Да ли је коришћење водоника као горива најбезболнији начин за постизање угљеничне неутралности

Конференција о климатским променама КОП 26 у Глазгову изазвала је лавину јавних обећања у којима су се земље широм света изјасниле у вези тога када планирају да постигну угљеничну неутралност.

Влада треће економија света, Јапана, је још прошле године, за време кабинета (бившег) премијера Јошихидеа Суге, изнела у јавност обећање да ће тај циљ постићи до 2050. године.

Критике које кажу да давање обећања не кошта ништа док је њихово спровођење скупо, сложено и стога сасвим неизвесно, те да државе широм света зато неће смањити емисију угљен-диоксида у мери која је потребна да се загревање планете обузда у оквиру једног и по степена целзијуса, чине се трезвеним и реалним.

При том често се наглашава да владе, упркос свом дискурсу о повећању улагања у обновљиве изворе енергије или заговарању повратка нуклеарној енергији, у суштини немају конкретне планове како да остваре велике редукције емисије гасова с ефектом стаклене баште.

Јапан, лидер у технологијама везаним за обновљиве изворе енергије

Далекоисточна царевина, међутим, може се похвалити да чини нешто конкретно, јер су њене компаније и институти патентирали највише техничких решења везаних за обновљиве изворе енергије на свету у периоду од 2010. до 2019, њих преко 9.000, што је три хиљаде више од САД, односно, исто колико Немачка, Кина и Јужна Кореја заједно.

После нуклеарне несреће у префектури Фукушима, изазване ударом великог цунамија у марту 2011, Јапан је постепено зауставио рад своја 54 нуклеарна реактора ради серије геолошких истраживања земљишта под њима, испитивања структуре постројења и процедура рада.

Услед тога земља је морала да поново укључи старе, „замрзнуте“ термоцентрале на угаљ и постројења на природни гас, што је драстично подигло њену емисију угљен-диоксида и дубоко пореметило планове донете у време Кјото протокола.

Данас, када ради само девет реактора, јапанска држава уместо ослањања на нуклеарну енергију настоји да умањи своју емисију штетних гасова кроз остваривање тзв. „водоничног друштва“ у којем би тај хемијски елемент, као изузетно чист енергетски извор који се може добити из водене паре, био у широкој примени, нарочито у енергетици и саобраћају.

То је правац донекле другачији од већине других развијених земаља које, поред соларне и енергије ветра, планирају да се посвете електрификацији транспорта, односно, ослоне на електричне моторе, који мада сами по себи јесу еколошки, захтевају значајне емисије гасова ради производње компонената, као што су батерије.

На пример, у престоници Токију и његовој околини од 2018. године наовамо у градски саобраћај се уводе аутобуси са горивном ћелијом. То су машине с електричним мотором које као погонско гориво, односно, извор енергије за напајање тог мотора, користе водоник и из ауспуха избацују водену пару, уместо отровних гасова богатих оловом.

Ти аутобуси типа „сора“ производ су највеће светске ауто компаније „Тојота“, која је и прва у свету на тржиште избацила комерцијални путнички аутомобил с горивном јединицом „мираи“.

„Тојота“ је данас позната по свом инсистирању на развоју чисто водоничног мотора, као још еколошки боље алтернативе електричном мотору.

Међу интересантним јапанским иновацијама у вези водоника који доприносе редукцији емисије угљен-диоксида је изум фирме „Кађима“, која је, у сарадњи с приватном компанијом из области електропривреде „Ћугоку“, произвела бетон који упија и везује угљен-диоксид, те га користи као градивни елемент – замену за цемент.

Даље, крајем 2019. године реномирани произвођач из области тешке машинске индустрије „Кавасаки хеви индастриз“ увео је у употребу први брод на свету намењен транспорту течног водоника. Тај танкер је још једна важна иновација која омогућава лакши пренос великих количина водоника потребних за напајање разних постројења, као што су електране.

Јапанска компанија ЈЕРА, која у земљи управља са 27 термалних електрана, управо ради на томе да у њима природни гас, чијим се коришћењем ослобађа угљен-диоксид, постепено замени водоником за покретање гасних турбина.

Дуг пут ка реализацији „водоничног друштва“

Елиминисање угља, нафте, па и од њих знатно чистијег природног гаса из термоелектрана и индустријске производње, као и бензина из саобраћаја, је управо оно што је потребно за велике редукције емисије штетних гасова, а водоник, као обновљив, чисти извор, нуди опцију која је безбеднија од нуклеарне енергије.

Коришћење водоника као горива, међутим, носи многе техничке изазове. На пример, за добијање водоника из обновљивих извора као што су вода и пара потребна је електрична енергија и до сада је било исплативије водоник убирати управо из проблематичних фосилних горива као што су угаљ и природни гас.

Запаљив је и тежак за складиштење и чување, а потребне су и иновације које би умањиле енергетске губитке који настају у његовој производњи, транспорту и конверзији из гасовитог у течно стање и обрнуто. Као и сваки новоуведени облик енергије, водоник захтева нову инфраструктурну мрежу.

Даље, горивна јединица каква је примењена у „Тојотиним“ возилима је скупа и састоји се од релативно већег броја делова који се брзо троше и захтевају замену. Такође, водоник је тешко компресовати у резервоар аутомобила, због чега је потребно чешће пуњење.

Ипак, Јапан има новца за развој скупих технологија за експлоатацију енергетског потенцијала водоника, технологија које иду ка томе да реше поменуте проблеме.

Међународна агенција за обновљиву енергију (ИРЕНА) процењује да ће трошкови електролизе потребне за добијање водоника бити преполовљени до пете деценије овог века.

Јапанска влада у склопу своје иницијативе за остваривање „водоничног друштва“ планира да стимулише развој технологија које доприносе реализацији циља да до 2050. године трошак за коришћење водоника као горива буде смањен за више од две трећине и изједначен с трошком за коришћење природног течног гаса и бензина.

Такође, када је у питању извор за добијање водоника, Јапан за себе види излаз у свом великом геотермалном потенцијалу – процењује се да та острвска земља има треће на свету резерве геотермалне енергије.

Отуд, остварење „водоничног друштва“ јесте нешто што је вероватно реалнија опција у тој земљи него другде.

Међутим, док се не изнађу начини за ефикасну експлоатацију геотермалне енергије за производњу водоника, за добијање тог елемента јапанске компаније ће се делом ослањати на соларну енергију, а делом на набавку из иностранства – увоз водоника произведеног у земљама богатим угљем и природним гасом, попут Аустралије.

У том прелазном периоду, дакле, ваздух ће бити чистији а емисија угљен-диоксида мања у самом Јапану, али не и у земљама које експлоатишу фосилна горива потребна за добијање водоника.