E-paliwa z emisji
Od momentu rozpoczęcia w 2021 r. finansowanego ze środków UE projektu ECO2Fuel(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jego celem jest dołożenie cegiełki do budowy niskoemisyjnej i odpornej na zmiany klimatu przyszłości Europy poprzez przyspieszenie wdrażania technologii wychwytywania i utylizacji dwutlenku węgla (CCU). Aby ten cel osiągnąć, badacze opracowują pierwszy na świecie elektrolizer niskotemperaturowy o mocy 1 MW, który będzie w stanie wytwarzać zrównoważone paliwa ciekłe. System ECO2Fuel przekształca wychwycony CO₂ bezpośrednio w elektropaliwo, zwane również e-paliwem, przy wykorzystaniu odnawialnej energii elektrycznej i wody. Twórcy projekt chcą zademonstrować tę technologii na skalę przemysłową i udowodnić, że e-paliwa to realna opcja redukcji emisji w najbardziej wysokoemisyjnych sektorach europejskiego przemysłu.
Od 50 kW do 1 MW
W 2024 roku badacze z projektu ECO2Fuel opracowali stos elektrolizerów o mocy 50 kW, będący głównym elementem systemu rozdzielającego wodę na wodór i tlen przy użyciu energii elektrycznej. System elektrolizera może pracować przy podwyższonym ciśnieniu, stale monitorować gaz i poddawać recyklingowi mieszankę gazów katodowych w celu zwiększenia konwersji CO₂. Jak podano w komunikacie prasowym magazynu „MarineLink”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), nadrzędnym celem projektu jest zwiększenie mocy systemu do 1 MW, a do 2026 r. planuje się jego przetestowanie. Aby stało się to możliwe, w stosie o mocy 50 kW zastosowano 25 ogniw o powierzchni 1500 cm², co daje łączną powierzchnię 3,75 m². Ogniwo o powierzchni 1500 cm² jest ważnym kamieniem milowym w technologii elektrolizerów z membraną wymiany protonów, umożliwiającym skalowanie do systemów o mocy rzędu megawatów. Zespół projektu ECO2Fuel poradził sobie już z kilkoma wyzwaniami związanymi ze skalowaniem. Należą do nich uszczelnienie stosu przy wyższych ciśnieniach, zarządzanie przepływem gazu i cieczy oraz integralność strukturalna elementów stosu. Niemiecki partner projektu, koncern RWE Power, również z powodzeniem zaprezentował nową metodę wytwarzania energii zapasowej z e-paliw, przy użyciu stacjonarnego silnika o mocy 200 kW. Spaliny z silnika kierowane są do instalacji wychwytywania dwutlenku węgla, która wykorzystuje proces chemiczny na bazie amin do jego usunięcia. System ten wychwytuje 7,2 tony CO₂ dziennie, co odpowiada 90% zawartości CO₂ w strumieniu spalin. Najnowsze testy wykazały skuteczność wychwytywania na poziomie 99,8%, co przełożyło się na niższe stężenie CO₂ w gazach odlotowych emitowanych przez zakład w porównaniu do stężenia obecnego w atmosferze. Wychwycony CO₂ jest wykorzystywany jako surowiec do systemu elektrolizera ECO2Fuel o mocy 1 MW. E-paliwo na bazie węgla produkowane przez system może zostać ponownie wprowadzone do silnika, tworząc cykl, w którym węgiel jest recyklingowany zamiast trafiać do atmosfery. W ten sposób tworzy się obieg zamknięty węgla. Podkreślając strategiczną rolę CCU w Europejskim Zielonym Ładzie, Tudy Bernier, dyrektor ds. polityki w CO₂ Value Europe – międzynarodowym stowarzyszeniu reprezentującym cały łańcuch wartości CCU w Europie – stwierdził: „CCU nie jest jedynym rozwiązaniem, jakiego będziemy potrzebować, ale z pewnością jest jednym z nich, zwłaszcza w przypadku sektorów, takich jak lotnictwo, żegluga i przemysł ciężki, w których trudno jest ograniczyć emisje. Są to obszary, w których elektryfikacja jest albo technicznie skomplikowana, albo ekonomicznie nieopłacalna w krótkiej perspektywie, a paliwa CCU dostępne od ręki mogą stanowić bardziej realną alternatywę dla rozwiązań opartych na paliwach kopalnych”. Projekt ECO2Fuel (LARGE-SCALE LOW-TEMPERATURE ELECTROCHEMICAL CO2 CONVERSION TO SUSTAINABLE LIQUID FUELS) pomaga uczynić tę zieloną alternatywę wykonalną. Więcej informacji: strona internetowa projektu ECO2Fuel(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
