Új út az energiatermelésben – hidrogént előállító foiler vitorlások fejlesztése

Szórakozásnak látszik, de mindenkit érintő megoldásra is vezethet

A szárnyaló foiler vitorlásokat nézve nyilván a legtöbben csak a vitorlás sport szórakoztató oldalát látják. Ám a hajók fejlesztése mindig óriási előrelépésekre adott lehetőséget az emberiségnek. Olyan hajós újítások változtatták meg a világunkat, amelyeket a maguk korában érdektelennek minősített a szárazföldhöz ragadt elmék többsége.

Ugyan mi sülhet ki abból, ha vitorlás versenyzők egyre gyorsabban akarnak haladni a vízen és a hajóik már alig érnek a vízbe? Mi haszna ennek valójában?

Íme egy lehetőség!

Ma könnyen kábítanak minket a megújuló energiákkal, de…

Miközben az mindenkinek világos, hogy az emberiségnek az energiatermelést környezetkímélő és megújuló energiaforrások irányába kell módosítania, az kevésbé elfogadott manapság, hogy ezek megtalálása és gazdaságosan felhasználhatóvá fejlesztése lassú folyamat.

Ma látszólag rohanva térünk át a környezetbarát energiatermelésre, mert ezt igyekeznek elhitetni velünk. A politikusok és az újságírók divatos szlogeneket teremtve, felkapva és sulykolva gyakran egyoldalúan mutatják be az új irányba mutató fejlesztéseket. Például valójában jelenleg még a tisztán elektromos autók sem környezetkímélőbbek robbanómotoros társaiknál, ha nem csak lokálisan vizsgáljuk az adott eszköz károsanyag-kibocsátását, hanem komplexen a „zöld energiát” előállító létesítményekkel együtt, hozzácsapva az energiatárolás, szállítás, általában az energiahálózat olykor szőnyeg alá söpört problémáival.

A valós helyzet kicsit olyan, mint a „nagyon tiszta” német energiagazdaság, ahol már felszámolták a szennyező vagy szerintük környezetkárosító erőműveket, viszont nagy arányban importálnak elektromos áramot a vadul dohogó lengyel szénerőművektől és a francia atomerőművekből…

Sok szakember szerint jelenleg a hidrogén a hiányzó láncszem a megújulókon alapuló üzembiztos energiaellátásra való áttéréshez. Ám ezen a téren is nagyon komoly nehézségekkel (lásd részletesebben lejjebb!) szembesülnek a fejlesztési elképzelések.

Hát forduljatok a vitorlázókhoz!

Egy új irányba kísérletező brit startup, a Drift Energy állítólag jelentős áttörést ért el, miután új szárnyas (foiler) vitorlás katamaránjával sikeresen termelt tárolható hidrogént. A cég szerint ez az első olyan hajó a világon, amely „zöld” hidrogéngázt képes előállítani a tengeren. Hidrogént még soha nem készítettek tengerjáró hajón ilyen módon.

Az úttörő „energiajacht” tengeri próbáira az essexi Brightlingsea partjainál került sor július elején.

A hajó úgy működik, hogy felgyorsulva a víz alatt egy propellert pörget, amely egy turbinát hajt meg és villamos energiát termel. Ezt aztán ott a hajón a víz hidrogénre és oxigénre történő felosztására használják fel. A 18 lábas katamarán akár 25 csomós sebességet is elérhet, és a hidrogén előállítás egyetlen mellékterméke a kiengedett tiszta oxigén. Kétórás próbaüzem során a kis katamarán egy hatliteres tárolótartályt töltött meg tiszta, zöld hidrogénnel, ám az áramtermelése alapján kiszámítható, hogy, ha a tartály nagyobb lett volna, 60 liter hidrogént tudott volna előállítani. Az kb. 10-20 mobiltelefon feltöltésére elegendő energia lenne. Ez nyilván nagyon kevés energia, de a foiler az eljárás működőképességének vizsgálatát szolgálja.

Ben Medland, a Drift Energy alapítója és vezetője így nyilatkozott: „Ez igazi áttörés egy új megújuló energiaosztály létrehozásában – amely egyszerre mobil, méretezhető és stabil. Nagyon örülünk, hogy a világ első szárnyashajóval termelt zöld hidrogénjét állítottuk elő a Brightlingsea partjainál.”

„Számítógépes modellezésből tudtuk, hogy koncepciónkban óriási lehetőségek rejlenek, mivel lényegében bevált technológiák mozaikja. Ezek az első tengeri kísérletek bizonyítják, hogy energiajachtjaink majd a való világban is működnek.”

A cég azt állítja, hogy egy éven belül szeretné megismételni a folyamatot egy legfeljebb 130 láb hosszú vitorlással, amely óránként 250 000 liter vagy több hidrogén előállítására lenne képes.

Medland hozzáteszi: „Elképzeléseink szerint a hajóink majd lehetővé teszik számunkra, hogy az úgynevezett Goldilocks szélzónákban – ahol éppen megfelelő a szél – termeljünk energiát a világ óceánjain, majd eljuttassuk oda, ahol szükség van rá. Nagyon izgalmas.”

„Nagyon büszke vagyok arra, amit elértünk. A Driftet mindössze egy éve alapítottuk, és az elmúlt három hónapban szereztük be és szereltük fel ezt a kis kísérleti katamaránt. A lényeg az, hogy sikeresen létrehoztuk az első foiler, hidrogéngyártó vitorlást.”

A Drift Energy azt állítja, hogy képes lesz optimális időjárási körülményeket találni a tengeren lévő hajók irányításához. A cég szerint az ehhez alkalmazandó Faculty nevű mesterséges intelligencia által készített útválasztó algoritmus kritikus fontosságú a Drift működése és a zöld hidrogén termelése és szállítása szempontjából.

A szürke, kék és zöld hidrogén

Sok szakember szerint a hidrogén lehet a hiányzó láncszem a megújulókon alapuló üzembiztos energiaellátásra való áttéréshez. Azonban jelenleg a legnagyobb probléma bármelyik fajta ipari hidrogén előállításához a rendkívül magas energiaigény!

Az ipari hidrogén előállítása jellemzően fosszilis alapú. Földgázból és vízgőzből, úgynevezett gőzreformálással, szintézisgáz gyártással állítják elő. Ezt nevezik  szürke hidrogénnek.

Újabb módszer, hogy a szintézisgáz gyártása során létrejövő szén-monoxidot és szén-dioxidot megkötik, és felhasználják vegyipari vagy műanyagipari alapanyagként. Ennek általános elterjedését korlátozza, hogy ma még meglehetősen költséges a szintézisgázból és az erőművi léptékű füstgázból kivonni a CO2-t. Ezt nevezik kék hidrogénnek.

Lehetséges azonban elektrolízis útján, vízbontással is hidrogént előállítani, ez pedig a zöld hidrogén. Ehhez azonban meglehetősen nagy energiabefektetés szükséges. Nagyjából 5 kW energia szükséges egy köbméter hidrogén előállításához. Mindemellett a hidrogén szobahőmérsékleten és normál nyomáson nagyon nagy helyet foglal. Egyetlen kilogramm gáz 12 köbméter hidrogént jelent, ezért elkerülhetetlen annak cseppfolyósítása, amihez azonban megint csak energiára van szükséges.

Ennek megoldására keresi a komplex megoldást a Drift Energy szellemes vitorlás hidrogéntermelő megoldása.

Hatékony, száguldozó hidrogéngyárak a passzátszél zónában?

Jelenleg számításokra alapozva úgy vélik, hogy a Drift energiavitorlásokból álló flottája Penzance-ből indulva majd 72,5 százalékos kihasználtságot tud elérni.

A terhelési tényező az energiatermelő rendszer által termelt villamos energia mennyiségének a teljes potenciáljához viszonyított aránya egy adott időszak alatt. A szélturbinák terhelési tényezője az Egyesült Királyságban 26,5 százalék a szárazföldi szélerőműveknél és 39,9 százalék a tengeri szélerőműveknél.

A következő fejlesztési szakaszban olyan kérdéseket kell megvizsgálni, mint a tengeri dokkok elhelyezése, az energiapotenciálok más óceánokon, például a Csendes-óceánon, valamint az éghajlatváltozás hatása a hidrogéntermelő hajók útvonaltervezésre.

Hidrogéntermelő vitorlás hajók széloptimalizált útvonala az Azori HIgh általában stabil magasnyomású rendszerhez igazodó lehet

A megvalósítás, a valódi, működő, és főleg rendszerbe illeszthető vitorlás-hidrogéntermelés még messze van. Ám ha a terhelési tényező ilyen ígéretes, érdemes lehet dolgozni rajta.

Megavalósítható? Honnan is tudhatnám!
Viszont addig is a fejlesztők iszonyú jókat vitorlázhatnak majd!

Ruji