Stara mantra 'ne trati, pa nećeš oskudijevati' odnosi se na energiju jednako kao i na hranu. Što manje energije rasipamo, to će nam niže biti emisije ugljika.
POGLEDAJTE VIDEO: Kako uštedjeti na energiji?
Možda će vas iznenaditi podatak da se otprilike pola ukupne količine energije rasipa u konvencionalnim postupcima stvaranja toplinske i električne energije iz fosilnih goriva. No, postoji drugi način proizvodnje električne energije i topline u sklopu postupka koji se naziva 'kombinirana proizvodnja topline i električne energije' (CHP) ili kogeneracija.
Osim upotrebe fosilnih goriva, tim se postupkom otvara put prema upotrebi više bioenergije iz otpadnih materijala u energetskoj mješavini. Takvi materijali često se zanemaruju kao mogući resurs, ali imaju značajan potencijal.
Pokret za upotrebu biomase
- To je način proizvodnje toplinske i električne energije u isto vrijeme - kaže Martin Stroleny iz Greenovate Europe, mreže sa sjedištem u Bruxellesu koja podržava održive tehnologije i zelene inovacije.
- Njime se može uštedjeti do 40 posto energije u usporedbi s konvencionalnim sustavima kojima se proizvodi samo električna energija - kaže.On je sudionik projekta koji se financira sredstvima EU-a nazvanog SmartCHP u sklopu kojega se projektira novi stroj kojim će se biomasa moći prerađivati u toplinsku i električnu energiju.
To uključuje izmjenu dizelskog motora na način da može raditi na bioulje umjesto na dizel. Znanstvenici i inženjeri okupljeni na projektu rade na praktičnoj izradi stroja protekle dvije godine.
Ideja je da prvo upotrijebe stroj (postrojenje za brzu pirolizu) koji može preraditi organski otpad poput koštica masline, ali i otpatke iz šumarstva i poljoprivrede, u bioulje. Zelenkasto bioulje potom se može preusmjeriti jednim od dvaju puteva. Uljem se može puniti modificirani dizelski motor kako bi se proizvela električna energija ili, ako je potrebna toplinska energija, može ga se preusmjeriti u plinski bojler.
- Možemo proizvoditi toplinsku i električnu energiju u isto vrijeme, a sustav je vrlo dinamičan. To znači da se proizvodnju toplinske energije može pojačati na hladne zimske dane, ali i smanjiti tijekom toplijih ljetnih dana. To je također sjajno rješenje za uravnoteženje energetske mreže i dopunjavanje promjenjivijih obnovljivih energija, poput energije sunca ili vjetra - objašnjava Stroleny.
Stroj koji se konstruira u sklopu projekta bit će prikladan za opskrbu hotela, bolnica, škola, pa čak i nekih industrijskih zgrada toplinskom i električnom energijom.
- Možemo im pomoći da smanje troškove električne energije i grijanja te da poboljšaju ukupnu energetsku učinkovitost i smanje emisije stakleničkih plinova - objašnjava Stroleny.
Prve upotrebe biogoriva
Tijekom proteklih nekoliko mjeseci tim je postigao značajan uspjeh kad je sastavio CHP uređaj u laboratoriju i pokretao ga biouljem 500 sati.
- To je bilo prvi put u cijelom svijetu - kaže Stroleny i dodaje da je 'prvi put netko uspio pokretati CHP jedinicu biogorivom u toliko dugom trajanju'.
Za sada se različiti dijelovi stroja poput dizelskog motora, plinskog bojlera i pametnog regulatora razvijaju i testiraju u laboratoriju. U sklopu projekta još se uvijek radi na najboljem načinu da ih se sve sastavi i konstruira što učinkovitija CHP jedinica. Testiranje će se u punim razmjerima vjerojatno odvijati 2023. godine.
U sklopu testiranja procijenit će se različite biološke sirovine za punjenje stroja, poput koštica maslina iz Grčke, nasada biljke miscanthus iz Hrvatske ili šumskog otpada iz Švedske. SmartCHP provodi procjenu tržišta u različitim zemljama kako bi se podržala komercijalizacija tih novih strojeva.
CHP proizvodi energiju i toplinu na samoj lokaciji škole ili bolnice. Zbog toga je posebno prikladan kao izvor grijanja i električne energije za zgrade na izdvojenim lokacijama, čak i na mjestima koja nisu spojena s električnom mrežom, kao što su otoci.
Punom snagom naprijed
BLAZE je još jedan europski projekt u sklopu kojega se marljivo radi na razvoju učinkovitijih i fleksibilnijih tehnologija za povrat viška biomase u obliku kombiniranih servisa toplinske i električne energije. Tu inženjeri razvijaju CHP sustave s pomoću kojih se industrijski, prehrambeni ili drvni otpad i druga biomasa mogu preraditi u energiju.
Tim se procesom proizvodi plin koji služi kao gorivo, ali on se ne spaljuje u motoru ni u plinskoj turbini. Umjesto toga, plin se dovodi u gorivu ćeliju, uređaj nalik bateriji kojim se kemikalije u plinu pretvaraju u električnu i toplinsku energiju.
Sustav potom isporučuje električnu energiju u energetsku mrežu kako bi pomogao uravnotežiti opterećenja, a moguće i da bi nadoknadio nedostatke ako se ulaz energije vjetra ili sunca smanji.
- Izazov je kako otpadnu biomasu preraditi na učinkovit način, bez emisija te uz niske troškove - kaže profesor Enrico Bocci sa Sveučilišta Guglielma Marconija, koji je na čelu projekta BLAZE. Kasnije tijekom godine testirat će se CHP strojevi. Očekuje se električna učinkovitost blizu 50 posto te ukupna CHP učinkovitost od 90 posto, što znači da se 50 posto energije dostupne iz goriva pretvara u upotrebljivu električnu energiju, a 40 posto u toplinsku energiju.
Dvostruka učinkovitost
Sustav će uzimati sve vrste otpada, koje mogu proizvesti katran, čestice te spojeve sumpora i klora koji bi mogli ometati rad stroja. Da bi se izbjegli takvi problemi, pretvarat će otpad u plin na otprilike 800 °C i tretirati ga prije puštanja plina u gorivu ćeliju, pretvarajući gorivo uz kisik u električnu i toplinsku energiju na temperaturama od otprilike 700 °C, uz vrlo niske emisije. Plin također može teći u plamenik kako bi se omogućilo stvaranje više toplinske energije.
Krajem ove godine izgradit će se pokusna elektrana u Italiji koju će se testirati do svibnja 2023.
-U sklopu pokusnog programa postići ćemo dvostruku električnu učinkovitost u odnosu na CHP postrojenja koja upotrebljavaju biomasu uz nula emisija - kaže Bocci.
- Kad cijena energije poraste, ljudi i kompanije tražit će alternativna rješenja umjesto fosilnih goriva - dodaje.
A tu je i nasušna potreba za smanjenjem ovisnosti o fosilnim gorivima iz geopolitičkih i klimatskih razloga. No, fosilna goriva nije moguće zamijeniti samo električnom energijom iz obnovljivih izvora kao što su sunce i vjetar, kaže Bocci, a sve dok postoji život, bit će i biomase.
Projekt BLAZE prva je demonstracija te tehnologije kojom se uz visoku učinkovitost može preraditi ostatke biomase uz niske emisije i troškove.
To još nije u potpunosti omogućeno, ali istraživači i inženjeri u Europi sve su bliže danu kad će biti postignuta optimalna kombinacija toplinske i električne energije. Time se će postići višestruke koristi.
- Doći će vrijeme kad ćete moći uzeti svoju otpadnu biomasu i staviti je u maleni, jeftini reaktor i proizvesti električnu i toplinsku energiju te kemikalije, bez ikakvih emisija - kaže Bocci.
Istraživanja u ovom članku financira EU. Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.