Da li je korišćenje vodonika kao goriva najbezbolniji način za postizanje ugljenične neutralnosti

Konferencija o klimatskim promenama KOP 26 u Glazgovu izazvala je lavinu javnih obećanja u kojima su se zemlje širom sveta izjasnile u vezi toga kada planiraju da postignu ugljeničnu neutralnost.

Vlada treće ekonomija sveta, Japana, je još prošle godine, za vreme kabineta (bivšeg) premijera Jošihidea Suge, iznela u javnost obećanje da će taj cilj postići do 2050. godine.

Kritike koje kažu da davanje obećanja ne košta ništa dok je njihovo sprovođenje skupo, složeno i stoga sasvim neizvesno, te da države širom sveta zato neće smanjiti emisiju ugljen-dioksida u meri koja je potrebna da se zagrevanje planete obuzda u okviru jednog i po stepena celzijusa, čine se trezvenim i realnim.

Pri tom često se naglašava da vlade, uprkos svom diskursu o povećanju ulaganja u obnovljive izvore energije ili zagovaranju povratka nuklearnoj energiji, u suštini nemaju konkretne planove kako da ostvare velike redukcije emisije gasova s efektom staklene bašte.

Japan, lider u tehnologijama vezanim za obnovljive izvore energije

Dalekoistočna carevina, međutim, može se pohvaliti da čini nešto konkretno, jer su njene kompanije i instituti patentirali najviše tehničkih rešenja vezanih za obnovljive izvore energije na svetu u periodu od 2010. do 2019, njih preko 9.000, što je tri hiljade više od SAD, odnosno, isto koliko Nemačka, Kina i Južna Koreja zajedno.

Posle nuklearne nesreće u prefekturi Fukušima, izazvane udarom velikog cunamija u martu 2011, Japan je postepeno zaustavio rad svoja 54 nuklearna reaktora radi serije geoloških istraživanja zemljišta pod njima, ispitivanja strukture postrojenja i procedura rada.

Usled toga zemlja je morala da ponovo uključi stare, „zamrznute“ termocentrale na ugalj i postrojenja na prirodni gas, što je drastično podiglo njenu emisiju ugljen-dioksida i duboko poremetilo planove donete u vreme Kjoto protokola.

Danas, kada radi samo devet reaktora, japanska država umesto oslanjanja na nuklearnu energiju nastoji da umanji svoju emisiju štetnih gasova kroz ostvarivanje tzv. „vodoničnog društva“ u kojem bi taj hemijski element, kao izuzetno čist energetski izvor koji se može dobiti iz vodene pare, bio u širokoj primeni, naročito u energetici i saobraćaju.

To je pravac donekle drugačiji od većine drugih razvijenih zemalja koje, pored solarne i energije vetra, planiraju da se posvete elektrifikaciji transporta, odnosno, oslone na električne motore, koji mada sami po sebi jesu ekološki, zahtevaju značajne emisije gasova radi proizvodnje komponenata, kao što su baterije.

Na primer, u prestonici Tokiju i njegovoj okolini od 2018. godine naovamo u gradski saobraćaj se uvode autobusi sa gorivnom ćelijom. To su mašine s električnim motorom koje kao pogonsko gorivo, odnosno, izvor energije za napajanje tog motora, koriste vodonik i iz auspuha izbacuju vodenu paru, umesto otrovnih gasova bogatih olovom.

Ti autobusi tipa „sora“ proizvod su najveće svetske auto kompanije „Tojota“, koja je i prva u svetu na tržište izbacila komercijalni putnički automobil s gorivnom jedinicom „mirai“.

„Tojota“ je danas poznata po svom insistiranju na razvoju čisto vodoničnog motora, kao još ekološki bolje alternative električnom motoru.

Među interesantnim japanskim inovacijama u vezi vodonika koji doprinose redukciji emisije ugljen-dioksida je izum firme „Kađima“, koja je, u saradnji s privatnom kompanijom iz oblasti elektroprivrede „Ćugoku“, proizvela beton koji upija i vezuje ugljen-dioksid, te ga koristi kao gradivni element – zamenu za cement.

Dalje, krajem 2019. godine renomirani proizvođač iz oblasti teške mašinske industrije „Kavasaki hevi indastriz“ uveo je u upotrebu prvi brod na svetu namenjen transportu tečnog vodonika. Taj tanker je još jedna važna inovacija koja omogućava lakši prenos velikih količina vodonika potrebnih za napajanje raznih postrojenja, kao što su elektrane.

Japanska kompanija JERA, koja u zemlji upravlja sa 27 termalnih elektrana, upravo radi na tome da u njima prirodni gas, čijim se korišćenjem oslobađa ugljen-dioksid, postepeno zameni vodonikom za pokretanje gasnih turbina.

Dug put ka realizaciji „vodoničnog društva“

Eliminisanje uglja, nafte, pa i od njih znatno čistijeg prirodnog gasa iz termoelektrana i industrijske proizvodnje, kao i benzina iz saobraćaja, je upravo ono što je potrebno za velike redukcije emisije štetnih gasova, a vodonik, kao obnovljiv, čisti izvor, nudi opciju koja je bezbednija od nuklearne energije.

Korišćenje vodonika kao goriva, međutim, nosi mnoge tehničke izazove. Na primer, za dobijanje vodonika iz obnovljivih izvora kao što su voda i para potrebna je električna energija i do sada je bilo isplativije vodonik ubirati upravo iz problematičnih fosilnih goriva kao što su ugalj i prirodni gas.

Zapaljiv je i težak za skladištenje i čuvanje, a potrebne su i inovacije koje bi umanjile energetske gubitke koji nastaju u njegovoj proizvodnji, transportu i konverziji iz gasovitog u tečno stanje i obrnuto. Kao i svaki novouvedeni oblik energije, vodonik zahteva novu infrastrukturnu mrežu.

Dalje, gorivna jedinica kakva je primenjena u „Tojotinim“ vozilima je skupa i sastoji se od relativno većeg broja delova koji se brzo troše i zahtevaju zamenu. Takođe, vodonik je teško kompresovati u rezervoar automobila, zbog čega je potrebno češće punjenje.

Ipak, Japan ima novca za razvoj skupih tehnologija za eksploataciju energetskog potencijala vodonika, tehnologija koje idu ka tome da reše pomenute probleme.

Međunarodna agencija za obnovljivu energiju (IRENA) procenjuje da će troškovi elektrolize potrebne za dobijanje vodonika biti prepolovljeni do pete decenije ovog veka.

Japanska vlada u sklopu svoje inicijative za ostvarivanje „vodoničnog društva“ planira da stimuliše razvoj tehnologija koje doprinose realizaciji cilja da do 2050. godine trošak za korišćenje vodonika kao goriva bude smanjen za više od dve trećine i izjednačen s troškom za korišćenje prirodnog tečnog gasa i benzina.

Takođe, kada je u pitanju izvor za dobijanje vodonika, Japan za sebe vidi izlaz u svom velikom geotermalnom potencijalu – procenjuje se da ta ostrvska zemlja ima treće na svetu rezerve geotermalne energije.

Otud, ostvarenje „vodoničnog društva“ jeste nešto što je verovatno realnija opcija u toj zemlji nego drugde.

Međutim, dok se ne iznađu načini za efikasnu eksploataciju geotermalne energije za proizvodnju vodonika, za dobijanje tog elementa japanske kompanije će se delom oslanjati na solarnu energiju, a delom na nabavku iz inostranstva – uvoz vodonika proizvedenog u zemljama bogatim ugljem i prirodnim gasom, poput Australije.

U tom prelaznom periodu, dakle, vazduh će biti čistiji a emisija ugljen-dioksida manja u samom Japanu, ali ne i u zemljama koje eksploatišu fosilna goriva potrebna za dobijanje vodonika.