Mechanizm działania systemu wielofunkcyjnego
W obecnej formie koszt produkcji kilograma wodoru został obniżony do 1,52 dolara, natomiast dostarczenie metra sześciennego wody pitnej kosztuje 5,22 dolara. Znajdująca się w fazie testów instalacja łączy magazynowanie energii ze skroplonego powietrza (LAES) z farmami fotowoltaicznymi i wiatrowymi. Nadwyżki zielonej energii wykorzystywane są do skraplania powietrza pod ciśnieniem. Podczas rozładowania, odparowujące powietrze napędza turbiny generujące prąd. Właśnie ten aspekt autorzy całej koncepcji określają mianem najbardziej nowatorskiego. Integracja systemu LAES z hybrydową jednostką odsalania pozwoliła połączyć procesy termiczne i membranowe, tworząc w pełni skoordynowaną platformę do jednoczesnej produkcji energii i świeżej wody. Z kolei inteligentny odzysk ciepła z procesu rozładowania napędza odsalanie wody morskiej oraz produkcję wodoru. Pozostała solanka trafia do elektrolizerów, gdzie przekształcana jest w wodór i podchloryn sodu stosowany między innymi w dezynfekcji.
Czytaj też: Chiny tworzą największy kryształ laserowy świata. Nowa era broni energetycznej?
Naukowcy wykorzystali zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego, w tym MOPSO i sztuczne sieci neuronowe, aby usprawnić procesy. Analiza opublikowana w Journal of Energy Storage wykazała znaczącą poprawę kluczowych wskaźników.
Sprawność egzergetyczna wzrosła z 61,11% do 74,75%, przy jednoczesnym spadku strat energii z 15,59 MW do 9,208 MW. Po modernizacji roczna wydajność obejmuje:
- 1,15 GW mocy chłodniczej
- 1,41 GW ciepła dla gospodarstw domowych
- 57,47 ton podchlorynu sodu
- 64,9 miliona m³ wodoru
- 75,9 tysiąca m³ wody pitnej
Świetna opcja z punktu widzenia ekologii, ale co z komercyjnym zastosowaniem?
Technologia przynosi wymierne korzyści środowiskowe. Przez 20 lat eksploatacji komponenty słoneczne zredukują emisję CO₂ o 6141 ton, a turbiny wiatrowe o kolejne 2646 ton. Dodatkowo system wyeliminuje ponad 55 ton tlenków azotu. Wskaźnik zrównoważonego rozwoju poprawił się z 1,88 do 1,464. Mimo imponujących parametrów, komercjalizacja napotyka przeszkody. Inżynierowie związani z realizację tej koncepcji przyznają, że obecne ramy regulacyjne są często zdezorganizowane. W praktyce oznacza to obowiązywanie odmiennych zasad dla produkcji energii, wody, wodoru i chemikaliów. W konsekwencji trzeba się zmagać z niełatwymi realiami, w których uzyskanie pozwoleń i zgodność z przepisami okazują się wyjątkowo czasochłonne.
Czytaj też: Atom dla wszystkich. Czy właśnie obserwujemy początek rewolucji w energetyce jądrowej?
Badacze podkreślają konieczność koordynacji działań instytucjonalnych, by pokonać bariery prawne i techniczne. Choć technologia prezentuje się obiecująco, jej realny wpływ na transformację energetyczną zależy od rozwiązania tych systemowych wyzwań. Mówiąc krótko: sama innowacja nie wystarczy bez zmian w otoczeniu regulacyjnym. Integracja różnych procesów w jednej instalacji to ważny krok ku efektywniejszemu wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii. Jeśli uda się przezwyciężyć administracyjne trudności, rozwiązanie może istotnie wspierać dekarbonizację i gospodarkę wodną. Kluczowa wydaje się współpraca między sektorami energetyki, wodociągów i przemysłu chemicznego.