.tfl.gov.uk

–         Za pokretanje automobila, prvi seriski automobil sa /FC/ je Honda Clarity,

–         Za snabdevanje baznih stanica mobilne telefonije,

–         Za buck-up postrojenja namenjena data centrima, bolnicama i svim ustanovama kojima je neophodno stabilno neprekidno snabdevanje strujom,

–         Za pokretanje viljškara na elektropogon

–         Snabdevanje električnom i toplotnom energijom izdvojenim objekata i naselja, i sl.

Dakle vodonik se može koristiti, ili za proizvodnju električne energije u stacionarnim sistemima, /FC/ velike snage, kada radi isključivo kao buck-up, bilo da se radi o klasičnom postrojenju fuel cell power plant.

Evo nekoliko podataka iz studije E/uropean/H/ydrogen/A/sosation/: hydrogen and fuel cell as strong partner of renewable energy system:

–         Dizel hibridno vozilo troši okvirno 4 l/100km,

–         Hibridno vozilo sa benzinskim motorom oko 5 l/100km, benzina,

–         Fuel cell hibridno vozilo troši 2 l benzina /ekvivalent/ na 100km.

Podaci dobijeni od: CONCAWE, European Council for Automotive R&D (EUCAR), European Com-mission Directorate General, Joint Research Center (JRC): Well-to-Wheels Analysis of Future Auto-motive Fuels and Powertrains in the European Context;
Well-to-Wheels Report, March 2007;

http://ies.jrc.ec.europa.eu/WTW.

EU, je izborom vodonika za gorivo budućnosti, opredelila za izgradnju energetskog sistema zasnova-nog na korišćenju obnovljivih izvora energije sa nultom emisijom GHG, vetroenergija i solarna ener-gija, za proizvodnju vodonika, te korišćenja
vodonika kao goriva u elektranama i za pokretanje mo-tornih vozila.

U EU je aktuelan projekat:  the Clean Hydrogen In European Cities, koji ima esencijalni značaj za punu komercijalizaciju autobusa sa pogonm na vodonik, za potrebe gradskog transporta u EU. Ovde treba dodati i činjenicu da su mnoge zemlje počele da grade i stanice za snabdevanje m/v vodonikom, sa ciljem lake dostupnosti vodonika i sa ciljem da što veći broj ljudi budu rani prihvatioci nabavke auto-mobila na vodonik. Najpoznatiji korisnik vozila na vodonik je norveški kralj.

Elektro automobil vs /FC/ hibridni automobil na vodonik

Ovde se postavlja pitanje, postoji li uopšte ikakva dilema. Za protivnike korišćenja koncepta /FC/ i vodonik, naravno da postoji i oni će vas ubeđivati o neefikasnosti korišćenja vodonika, kao goriva, jer to ruši sistem ekonomske moći građen više od 1 veka, i pozicije ekonomskih i političkih sila i supersila u svetu. Najčešće ćete naići na sledeće objašnjenje:

Korišćenje obnovljivih izvora energije za procese elektrolize radi proizvodnje vodonika, zatim skladiš-tenje vodonika pod visokim pritiskom, njegova distribucija do vozila koja koriste vodonik, i zatim oksi-daciaj vodonika u /FC/ te proizvodnja
električne energije, koja pokreće elektromotor i /FC/ hibridnom automobilu. Efikasnost ovog koncepta je oko 40%.

Nasuprot plug-in elektro automobila, koji se samo napuni poput mobilnog telefona, i onda se električna energija iz akumulatora koristi za pokretanje elektromotora u elektroautomobilu. Navodi se da je efikasnost elektroautomobila je oko 83%.

Sada dolazimo da lekcije broj 1 o efikasnosti elektroautomobila. Da efikasnost je tačna pod samo jed-nim uslovom, a to je da imate sopstveni vetrogenerator u dvorištu, koji proizvodi električnu energiju, za punjenje vašeg plug-in automobila, sa druge strane sve one stubove koje vidimo na reklamama o ugodnosti koriščenja elektroautomobila, snabdeva gradska elektromreža najčešće električnom energijom dobijenom iz termoelektrana. Poznato je da je /FC/ kao motor mnogo efikasniji i od motora sa unutrašnji sagorevanjem, dizel i benzinski motori, kao i od motora sa spoljašnjim sagorevanjem, par-ne mašine, što su u stvari termoelektrane, ne uzimajući u obzir emisiju GHG. Sa druge strane, proiz-vodnja vodonika često je locirana uz energetske objekte. Ma kraju krajeva ogromni kapaciteti vetro-energije u EU i jesu tu da bi proizvodili energy carier budućnosti vodonik.

Problemi u proizvodnji vodonika

Čest argument protivnika vodonične revolucije, jeste da je proizvodnja vodonika i njegovo skladište-nje dozlaboga skup proces, nije vodonik nije nikakva egzotična materija, imate ga u svakoj bari, ot-padnoj vodi, prirodnom gasu, uglju, gde zapravo hoćete i on se u svetu proizvodi u velikim količinama, jer ima široku primenu u industriji u raznim hemiskim procesima. Naveo bih samo neke:

–         U procesima sagorevanja u proizvodnji stakla, procesima zavarivanja i sečenja metala,

–         U procesima obrade dragog kamenja,

–         U proizvodnji poluprovodnika,

–         U stvaranju redukcionih atmosfera u metalurgiji, procesima rafinacije metala,

–         U hemiskoj industriji, i posebno u procesima desulforizacije i hidrogenizacije.

Primena navedena prema: wikipedia srpska verzija.

Realan problem je samo jedan, trenutni nivo tehnologije u proizvodnji vodonika je dosta visok, za 1 kg vodonika je potrebno 35KWh električne energije, što ga u ovom momentu ne čini konkurentom fosilnim gorivima po ceni, ali su u završnoj fazi tehnologije koje trebaju da obezbede znatno prihvatljiviju cenu vodonika. Ne treba zaboraviti da je /FC/ 1,7 puta efikasnija kao motor od dizel motora.

Zaključak

EU je u izboru goriva budućnosti odlučila da uradi neophodne stvari:

–         Smanji zavisnost od fosilnih goriva i smanji u značajnoj meri emisiju GHG,

–         Stvori potpuno novu granu industrije u kojoj će biti tehnološki lider,

–         Otvoriti novi investicioni ciklus i otvoriti veliki broj radnih mesta,

–         Obezbediti dugoročan izvoz know how-a, kao najskupljeg oblika izvoza,

–         Niži troškovi energenata trebaju da obezbede veću konkurentnost privreda EU.

Srbija će morati poći ovim putem, jer smo konačno izabrali svoj put u budućnost, koji vodi preko Brisela, nažalost nisam primetio da je bilo ko član asocijacija za vodonik, među kojima su najznačaj-nije asocijacije Evropske unije, Nemačke, Kanade i SAD.