Energetikos revoliucija ne už kalnų: ar naftai atėjo galas?

Pasauliui vis daugiau dėmesio skiriant globaliniam atšilimui ir kitoms aplinkosaugos problemoms, imamasi vis daugiau pastangų kurti švaresnį ir išmanesnį rytojų. Pasirodo, kad vien tik atsinaujinančių išteklių ir efektyvumo gali neužtekti klimato kaitai mažinti, dėl to baterijos ir vandenilis – tai dvi reikšmingos ateities technologijos, gebančios paversti cheminę energiją į elektrą ir atvirkščiai. Abi turi didelį potencialą revoliucionuoti energetikos pramonę, tačiau kuri iš jų yra efektyvesnė ir kuo jos skiriasi? Ir kuri technologija visgi pakeis tradicinį kurą?

Energetikos ateitis

Elektros generavimui taikant naujus būdus ir ją naudojant tokiose srityse kaip mobilumas, baterijų ir baterijų naujovių paklausa kasmet sparčiai auga. Prognozuojama, kad iki 2050 metų, net iki 50 % elektros bus generuojama iš atsinaujinančių energijos šaltinių, o baterijų vaidmuo yra ypatingai svarbus energijos kaupimui. Didžiausias baterijų pranašumas platesniam jų naudojimui ateityje – itin pažengusios technologijos ir prieinama kaina.

Vandeniliui taip pat teks reikšmingas vaidmuo siekiant išgauti švarią, saugią ir nebrangią energiją. Jis pasižymi dideliu energijos tankiu, yra lengvas, jį galima laikyti saugykloje ir svarbiausia – jis tiesiogiai neišskiria teršalų ar šiltnamio dujų. Nors vandenilis gali lemiamai prisidėti prie švarios energijos gaminimo, jis yra beveik nenaudojamas transporto, statybos ar energijos gamybos sektoriuose. Plačiam vandenilio naudojimui dar reikia šiek tiek daugiau laiko, tačiau tai sudaro daug galimybių jo potencialo išnaudojimui ateityje.

Baterijos ir vandenilis transporto pramonėje

Šiuo metu viena svarbiausių technologijų spartinančių transporto elektrifikaciją yra ličio jonų baterijos. Per pastaruosius kelis metus jų gamybos mastas ženkliai išaugo visame pasaulyje. 2019 metais buvo sunaudota 100 GWh baterijų 2,1 milijonų tais metais parduotų elektromobilių, tuo tarpu šiais metais mes galime pagaminti jau net apie 320 GWh baterijų.

Jų kainoms sparčiai krentant dėl didesnių gamybos mastų ir augančių investicijų į technologijas, baterijos tampa efektyviu energijos šaltiniu mobilumui ir prisideda prie greitesnio automobilių su vidaus degimo varikliais atsisakymo. Daugelio šalių, tokių kaip Norvegija, vyriausybės net priėmė įstatymus, skatinančius elektromobilių naudojimą, taip dar paspartindamos baterijų kainų kritimą.

Tuo tarpu, vandenilis nėra toks efektyvus transporto pramonėje kaip baterijos. Nors jį galima pumpuoti kaip dujinį kurą ir greitai pripildyti bakus, tam, kad vandenilis būtų paverstas elektra, reikia naudoti kuro elementus. Šiuo metu geriausių elektrolizatorių efektyvumas siekia 90 %, o kuro elementai, naudojami elektros energijai iš vandenilio gaminti dar nėra labai efektyvūs ir siekia tik 40-50 %. Tai reiškia, kad produktyviai vandeniliu paverstos energijos galima panaudoti mažiau nei pusę, palyginti su 90 % baterijų efektyvumu.

Rezultatai būtų dar blogesni vandenilį naudojant vidaus degimo variklyje, pavyzdžiui, automobilyje – tik apie 30 % energijos būtų panaudota judėjimui. Vis dėlto manoma, kad dėl didelio baterijų svorio vandenilis galėtų būti pranašesnis ilgųjų reisų ir sunkiojo transporto industrijoje bei galėtų būti naudojamas kaip pakaitinis kuras vandens transporte.

Platesnis panaudojimas

Baterijos taip pat atliks svarbų vaidmenį pasauliui pamažu pereinant prie atsinaujinančios energijos šaltinių. Jos gali būti naudojamos namuose, gamyklose ir energetinėse sistemose. Anot BloombergNEF, iki 2050 metų vėjas ir saulė tieks apie pusę viso pasaulio elektros. Kadangi negalime kontroliuoti tokios elektros gaminimo aplinkybių, energijos kaupimas bus ypatingai svarbus sklandžiam ir efektyviam išteklių naudojimui.

Mums vis labiau tampant priklausomiems nuo atsinaujinančių energijos šaltinių, baterijoms atsiras daugiau galimybių prisidėti prie energetikos pramonės. Pavyzdžiui, saulės ar vėjo jėgainės gali tiekti papildomą energiją dideliems baterijų blokams, kai jų poreikis yra mažas. Tuo tarpu, piko metu, kai jėgainės negali patenkinti didelio poreikio, energija gali būti tiekiama iš atsargų baterijose. Nors ličio jonų baterijos yra ribotos kaupiamos energijos kiekio prasme, tai, kad jos gali būti naudojamos moduliniu būdu, suteikia joms potencialo tapti viena sparčiausiai augančių technologijų.

Vandenilis turi kitokį pranašumą – jį galima panaudoti tose srityse, kur neišeina lengvai pritaikyti kitų energijos kaupimo technologijų. Elektrolizatoriai gali naudoti mažai anglies dioksido išskiriančią energiją, tinkančią energijos kaupimui ar net transportavimui į kitą vietą. Todėl švarus vandenilis ir iš jo pagamintas kuras gali sumažinti teršalų kiekį, kur jų išmetimą itin sunku kontroliuoti, kaip aviacijoje, vandens transporte bei geležies, plieno ir chemijos pramonėse.

Vandenilis taip pat turi didelį potencialą pasitarnauti energijos kaupimui elektros tinkluose. Kai perteklinės energijos saugojimui naudojamos baterijos, kaupiamos energijos kiekio padvigubinimas reiškia dvigubas išlaidas, nes reikia visos eilės naujų baterijų. Tuo tarpu naudojant vandenilį, kaupiamos energijos kiekio padvigubinimui reikia tik dar vienos cisternos, bet ne naujo elektrolizatoriaus. Tačiau vandenilio trūkumas yra tas, kad elektrolizatorių gamyba ir jos mastas vis dar yra pakankamai ankstyvojoje stadijoje. Prieš vyriausybėms priimant sprendimą remti elektrolizatorių gamybą, reikia žinoti, ar švaraus vandenilio poreikis augs ateityje ir ar jis pakankamai saugus bei efektyvus, kad būtų naudojamas transporto, pramonės ir statybų sektoriuose, taigi tam dar tikrai prireiks laiko.

Baterijos ir vandenilis jau kelis metus kelia karštas diskusijas energetikos technologijų ir automobilių pramonėse. Nors baterijų sektorius – labiau išvystytas ir šiuo metu yra efektyvesnis, vandenilis taip pat turi didelį potencialą būti plačiai naudojamas ateityje. „Siekiant kurti švaresnę ateitį, energetikos technologijų pramonė turėtų sparčiai vystyti tiek baterijų, tiek elektrolizatorių gamybą, tam, kad maksimaliai išnaudotų abiejų technologijų privalumus. Aptarti šią ir kitas tvariosios energetikos aktualijas rugsėjo 22-23 d. virtualioje erdvėje susijungs įspūdingas skaičius energetikos ir elektrifikuoto transporto sektoriaus lyderių bei inovacijas energetikos bei transporto srityse kuriančių startuolių atstovų. Savo dalyvavimą „Energy Tech Summit“ renginyje jau patvirtino daugiau nei penki šimtai dalyvių, kurių tarpe – tokios energetikos sektoriaus gigantės kaip Japonijos „Tepco“, Italijos „Enel“, Didžiosios Britanijos „British Petroleum“, Olandijos „Shell“, Norvegijos „Equinor“ ir JAV „Chevron“. Renginyje taip pat bus galima padiskutuoti su stambiausių rizikos kapitalo fondų atstovais, įskaitant Bilo Geitso inicijuoto milijardinio fondo „Breakthrough Energy Ventures“ bei „BMW“ rizikos kapitalo fondo „iBMW“ vadovais.“, – teigia Rimas Maliauskas, pasaulinės konferencijos „Energy Tech Summit“ vykdantysis partneris.

Pranešimą paskelbė: Rimas Maliauskas, Futurae Media