Energetyka w 2026 roku żyje dziwnym paradoksem. Z jednej strony świat chwali się rekordami fotowoltaiki, magazynów energii i nowych typów akumulatorów, a z drugiej wciąż nie potrafi odciąć się od źródeł, które przez dekady budowały przemysł, miasta i całe gospodarki. Węgiel jest tego sztandarowym przykładem. Miał on powoli schodzić na dalszy plan, ale zamiast spokojnego odwrotu dostajemy kolejny zwrot akcji. Tym razem do głosu doszły Chiny, które inwestują gigantyczne środki w czystą energię, a jednocześnie nadal pozostają jednym z filarów światowej gospodarki opartej na paliwach kopalnych.
Chiny chcą zrewolucjonizować wykorzystanie węgla
Chiński zespół związany z Xie Hepingiem opisał technologię ZC-DCFC. Ten akronim rozwija się do “zero-carbon-emission direct coal fuel cell“. Chociaż sama nazwa brzmi bardzo odważnie, bo oznacza bezemisyjne ogniwo paliwowe na bazie węgla, to cały mechanizm stojący za tym pomysłem jednoznacznie pokazuje, że nie jest to wcale przesada. W tym procesie nie wykorzystuje się węgla tak, jak w klasycznej elektrowni węglowej, bo zamiast go spalać, aby najpierw uzyskać ciepło, potem parę, a dopiero później ruch turbiny i energię elektryczną, nowa propozycja ma bezpośrednio zamieniać energię chemiczną węgla na prąd w procesie elektrochemicznego utleniania.
Czytaj też: Cicha rewolucja w ogrzewaniu? Pompy ciepła dostały wyjątkowo dziwnego następcę
W tym dokładnie proponowanym procesie węgiel jest rozdrabniany na drobny proszek, a następnie suszony, oczyszczany i przygotowywany powierzchniowo, aby poprawić jego reaktywność. Tak przygotowane drobinki węgla są następnie wprowadzane do komory anodowej ogniwa paliwowego, podczas gdy po stronie katody znajduje się tlen. Wtedy dochodzi do reakcji, która zachodzi przez membranę tlenkową, więc w całym tym procesie nie ma kotła, pary wodnej i turbiny jako głównego serca systemu.
Czytaj też: Zrobił domową “baterię nuklearną”. Efekt jest skromny, ale sam pomysł robi wrażenie
Z dostępnych opisów nie wynika, że z układu magicznie znika węgiel i cała jego chemia. Wręcz przeciwnie. Przy anodzie powstaje wysokooczyszczony dwutlenek węgla, który następnie ma być przechwytywany na miejscu i dalej przetwarzany (na przykład do gazu syntezowego) albo mineralizowany do związków pokroju wodorowęglanu sodu. Oznacza to, że emisje ciągle się pojawiają, ale mają nie być wypuszczane prosto do atmosfery jak w klasycznej elektrowni.
Ogniwo paliwowe z węgla brzmi świetnie, ale jest bardzo odległe
Aktualnie mówimy o kierunku badań, a nie o gotowej technologii, która jutro zastąpi gigawatowe bloki energetyczne. Zespół Xie rozwija tę koncepcję od 2018 roku, a wcześniejsze publikacje powiązane z tym obszarem dotyczyły między innymi poprawy materiałów, wstępnego przygotowania paliwa i małoskalowych stosów ogniw. Jeden z przywoływanych wyników mówi o 3-ogniwowym stosie osiągającym 2,65 watów mocy i 605 mW/cm3 przy 800 stopniach Celsjusza, a po zmianach konstrukcyjnych 3,71 watów. Jest to więc ciekawy dowód postępu laboratoryjnego, ale nadal pozostaje bardzo daleko od skali systemowej.
Czytaj też: Coś ważnego dzieje się we Włoszech dla energetyki jądrowej jutra
Oto więc nawet w epoce magazynów energii, wodoru i reaktorów modułowych Chiny wciąż próbują wycisnąć nowy sens z najstarszego, najbardziej problematycznego paliwa świata. Nie dziwi mnie jednak, że takie pomysły powstają właśnie w tym kraju, bo przecież to chińska mikrosieć łącząca fotowoltaikę, SMR i wodór przykuła niedawno moją uwagę. Swoją drogą, energetyka coraz częściej wchodzi w niszowe rozwiązania, co potwierdzają historie z tańszym wodorem z odpadów rolniczych, niepalnymi akumulatorami wodnymi oraz klimatycznym skutkiem ograniczania aerozoli nad Azją. To pokazuje, że przyszłość energetyki nie układa się dziś w jedną prostą opowieść, tylko w kilka konkurujących ze sobą dróg.
Źródła: SCMP, China Daily
