Na początku lat 2000 w głębi pewnego pieca wysokotemperaturowego w Meksyku doszło do nieoczekiwanej reakcji – takiej, która przeczyła dotychczasowej wiedzy. Zamiast się rozpadać, elektrody węglowe zaczęły… rosnąć. W tamtym czasie uznano to za drobiazg. Ot ciekawostkę odnotowaną w wewnętrznym raporcie firmowym. Dziś jednak ta obserwacja jest wręcz na wagę złota, bo aktualnie temat klimatu dominuje w debacie publicznej. Przemysł na całym świecie odczuwa presję co do konieczności redukcji emisji CO₂, a rozwiązania kiedyś ignorowane teraz zyskują drugie życie. Efekt? Reakcja uznana niegdyś za bez znaczenia dziś może stać się podstawą nowej, zrównoważonej metody produkcji wodoru i już teraz wielkie firmy inwestują w nią miliony. Jednak jak dokładnie zapomniany eksperyment w hucie łączy się z wodorem, czystą energią i potencjalnie tańszym paliwem?
Zapomniane odkrycie rozpala rewolucję czystego wodoru w Meksyku
Zjawiskiem, na które natknęli się inżynierowie na początku lat 2000, była piroliza metanu, czyli reakcja chemiczna, w której cząsteczki metanu rozpadają się w środowisku beztlenowym i wysokiej temperaturze. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod produkcji wodoru, takich jak reforming parowy (SMR), piroliza metanu nie wytwarza dwutlenku węgla. Zamiast tego powstaje czysty wodór i węgiel stały, co znacząco zmniejsza wpływ na środowisko. Gdy grupa Techint (międzynarodowy konglomerat, który brał udział w pierwotnym eksperymencie) ponownie przeanalizowała stare raporty w poszukiwaniu czystszych metod produkcji wodoru, zapomniane odkrycie okazało się bezcenne. Dało nawet życie nowemu startupowi (Tulum Energy), a ten ma na celu skomercjalizowanie tego przypadkowego przełomu.
Czytaj też: Cienka a rewolucyjna. Niemcy zniszczą nam samochody elektryczne, żeby one nie zniszczyły nas
Tradycyjna produkcja wodoru, zwłaszcza metodą SMR, generuje ogromne ilości CO₂, bo nawet 10 kg CO₂ na każdy 1 kg wodoru. SMR polega na podgrzewaniu metanu z parą wodną, co zawsze skutkuje emisją CO₂. Tymczasem piroliza metanu odbywa się bez udziału tlenu, dzięki czemu sama reakcja nie emituje gazów cieplarnianych. Wiele startupów, m.in. Modern Hydrogen, Monolith czy Molten Industries, dostrzegło potencjał tej technologii. Ale Tulum Energy wierzy, że ma istotną przewagę, bo ich metoda jest prosta i tania. Zamiast drogich katalizatorów chemicznych, firma wykorzystuje łuk elektryczny w piecach powszechnie stosowanych w przemyśle. Dzięki temu proces jest nie tylko łatwiejszy do wdrożenia, ale też znacząco tańszy.
Dzięki pozyskaniu 27 milionów dolarów finansowania zalążkowego od partnerów takich jak TDK Ventures, CDP Venture Capital i TechEnergy Ventures, Tulum szybko przeszło od koncepcji do realizacji. Pierwsza pilotażowa instalacja jest właśnie budowana w Meksyku i to tuż obok huty należącej do grupy Techint. Bliskość zakładu pozwoli na bezpośrednią integrację produktów instalacji z procesem produkcji stali. Jeśli projekt zakończy się sukcesem, może szybko przejść do fazy komercyjnej. Wtedy zakład o pełnej skali byłby w stanie produkować około 2 ton (ok. 1814 kg) wodoru i nawet 600 ton węgla stałego dziennie, co mogłoby znacząco wpłynąć na rynek czystej energii w Meksyku.
Czytaj też: 500 megawatów w gigantycznej turbinie. Chiny rozwijały to 4 lata, a teraz przeszły same siebie
Najbardziej przyciągająca uwagę informacja dla przemysłu to szacowany koszt produkcji: wodór uzyskiwany metodą pirolizy metanu przez Tulum Energy mógłby kosztować zaledwie 1,50 dolarów za kilogram (ok. 6 zł przy obecnym kursie). Aktualnie wodór z gazu ziemnego kosztuje około 4 zł za kilogram, a ten “zielony”, czyli produkowany metodą elektrolizy, to już koszt rzędu 16-24 zł. Cenę wodoru z pirolizy metanu obniża jednak dodatkowo przychód z węgla stałego, a więc materiału o szerokim zastosowaniu w budownictwie, elektronice, produkcji opon czy akumulatorach. Sprzedaż tego produktu ubocznego mogłaby jeszcze bardziej obniżyć koszt produkcji wodoru i uczynić model Tulum wyjątkowo atrakcyjnym ekonomicznie.
Czytaj też: Wypluwa wodór, jakby był z innego świata, ale to nie jedyny as w zanadrzu tej technologii
Jednak choć metoda Tulum Energy zapowiada się obiecująco, to warto spojrzeć na nią krytycznie, bo skalowalność przemysłowa i stabilna jakość produktu muszą zostać potwierdzone w realnych warunkach. Odpowiedzi wymagają też pytania o trwałość pieców łukowych w długiej perspektywie oraz o czystość uzyskiwanego wodoru. Ponadto konieczne jest praktyczne potwierdzenie, że rynek jest w stanie wchłonąć tak duże ilości stałego węgla. Warto też zauważyć, że mimo niższej emisji w porównaniu z SMR, piroliza metanu wciąż opiera się na paliwie kopalnym, bo metanie. To rodzi pytania o zrównoważony charakter tego rozwiązania, a zwłaszcza w obliczu emisji metanu “u źródła” oraz w kontekście rosnącej popularności wodoru wytwarzanego z energii odnawialnej.