Inginerii din Coreea de Sud au lansat prima fabrică de hidrogen din lume uşor transportabilă şi scalabilă, de forma unui container

Atunci când vorbim de hidrogen ca sursă de energie alternativă, lucrurile pot arăta bine pe partea de consum al acestuia într-o maşină cu pile de combustibil, care generează electricitate pentru propulsie din el, dar întotdeauna e deosebit de important cum e produs acest hidrogen, or, calea uşoară e de a-l genera din gaz natural, cu emisii de CO2, în timp ce calea cu adevărat curată e de a-l genera doar din electricitate şi apă, cu electricitatea asigurată din surse regenerabile. Iar asemenea instalaţii de producţie a hidrogenului pot lua forma unor construcţii mari, alături de locul de consum sau de sursa de energie, sau forma unor fabrici mai mari, la scară industrială masivă, unde scalarea adaugă eficienţă în proces. Acum, însă, inginerii de la HyAxiom din Coreea de Sud au lansat prima fabrică de hidrogen din lume uşor transportabilă şi scalabilă.

Într-un articol recent despre reducerea drastică a popularităţii hidrogenului în Norvegia, spuneam că în cazul unei instalaţii precum cea construită de Toyota la fabrica Denso, producţia unui kilogram de hidrogen necesită 53 kWh de electricitate şi comparam cât de ineficientă e această cifră dacă ne gândim că un automobil ca Toyota Mirai consumă între 0,8 şi 1,4 kg/100 km. Asta rezultă într-un consum de 3-5 ori mai mare de kWh în raport cu o maşină electrică cu baterii. De asemenea, mai spuneam că unele fabrici de scară mai mare au indicatori mai buni de randament şi reuşesc să consume circa 47 kWh pentru producţia unui kg de hidrogen.

Foto: Instalaţia de hidrogen de la fabrica Denso, construită de Toyota

Mini fabrica despre care vorbim azi, însă, e concepută nu neapărat pentru eficienţă maximă, ci pentru uşurinţa de a fi transportată pe remorca unui camion şi amplasată oriunde există o sursă puternică de energie electrică şi se doreşte producţia de hidrogen. Sud-coreenii văd aplicarea acestui container fie în apropiere de parcuri eoliene sau solare, fie dimpotrivă, în apropiere de centrale termice care ar putea trece la ardere hidrogenului în loc de gaz sau în apropiere de fabrici mari care ar putea utiliza hidrogenul în furnale de înaltă temperatură în loc de gaz. Aceste aplicări sunt foarte logice, de altfel, şi permit fabricilor să modifice mixul energetic de la consumul de gaz şi emisii de CO2 la consumul de electricitate şi arderea de hidrogen cu emisii de zero CO2. E mai scump, de obicei, dar cu o asemenea minifabrică în curtea fabricii, poate fi deja competitiv, întrucât hidrogenul produs nu mai trebuie încărcat în cisterne şi transportat, sau stocat pe o perioadă lungă.

Containerul conţine efectiv un electrolizor, deci o instalaţie concepută pentru a folosi apa şi a face electroliză, generând oxigenul într-o reacţie care consumă electricitate — un proces similar cu cel folosit în prezent cu producţia de oriunde a hidrogenului verde. Parametrii tehnici sunt deosebit de interesanţi, însă.

Astfel, un asemenea container electrolizor are nevoie de o conexiune electrică de 1 MW putere, sau 1.024 kW dacă e să fim mai exacţi. Astfel, acesta va consuma într-o oră de funcţionare 1.024 kWh de electricitate verde şi va produce 17,98 kg de hidrogen. Randamentul lui e mai mic decât cifrele cu care operam anterior în articolele noastre, noua fabrică integrată în container având nevoie de 57,0 kWh de electricitate pentru producţia a 1 kg de hidrogen. Deci, şi mai ineficient decât cei 53 kWh pe care i-a obţinut Toyota sau recordul de 47 kWh în fabricile performante la scară mare.

Într-o zi, o asemenea fabrică poate produce 431,5 kg de hidrogen. Fabrica mai are nevoie de o conductă de apă potabilă, cu un debit de 4,5 litri de apă pe minut, dintre care 1,6 litri/minut e eliberat mai departe şi doar 2,9 litri/minut merg în producţia nemijlocită de hidrogen. Apropo, dacă facem un calcul cât hidrogen se produce într-un minut, din cei 2,9 litri de apă consumaţi, sunt circa 0,3 kg.

Poză simbol

Noua fabrică poate fi scalată, însă, ceea ce înseamnă că pot fi instalate mai multe containere alăturate, fiecare de 1 MW putere de consum, şi astfel se poate mări producţia de hidrogen până la cantităţile dorite. Fabrica poate opera de la -20 grade Celsius până la +40 grade şi e foarte rapidă în timpul necesar pornirii şi opririi, putând funcţiona şi intermitent.

Sud-coreenii spun că noul lor container cu rol de mini-fabrică, disponibil spre vânzare, ar trebui să impulsioneze foarte mult producţia de hidrogen verde la nivel global şi să elimine în multe cazuri şi consumul de energie aferent transportării şi stocării hidrogenului în rezervoare şi staţii mari de alimentare. Practic, cu o asemenea fabrică se poate crea şi o staţie de alimentare pentru maşini, cu un rezervor relativ moderat în volum, unde hidrogenul e stocat în formă gazoasă, iar containerul e conectat la o conductă de apă şi la fire electrice puternice, ca şi o staţie fast charge pentru maşinile electrice cu baterii. Şi un singur asemenea container ar fabrica efectiv hidrogenul pe loc, la staţie, în orice volume e nevoie, de până la 431,5 kg pe zi, ceea ce ar ajunge pentru alimentarea a circa 50-60 de automobile. În mod similar, instalarea unui container la o fabrică unde se consumă gaz natural în cantităţi mari face posibilă producţia hidrogenului pe loc şi arderea lui în procesul de producţie în locul gazului.