Η ηλεκτρική ενέργεια είναι για σπίτια και λαμπτήρες, και ίσως ακόμη και για αυτοκίνητα, αλλά όχι για βαριές βιομηχανίες που βασίζονται στην καύση ηρωικών ποσοτήτων ορυκτών καυσίμων…
Η BASF είναι ένας από τους σημαντικότερους εκπροσώπους της χημικής βιομηχανίας παγκοσμίως, με παρουσία σε περισσότερες από 90 χώρες.
Όταν αυτές οι χημικές ουσίες περιέχουν άνθρακα (είναι ένας θαυμάσια ευέλικτος πόρος), κατά κανόνα προέρχονται από ορυκτά καύσιμα.
Όταν η δημιουργία τους απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες, κάτι που συμβαίνει επίσης συχνά, αυτή η θερμότητα προέρχεται από την καύση ορυκτών καυσίμων.
Μέχρι πρόσφατα, το τεράστιο εργοστάσιο της BASF στο Ludwigshafen της Γερμανίας αντιπροσώπευε το 4% της συνολικής κατανάλωσης φυσικού αερίου της χώρας.
Η συμβατική σοφία λέει ότι μια τέτοια εταιρεία δεν μπορεί πραγματικά να ελπίζει ότι θα μειώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Ο δρόμος προς την απαλλαγή από το CO2 περνά από τη συγκέντρωση αυτών των χημικών και την απόρριψή τους, μια διαδικασία γνωστή ως δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα (CCS).
Η συμβατική σοφία υποστηρίζει ότι η προφανής πράσινη εναλλακτική λύση θα ήταν τα μόρια υδρογόνου.
Αυτά τα μόρια κατασκευάζονται κατόπιν μιας διαδικασίας έντασης ενέργειας.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η πρόσφατη δήλωση του Martin Brudermüller, του αφεντικού της BASF, ότι «η απαλλαγή των ενεργοβόρων βιομηχανιών από τον άνθρακα μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσω της ηλεκτροδότησης» ακούγεται, σε πολλούς, σαν αίρεση.
Η ηλεκτρική ενέργεια είναι για σπίτια και λαμπτήρες, και ίσως ακόμη και για αυτοκίνητα, αλλά όχι για βαριές βιομηχανίες που βασίζονται στην καύση ηρωικών ποσοτήτων ορυκτών καυσίμων.
Ωστόσο, ο Dr Brudermüller δεν είναι ο μοναδικός που έχει τέτοιου είδους απόψεις.
Η BASF έχει ενταχθεί σε μια κοινοπραξία που περιλαμβάνει τη Sabic, μια σαουδαραβική εταιρεία χημικών, και τη Linde, μια ευρωπαϊκή εταιρεία.
Από κοινού θέλουν να αναπτύξουν έναν ηλεκτρικό φούρνο που μπορεί να παράγει θερμότητα αρκετά έντονη για χημικές αντιδράσεις – κάτι το οποίο είναι το ψωμί και το βούτυρό τους.
Αυτές οι εταιρίες δεν είναι οι μοναδικές πρόσφατες μετατροπές στην ηλεκτροδότηση της βιομηχανίας.
Στις 8 Φεβρουαρίου η Rio Tinto και η BHP, και οι δύο γιγάντιαίες εταιρείες εξόρυξης, ανακοίνωσαν μια κοινή προσπάθεια για την κατασκευή του πρώτου ηλεκτρικού μεταλλουργείου στην Αυστραλία για την παραγωγή σιδηρομεταλλεύματος.
Η Fortescue, ένας άλλος κολοσσός εξόρυξης, εισάγει πλήρως ηλεκτρικούς εκσκαφείς και φορτηγά εξόρυξης, ενώ ο ισπανικός όμιλος Roca παρουσίασε πρόσφατα τον πρώτο ηλεκτρικό βιομηχανικό κλίβανο για κεραμικά.
Τέτοιες καινοτομίες τροχοδρομούν μια νέα πορεία προς την επιβράδυνση της υπερθέρμανσης του πλανήτη, η οποία μπορεί σε πολλές περιπτώσεις να αποδειχθεί πιο γρήγορη και ευκολότερη από τις προσεγγίσεις που βασίζονται σε CCS και υδρογόνο.
Βιομηχανική αποτυχία
Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας (π.χ.), η βιομηχανία καταναλώνει το ένα τρίτο της παγκόσμιας ενέργειας, με την παραγωγή θερμότητας να αντιπροσωπεύει τα τρία τέταρτα αυτής.
Ένα εκπληκτικό 90% αυτής της θερμότητας παράγεται από την καύση ορυκτών καυσίμων.
Όλα αυτά καθιστούν τη βιομηχανία τη μεγαλύτερη πηγή εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή τις μεταφορές.
Σημειώνεται πως, παρότι οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας φαίνεται να έχουν κορυφωθεί και τα ηλεκτρικά οχήματα συνεχίσουν να πολλαπλασιάζονται, οι βιομηχανικές εκπομπές θα συνεχίσουν να αυξάνονται επ' αόριστον.
Δεδομένου ότι είναι αδύνατο να υπάρξει συμμόρφωση σε ό,τι αφορά τη μείωση των εκπομπών, οι κυβερνήσεις στις προηγμένες οικονομίες καταβάλλουν επιδοτήσεις για το υδρογόνο και τα CCS.
Και οι δύο, ωστόσο, τεχνολογίες μέχρι στιγμής απογοητεύουν.
Τα ηλεκτρικά εργοστάσια, εν τω μεταξύ, έχουν απορριφθεί εδώ και καιρό για δύο λόγους;
Πρώτον, υποστηρίχθηκε ότι οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται από τη βαριά βιομηχανία θα ήταν δύσκολο ή τουλάχιστον αντιοικονομικό να παραχθούν με ηλεκτρική ενέργεια.
Δεύτερον, οι τυποποιημένοι τρόποι παραγωγής τσιμέντου και χάλυβα απαιτούν άνθρακα ως εισροή, πράγμα που σημαίνει ότι η εκπομπή διοξειδίου είναι αναπόφευκτη - ακόμα κι αν ο καθαρός ηλεκτρισμός αντικαθιστούσε την καύση ορυκτών καυσίμων.
Ωστόσο, η McKinsey προβλέπει ότι το 44% της απαλλαγής από τις εκπομπές άνθρακα για την Ευρώπη έως το 2050, εάν η ΕΕ τηρήσει τους στόχους της, θα προέλθει από την ηλεκτροκίνηση - υπερδιπλάσιο του μεριδίου υδρογόνου και CCS μαζί.
Αλλά γιατί είναι τόσο αισιόδοξη για μια άγνωστη τεχνολογία;
Η ηλεκτροκίνηση παίρνει ξαφνικά μια δεύτερη ευκαιρία για διάφορους λόγους, υποστηρίζει ο Jeffrey Rissman στο βιβλίο του: «Zero-Carbon Industry».
Προφανώς, η πράσινη ηλεκτρική ενέργεια έχει γίνει πολύ φθηνότερη και ευρύτερα διαθέσιμη χάρη στην αξιοσημείωτη μείωση του κόστους της αιολικής και ηλιακής ενέργειας.
Ένας άλλος παράγοντας είναι η αυξανόμενη επιφυλακτικότητα για την εξάρτηση από το φυσικό αέριο, χάρη στο παγκόσμιο σοκ τιμών που ακολούθησε την εισβολή της Ρωσίας στην Ουκρανία.
Οι προμήθειες φυσικού αερίου ήταν τόσο χαμηλές στη Γερμανία, για παράδειγμα, που η κυβέρνηση σκέφτηκε να το μεριμνήσει για βιομηχανικούς χρήστες όπως η BASF.
Αλλά ο καλύτερος λόγος για επανεξέταση είναι η καινοτομία.
Το να ζεσταίνεις πράγματα με ηλεκτρισμό δεν είναι τόσο δύσκολο.
Σκεφτείτε έναν ηλεκτρικό βραστήρα.
Τέτοιες τεχνολογίες μπορούν να κλιμακωθούν: αν θέλετε δέκα φορές περισσότερο βραστό νερό, πάρτε δέκα βραστήρες ή έναν μεγαλύτερο.
Αλλά αν θέλετε να φτάσετε στους 1.000°C αντί για τους 100°C, μέχρι πρόσφατα υπήρχαν λίγες ηλεκτρικές επιλογές.
Αυτό τώρα αλλάζει.
Ηλεκτρική λεωφόρος
Ορισμένες εταιρείες εκτιμούν ότι αυτό που λειτουργεί στο σπίτι μπορεί να λειτουργήσει και στο εργοστάσιο.
Mια τέτοια είναι η AtmosZero, μια startup που θα επιδιώξει τη μείωση των εκπομπών ρύπων στη New Belgium Brewing, μια αμερικανική ζυθοποιία.
Η AtmosZero θα εγκαταστήσει μια αντλία θερμότητας που σύντομα θα αντικαταστήσει έναν από τους λέβητες στο ζυθοποιείο της New Belgium στο Fort Collins του Κολοράντο.
Όπως οι περισσότερες βιομηχανικές επιχειρήσεις τα τελευταία 150 χρόνια, η New Belgium καίει ορυκτά καύσιμα για να θερμάνει τα συστατικά που απαιτούνται για την παρασκευή μπίρας.
Η αντλία θερμότητας της AtmosZero θα του επιτρέψει αυτή τη διαδικασία χωρίς καύση.
Δεδομένου ότι η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη λειτουργία της αντλίας θα είναι ανανεώσιμη στο μέλλον, η νέα τεχνολογία υπόσχεται λιγότερες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου.
Τέτοιες αντλίες θερμότητας θα επέτρεπαν μια τεράστια γκάμα βιομηχανικών διεργασιών που απαιτούν θερμότητα μικρότερη από 200°C για να ηλεκτροδοτηθούν, αντικαθιστώντας τα στεγνωτήρια, τους αποστακτήρες, τους φούρνους και τους λέβητες με ορυκτά καύσιμα.
Η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας μπορεί να είναι αρκετές φορές πιο αποτελεσματική από τη χρήση φυσικού αερίου.
Η χρήση υδρογόνου, αντίθετα, είναι λιγότερο αποδοτική, επειδή η παραγωγή υδρογόνου με διάσπαση μορίων νερού μέσω υδρόλυσης που τροφοδοτείται από πράσινο ηλεκτρισμό, αν και χωρίς εκπομπές, συνεπάγεται απώλεια ενέργειας τουλάχιστον 20%.
Ορισμένες βιομηχανικές αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούνται στην Ευρώπη και την Ιαπωνία, χάρη τόσο στις επιδοτήσεις όσο και στη σχετικά υψηλή αναλογία των τιμών του φυσικού αερίου προς τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας.
Η Kobe Steel, μια μεγάλη ιαπωνική βιομηχανική εταιρεία, πουλά εμπορικές αντλίες θερμότητας ικανές να παράγουν ατμό υψηλής πίεσης στους 165°C πολύ αποτελεσματικά.
Η Heaten, μια νορβηγική startup που καυχιέται για επένδυση από τον επιχειρηματικό βραχίονα της Shell, ενός βρετανικού πετρελαϊκού κολοσσού, έχει αναπτύξει μια ανθεκτική, χαμηλής συντήρησης αντλία θερμότητας που μπορεί να αξιοποιήσει τη σπατάλη βιομηχανικής θερμότητας για να φτάσει σε θερμοκρασίες έως και 200°C.
Αυτό καθιστά την αντλία της ελκυστική για διάφορες βιομηχανίες: από φαρμακευτικές έως τα κλωστοϋφαντουργίες που χρειάζονται μέτρια θερμότητα.
www.bankingnews.gr
Όταν αυτές οι χημικές ουσίες περιέχουν άνθρακα (είναι ένας θαυμάσια ευέλικτος πόρος), κατά κανόνα προέρχονται από ορυκτά καύσιμα.
Όταν η δημιουργία τους απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες, κάτι που συμβαίνει επίσης συχνά, αυτή η θερμότητα προέρχεται από την καύση ορυκτών καυσίμων.
Μέχρι πρόσφατα, το τεράστιο εργοστάσιο της BASF στο Ludwigshafen της Γερμανίας αντιπροσώπευε το 4% της συνολικής κατανάλωσης φυσικού αερίου της χώρας.
Η συμβατική σοφία λέει ότι μια τέτοια εταιρεία δεν μπορεί πραγματικά να ελπίζει ότι θα μειώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Ο δρόμος προς την απαλλαγή από το CO2 περνά από τη συγκέντρωση αυτών των χημικών και την απόρριψή τους, μια διαδικασία γνωστή ως δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα (CCS).
Η συμβατική σοφία υποστηρίζει ότι η προφανής πράσινη εναλλακτική λύση θα ήταν τα μόρια υδρογόνου.
Αυτά τα μόρια κατασκευάζονται κατόπιν μιας διαδικασίας έντασης ενέργειας.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η πρόσφατη δήλωση του Martin Brudermüller, του αφεντικού της BASF, ότι «η απαλλαγή των ενεργοβόρων βιομηχανιών από τον άνθρακα μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσω της ηλεκτροδότησης» ακούγεται, σε πολλούς, σαν αίρεση.
Η ηλεκτρική ενέργεια είναι για σπίτια και λαμπτήρες, και ίσως ακόμη και για αυτοκίνητα, αλλά όχι για βαριές βιομηχανίες που βασίζονται στην καύση ηρωικών ποσοτήτων ορυκτών καυσίμων.
Ωστόσο, ο Dr Brudermüller δεν είναι ο μοναδικός που έχει τέτοιου είδους απόψεις.
Η BASF έχει ενταχθεί σε μια κοινοπραξία που περιλαμβάνει τη Sabic, μια σαουδαραβική εταιρεία χημικών, και τη Linde, μια ευρωπαϊκή εταιρεία.
Από κοινού θέλουν να αναπτύξουν έναν ηλεκτρικό φούρνο που μπορεί να παράγει θερμότητα αρκετά έντονη για χημικές αντιδράσεις – κάτι το οποίο είναι το ψωμί και το βούτυρό τους.
Αυτές οι εταιρίες δεν είναι οι μοναδικές πρόσφατες μετατροπές στην ηλεκτροδότηση της βιομηχανίας.
Στις 8 Φεβρουαρίου η Rio Tinto και η BHP, και οι δύο γιγάντιαίες εταιρείες εξόρυξης, ανακοίνωσαν μια κοινή προσπάθεια για την κατασκευή του πρώτου ηλεκτρικού μεταλλουργείου στην Αυστραλία για την παραγωγή σιδηρομεταλλεύματος.
Η Fortescue, ένας άλλος κολοσσός εξόρυξης, εισάγει πλήρως ηλεκτρικούς εκσκαφείς και φορτηγά εξόρυξης, ενώ ο ισπανικός όμιλος Roca παρουσίασε πρόσφατα τον πρώτο ηλεκτρικό βιομηχανικό κλίβανο για κεραμικά.
Τέτοιες καινοτομίες τροχοδρομούν μια νέα πορεία προς την επιβράδυνση της υπερθέρμανσης του πλανήτη, η οποία μπορεί σε πολλές περιπτώσεις να αποδειχθεί πιο γρήγορη και ευκολότερη από τις προσεγγίσεις που βασίζονται σε CCS και υδρογόνο.
Βιομηχανική αποτυχία
Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας (π.χ.), η βιομηχανία καταναλώνει το ένα τρίτο της παγκόσμιας ενέργειας, με την παραγωγή θερμότητας να αντιπροσωπεύει τα τρία τέταρτα αυτής.
Ένα εκπληκτικό 90% αυτής της θερμότητας παράγεται από την καύση ορυκτών καυσίμων.
Όλα αυτά καθιστούν τη βιομηχανία τη μεγαλύτερη πηγή εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή τις μεταφορές.
Σημειώνεται πως, παρότι οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας φαίνεται να έχουν κορυφωθεί και τα ηλεκτρικά οχήματα συνεχίσουν να πολλαπλασιάζονται, οι βιομηχανικές εκπομπές θα συνεχίσουν να αυξάνονται επ' αόριστον.
Δεδομένου ότι είναι αδύνατο να υπάρξει συμμόρφωση σε ό,τι αφορά τη μείωση των εκπομπών, οι κυβερνήσεις στις προηγμένες οικονομίες καταβάλλουν επιδοτήσεις για το υδρογόνο και τα CCS.
Και οι δύο, ωστόσο, τεχνολογίες μέχρι στιγμής απογοητεύουν.
Τα ηλεκτρικά εργοστάσια, εν τω μεταξύ, έχουν απορριφθεί εδώ και καιρό για δύο λόγους;
Πρώτον, υποστηρίχθηκε ότι οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται από τη βαριά βιομηχανία θα ήταν δύσκολο ή τουλάχιστον αντιοικονομικό να παραχθούν με ηλεκτρική ενέργεια.
Δεύτερον, οι τυποποιημένοι τρόποι παραγωγής τσιμέντου και χάλυβα απαιτούν άνθρακα ως εισροή, πράγμα που σημαίνει ότι η εκπομπή διοξειδίου είναι αναπόφευκτη - ακόμα κι αν ο καθαρός ηλεκτρισμός αντικαθιστούσε την καύση ορυκτών καυσίμων.
Ωστόσο, η McKinsey προβλέπει ότι το 44% της απαλλαγής από τις εκπομπές άνθρακα για την Ευρώπη έως το 2050, εάν η ΕΕ τηρήσει τους στόχους της, θα προέλθει από την ηλεκτροκίνηση - υπερδιπλάσιο του μεριδίου υδρογόνου και CCS μαζί.
Αλλά γιατί είναι τόσο αισιόδοξη για μια άγνωστη τεχνολογία;
Η ηλεκτροκίνηση παίρνει ξαφνικά μια δεύτερη ευκαιρία για διάφορους λόγους, υποστηρίζει ο Jeffrey Rissman στο βιβλίο του: «Zero-Carbon Industry».
Προφανώς, η πράσινη ηλεκτρική ενέργεια έχει γίνει πολύ φθηνότερη και ευρύτερα διαθέσιμη χάρη στην αξιοσημείωτη μείωση του κόστους της αιολικής και ηλιακής ενέργειας.
Ένας άλλος παράγοντας είναι η αυξανόμενη επιφυλακτικότητα για την εξάρτηση από το φυσικό αέριο, χάρη στο παγκόσμιο σοκ τιμών που ακολούθησε την εισβολή της Ρωσίας στην Ουκρανία.
Οι προμήθειες φυσικού αερίου ήταν τόσο χαμηλές στη Γερμανία, για παράδειγμα, που η κυβέρνηση σκέφτηκε να το μεριμνήσει για βιομηχανικούς χρήστες όπως η BASF.
Αλλά ο καλύτερος λόγος για επανεξέταση είναι η καινοτομία.
Το να ζεσταίνεις πράγματα με ηλεκτρισμό δεν είναι τόσο δύσκολο.
Σκεφτείτε έναν ηλεκτρικό βραστήρα.
Τέτοιες τεχνολογίες μπορούν να κλιμακωθούν: αν θέλετε δέκα φορές περισσότερο βραστό νερό, πάρτε δέκα βραστήρες ή έναν μεγαλύτερο.
Αλλά αν θέλετε να φτάσετε στους 1.000°C αντί για τους 100°C, μέχρι πρόσφατα υπήρχαν λίγες ηλεκτρικές επιλογές.
Αυτό τώρα αλλάζει.
Ηλεκτρική λεωφόρος
Ορισμένες εταιρείες εκτιμούν ότι αυτό που λειτουργεί στο σπίτι μπορεί να λειτουργήσει και στο εργοστάσιο.
Mια τέτοια είναι η AtmosZero, μια startup που θα επιδιώξει τη μείωση των εκπομπών ρύπων στη New Belgium Brewing, μια αμερικανική ζυθοποιία.
Η AtmosZero θα εγκαταστήσει μια αντλία θερμότητας που σύντομα θα αντικαταστήσει έναν από τους λέβητες στο ζυθοποιείο της New Belgium στο Fort Collins του Κολοράντο.
Όπως οι περισσότερες βιομηχανικές επιχειρήσεις τα τελευταία 150 χρόνια, η New Belgium καίει ορυκτά καύσιμα για να θερμάνει τα συστατικά που απαιτούνται για την παρασκευή μπίρας.
Η αντλία θερμότητας της AtmosZero θα του επιτρέψει αυτή τη διαδικασία χωρίς καύση.
Δεδομένου ότι η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη λειτουργία της αντλίας θα είναι ανανεώσιμη στο μέλλον, η νέα τεχνολογία υπόσχεται λιγότερες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου.
Τέτοιες αντλίες θερμότητας θα επέτρεπαν μια τεράστια γκάμα βιομηχανικών διεργασιών που απαιτούν θερμότητα μικρότερη από 200°C για να ηλεκτροδοτηθούν, αντικαθιστώντας τα στεγνωτήρια, τους αποστακτήρες, τους φούρνους και τους λέβητες με ορυκτά καύσιμα.
Η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας μπορεί να είναι αρκετές φορές πιο αποτελεσματική από τη χρήση φυσικού αερίου.
Η χρήση υδρογόνου, αντίθετα, είναι λιγότερο αποδοτική, επειδή η παραγωγή υδρογόνου με διάσπαση μορίων νερού μέσω υδρόλυσης που τροφοδοτείται από πράσινο ηλεκτρισμό, αν και χωρίς εκπομπές, συνεπάγεται απώλεια ενέργειας τουλάχιστον 20%.
Ορισμένες βιομηχανικές αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούνται στην Ευρώπη και την Ιαπωνία, χάρη τόσο στις επιδοτήσεις όσο και στη σχετικά υψηλή αναλογία των τιμών του φυσικού αερίου προς τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας.
Η Kobe Steel, μια μεγάλη ιαπωνική βιομηχανική εταιρεία, πουλά εμπορικές αντλίες θερμότητας ικανές να παράγουν ατμό υψηλής πίεσης στους 165°C πολύ αποτελεσματικά.
Η Heaten, μια νορβηγική startup που καυχιέται για επένδυση από τον επιχειρηματικό βραχίονα της Shell, ενός βρετανικού πετρελαϊκού κολοσσού, έχει αναπτύξει μια ανθεκτική, χαμηλής συντήρησης αντλία θερμότητας που μπορεί να αξιοποιήσει τη σπατάλη βιομηχανικής θερμότητας για να φτάσει σε θερμοκρασίες έως και 200°C.
Αυτό καθιστά την αντλία της ελκυστική για διάφορες βιομηχανίες: από φαρμακευτικές έως τα κλωστοϋφαντουργίες που χρειάζονται μέτρια θερμότητα.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών