Cinci tehnologii sunt suficiente pentru tranziția energetică

Energia fotovoltaică, energia eoliană, bateriile, electrolizoarele și aspiratoarele de CO2 cunoscute sub numele de captarea directă a aerului (DAC) - acestea sunt cele cinci tehnologii de care avem nevoie pentru o tranziție energetică de succes, spune Christian Breyer. Cu toate acestea, economistul specializat în energie solară de la Universitatea de Tehnologie Lappeenranta (LUT) din Finlanda nu crede însă că noile centrale hidroelectrice, energia geotermală și bioenergia sunt soluții convingătoare. Și nici hidrogenul verde nu este. Aceasta este o sursă de energie greoaie care ar trebui să fie doar o piatră de temelie pentru altele, explică Breyer în emisiunea "Climate Lab" de la ntv. Cercetătorul vede viitorul aprovizionării globale cu energie în oceanele lumii: În 30 de ani, centralele solare plutitoare ar putea genera electricitate care ar putea fi transformată în amoniac verde, metanol sau parafină în fabrici offshore uriașe pentru combustibili sintetici și distribuită în întreaga lume - datorită unor procese vechi de zeci de ani și a noii materii prime CO2.

ntv.de: Guvernul german făurește planuri mari privind hidrogenul, visând la sisteme de încălzire cu hidrogen și la terminale de gaz lichid unde va ateriza într-o zi hidrogenul verde, dar acesta lipsește de pe lista lor. De ce?

Christian Breyer: Lista conține doar echipamentele și dispozitivele pe care le folosim pentru a realiza tranziția energetică, nu un produs specific. În caz contrar, electricitatea ar fi întotdeauna pe primul loc, care este cea mai importantă pentru tranziția energetică. De aceea, energia fotovoltaică și cea eoliană sunt cruciale, în special pentru Europa și America de Nord. Acest lucru este de la sine înțeles.

Și cum rămâne cu energia hidroelectrică?

Este importantă, dar este deja folosită excelent în întreaga lume. Potențialul este în mare parte epuizat.

Nu mai există potențial de creștere?

Capacitățile hidroenergetice pot fi cu siguranță mărite cu o treime până la 50 la sută. Dar căutăm doar sisteme energetice ieftine și regenerabile sau și sisteme durabile? Dacă sustenabilitatea este importantă pentru noi, trebuie să tratăm râurile cu grijă. Râurile mari, cum ar fi Mekong în Asia, Congo în Africa și, într-o oarecare măsură, Amazonul în Brazilia, au cel mai mare potențial pentru energia hidroelectrică. Din punct de vedere tehnic, ar fi posibil să se construiască centrale hidroelectrice acolo și ar putea fi, de asemenea, atractiv din punct de vedere economic, dar ecologia râului ar fi aproape sigur distrusă. Și numai în Congo, este vorba despre 500 de specii care trăiesc numai acolo. De aceea, energia hidroelectrică, acolo unde există, este întotdeauna o parte a soluției, dar, ca și alte surse de energie durabilă, este limitată.

De ce?

În cazul energiei geotermale, am văzut timp de decenii că proiectele nu se materializează în măsura în care ne-am fi dorit. Bioenergia are dezavantajul major că nu există spațiu pentru culturile energetice, pentru că avem nevoie de ea pentru hrana animalelor, pe care o dăm animalelor, pe care noi, la rândul nostru, le mâncăm. Dacă aceasta este o idee inteligentă este o altă întrebare.

Energia fotovoltaică și cea eoliană ocupă primele poziții pentru că s-au dovedit, funcționează și sunt ieftine?

Bineînțeles că da. În cele din urmă, tranziția energetică este o problemă economică. Există potențial și pentru alte tehnologii, dar la un alt nivel de costuri. Energia solară, în special, este incredibil de ieftină și este acum chiar cea mai ieftină formă de energie electrică din lume. Gândiți-vă doar la asta: jumătate din capacitatea de energie electrică adăugată la nivel mondial în 2021 a fost deja fotovoltaică. Până în 2050, pe Pământ vor trăi în jur de 10 miliarde de oameni, iar aproximativ trei sferturi dintre aceștia vor locui în centura solară, unde soarele strălucește tot timpul anului. Aceasta este o energie ieftină care este disponibilă peste tot. De aceea, bateriile sunt atât de importante.

Primele parcuri solare sunt acum construite pe apă. Pentru că există atât de mult spațiu pentru infrastructură?

Aceasta este o tehnologie minunată numită "fotovoltaică plutitoare", care a fost realizată în principal pe lacuri, rezervoare sau iazuri în ultimii zece ani, unde conectarea la rețea este relativ simplă. Întrebarea a fost întotdeauna: funcționează și pe mare? Din ce în ce mai multe părți ale lumii încearcă acest lucru, bineînțeles în ape calme, fără valuri mari. Poate fi stăpânită. Am investigat acest lucru folosind Caraibe ca exemplu, deoarece este bine cunoscut faptul că spațiul este relativ limitat pe multe insule pentru alimentarea cu energie.

Sau în Singapore.

Aceasta este una dintre țările în care se desfășoară cele mai multe cercetări în domeniul fotovoltaicelor plutitoare. Dar, probabil, aceasta va fi doar o completare a mixului energetic, deoarece, dacă ne uităm atent la locația geografică, există multe argumente în favoarea instalării unei linii electrice până în Sumatra. Această insulă indoneziană uriașă este chiar alături. Nu ar fi nevoie de atât de mult spațiu acolo pentru a alimenta cu energie electrică o țară mică precum Singapore. Dacă se duce această viziune cu 20-30 de ani mai departe, ar fi posibile fabrici uriașe de combustibili sintetici în apele internaționale: o mare centrală fotovoltaică plutitoare generează energie electrică și hidrogen verde prin electroliză. Nu poți face mare lucru cu acesta, așa că îl transformi în amoniac, metanol sau parafină. La rândul lor, aceste substanțe ar putea fi colectate de către petroliere la intervale regulate de la aceste fabrici offshore și distribuite pe piețele mondiale.

Beneficiile fotovoltaice, eoliene și ale bateriilor sunt evidente. Dar de ce trebuie ca hidrogenul verde să fie transformat din nou?

În principiu, se pot face multe lucruri cu hidrogenul, dar hidrogenul este cea mai mică moleculă din univers și, prin urmare, este dificil de manipulat. Se difuzează ușor prin materiale, este foarte inflamabil și este complicat de transportat. Poate fi manipulat din punct de vedere tehnic, dar costă bani. Și, în cele din urmă, transportul maritim și aerian cu electricitate și baterii funcționează doar pe distanțe scurte. Pot reîncărca ușor bateria pe Rin, dar nu și pe oceane mari. Acolo ai nevoie de surse de energie chimică densă, chimică. Și știm deja că parafina nu trebuie să fie produsă din țiței: Avem nevoie de hidrogen și de un carbon, de obicei CO2. Putem folosi apoi procesul Fischer-Tropsch pentru a produce combustibili sintetici, cum ar fi parafina.

Aveți nevoie de electrolizatoare pentru acest proces?

Pentru prima etapă, când producem hidrogen verde. Atunci avem nevoie doar de CO2, care dintr-o dată nu mai este un gaz de eșapament și nu mai provoacă emisii, ci o materie primă. Atunci am avea o soluție pentru aviație care nu ar necesita modificări majore ale flotei actuale de aeronave. Un alt avantaj este că, pe lângă parafină, hidrogenul poate fi transformat în aproape toate celelalte produse importante de care avem nevoie: metanol pentru industria chimică sau pentru transportul maritim, sau amoniac ca îngrășământ pentru agricultură. Hidrogenul în sine este necesar în primul rând în producția de oțel.

Și de unde luăm CO2? Este aceasta cea de-a cincea tehnologie cheie, aspiratorul de CO2?

CO2 poate proveni din tot felul de surse, dar, în cele din urmă, captarea directă a aerului (DAC) este, probabil, cea mai scalabilă soluție. Pentru că, dacă luăm în serios schimbările climatice și tranziția energetică, în curând vom reduce centralele electrice pe gaz, centralele electrice pe cărbune și producția de oțel pe bază de cărbune și, prin urmare, toate procesele majore care produc emisii mari de CO2. Vor rămâne uzinele de incinerare a deșeurilor, fabricile de hârtie și fabricile de ciment, dar acestea vor fi surse destul de mici în ceea ce privește volumul de producție de metanol pentru industria chimică, parafină pentru aviație și amoniac pentru agricultură. Cum putem elimina acest deficit de acoperire? Luăm CO2 din rezervorul în care există deja prea mult, adică din atmosferă. Costurile pentru acest lucru ar trebui să se încadreze într-un interval acceptabil.

Atunci toate problemele sunt rezolvate - cel puțin în teorie. Dar nu este deja prea târziu? Da, se construiesc multe parcuri solare în întreaga lume, dar peste tot lipsește capacitatea de stocare pentru a putea utiliza energia solară 24 de ore din 24. Iar DAC a fost folosit doar la scară redusă până acum.

Energia eoliană funcționează, chiar dacă încă nu au fost rezolvate toate problemele inițiale. Dar singurul lucru la care se lucrează încă sunt detaliile. Același lucru este valabil și pentru energia fotovoltaică. Modulele fotovoltaice devin în medie cu 0,5 puncte procentuale mai eficiente în fiecare an. Această tendință durează de 20 de ani și va continua încă mulți ani, devenind, în același timp, din ce în ce mai ieftine.

În acest caz, vom bifa o bifă pentru eoliene și fotovoltaice. Cum rămâne cu bateriile?

Asistăm la un punct de cotitură. În ultimii ani, au existat probleme legate de penuria de cobalt și nichel, dar bateriile litiu-ion sunt acum utilizate în principal în mașinile electrice și în sistemele de stocare casnice, care sunt construite din ce în ce mai mult fără cobalt și nichel. Avem suficient litiu? Opiniile diferă în această privință. În principiu, există suficient, oceanele lumii sunt pline de el, doar că nu îl putem extrage eficient. Aceasta este adevărata problemă. În acest an, cei doi lideri mondiali de piață au introdus și bateriile cu ioni de sodiu. În cazul acestora, nu mai există penurie de materiale.

Este totul în regulă și pentru baterii?

Sunt multe de spus în favoarea acestui lucru. Aceste companii au o reputație de pierdut și nu ar face acest lucru dacă nu ar ști că va funcționa. Iar ratele de creștere sunt enorme: dacă producția de module fotovoltaice crește cu 30% pe an, producția de baterii crește cu 50-100% pe an.

Și electrolizoarele?

Situația este mai critică în acest caz, deoarece piața este mult mai mică. Dar noi stăpânim deja tehnologia de 100 de ani și există aproximativ două duzini de producători și furnizori din întreaga lume. Va fi o cursă interesantă pentru a vedea cine poate oferi cele mai bune produse la cele mai bune prețuri în cele din urmă. Nu sunt îngrijorat. În cazul DAC, singura întrebare este scalarea, deoarece tehnologia funcționează și în acest caz: a fost folosită în submarinele nucleare și pe stațiile spațiale încă din anii 1960. Singurul lucru care lipsește este comercializarea la scară largă, iar acești producători sunt acum bine finanțați și de investitori.

Clara Pfeffer și Christian Herrmann au stat de vorbă cu Christian Breyer. Interviul a fost prescurtat și editat pentru mai multă claritate.

Citește și:

Sursa: www.ntv.de

Cinci tehnologii sunt suficiente pentru tranziția energetică