To ogniwo polskiej firmy może zrewolucjonizować produkcję energii

Ogniwo paliwowe mGen w maksymalnym stopniu wykorzystuje metanol jako źródło energii. Jego współtwórca dr Jacek Gliniak zapewnia, że zastosowanie tego związku chemicznego rozwiązuje szereg problemów związanych z przechowywaniem wodoru. I zapowiada otwarcie nowej linii produkcyjnej w Polsce.

Firma hiPower Europe pracuje nad innowacjami technologicznymi związanymi m.in. z odzyskiem wodoru z gazów przemysłowych. Jej prezesem jest dr Jacek Gliniak, współtwórca ogniw paliwowych hiPower oraz innowacyjnych technologii wodorowych. Jak wyjaśnia w rozmowie z Gramzielone.pl, opracowane przez firmę ogniwo paliwowe mGen jest tak zaprojektowane, by maksymalnie wykorzystać metanol jako bezpieczne i efektywne źródło energii.

– W odróżnieniu od tradycyjnych ogniw paliwowych na membranie wymiany protonów (PEM), które używają wodoru, mGen korzysta z dwustopniowego procesu konwersji. Najpierw metanol jest przetwarzany na wodór przez reakcję katalityczną. Następnie ten wytworzony wodór jest wykorzystywany w ogniwie paliwowym PEM, gdzie łączy się z tlenem z atmosfery, produkując energię, ciepło i wodę – wyjaśnia Jacek Gliniak.

REKLAMA

– Istnieją dwie formy metanolu: jedna nazywana jest „szarym metanolem”, a druga „zielonym metanolem” lub „e-metanolem”. Chociaż chemicznie są to identyczne substancje, różnią się one pod względem źródeł, z których są pozyskiwane. Zielony metanol jest produkowany w sposób zrównoważony, najczęściej przez wychwyt CO2 z atmosfery, z odpadowych gazów przemysłowych lub z zielonego CO2 z biogazowni. Szary metanol jest natomiast produkowany z paliw kopalnych i nie jest zrównoważony pod względem emisji CO2 – mówi prezes hiPower.

Od UPS-ów przez ładowarki po operacje wojskowe

Jako główną zaletę wykorzystania metanolu dr Gliniak wskazuje wyeliminowanie szeregu problemów związanych z przechowywaniem wodoru.

– W kontekście zielonej energii ważne jest zrozumienie, że wodór jest jedynie nośnikiem energii – medium służącym do jej przechowywania. W naszym systemie mGen używamy metanolu jako nośnika wodoru. To oferuje kilka zalet w porównaniu z bezpośrednim wykorzystaniem wodoru. Na przykład eliminuje potrzebę korzystania z drogich, wysokociśnieniowych zbiorników do przechowywania wodoru oraz związanych z tym środków bezpieczeństwa. Metanol jest cieczą w temperaturze pokojowej i można go przechowywać w prostym plastikowym zbiorniku pod ciśnieniem atmosferycznym, co czyni go bezpieczniejszą i bardziej ekonomiczną alternatywą – zapewnia ekspert.

Mówiąc o obszarach zastosowania ogniwa paliwowego mGen, prezes hiPower wskazuje wiele kontekstów:

• zasilacze UPS dla centrów danych i placówek medycznych – wyższa gęstość energetyczna metanolu zapewni dłuższą autonomię działania urządzenia;
• zasilanie w trudno dostępnych lokalizacjach – łatwe w przechowywaniu i transporcie ogniwo mGen ma być idealnym rozwiązaniem dla takich miejsc jak wieże telekomunikacyjne i odizolowane stacje badawcze;
• operacje wojskowe – także w zastosowaniach mobilnych i sytuacjach awaryjnych ogromnymi zaletami będą łatwość i bezpieczeństwo użycia metanolu;
• mobilne stacje ładowania dla pojazdów elektrycznych – opracowane przez firmę rozwiązanie cechuje się łatwością uzupełniania paliwa, dzięki czemu można je zastosować w przenośnych stacjach ładowania;
• wsparcie energetyczne dla stacjonarnych stacji ładowania – ogniwo paliwowe mGen może dostarczyć dodatkową moc, gdy sieć energetyczna nie jest w stanie sprostać zapotrzebowaniu podczas godzin szczytu;
• pojazdy pierwszej pomocy dla rozładowanych pojazdów elektrycznych – kompaktowe urządzenia mGen można zainstalować w pojazdach świadczących usługi szybkiego zasilania dla rozładowanych samochodów elektrycznych;
• pojazdy ciężarowe i jednostki pływające – wykorzystanie metanolu wyeliminuje potrzebę wdrażania skomplikowanych systemów magazynowania wodoru.

Jak wskazuje Jacek Gliniak, z jednego litra metanolu firma jest w stanie uwolnić około trzech razy więcej wodoru, niż jest w jednym litrze wodoru sprężonym do ciśnienia 700 barów.

Ekspert podkreśla, że dzięki takim zaletom metanolu jak łatwość przechowywania, większa gęstość energetyczna i praktyczność ogniwo paliwowe mGen stanowi przełom w dziedzinie zrównoważonej energetyki. – Już teraz wpływa na różne sektory, zwłaszcza w Azji Południowo-Wschodniej, jako bardziej efektywna alternatywa dla tradycyjnych ogniw wodorowych i generatorów diesla – mówi.

Sprawdzone w praktyce

– Nasze generatory na ogniwach paliwowych mGen są wykorzystywane na przykład do zasilania wież telekomunikacyjnych. Tradycyjnie te wieże są zasilane przez generatory diesla, które nie tylko są źródłem emisji CO2, NOx, SOx i drobnych cząstek stałych (PM), ale też są często głośne i powodują wibracje. W przeciwieństwie do nich nasze systemy mGen oferują zieloną alternatywę, znacząco redukując emisję CO2 i eliminując inne zanieczyszczenia. Ponadto działają one cicho i bez wibracji – opowiada dr Gliniak.

Jako kolejne wdrożenie rozwiązania mGen w praktyce ekspert wskazuje mikrosieci energetyczne. – Jest to w zasadzie system energetyczny, który może działać niezależnie od sieci energetycznej. Może on generować, dystrybuować i regulować przepływ energii elektrycznej na poziomie lokalnym. Gdy tradycyjne odnawialne źródła energii, takie jak energia słoneczna czy wiatrowa, nie generują prądu, mGen może zasilić sieć dodatkową energią i ciepłem – mówi.

Ogniwa mGen trafiły na rynek azjatycki, gdzie wykorzystywane są w mobilnych stacjach ładowania, całkowicie niezależnych od sieci energetycznej.

– W Azji rośnie rynek mobilności elektrycznej i szczególnie dużym rynkiem jest rynek skuterów. Nasze stacje ładowania okazały się skutecznym rozwiązaniem dla tego rodzaju transportu – wyjaśnia dr Gliniak. – Teraz, wchodząc z naszymi produktami na rynki europejskie, planujemy skalować w górę te sprawdzone rozwiązania, aby zaspokoić potrzeby branży samochodów elektrycznych.

Remedium na niedobór mocy w sieci

Prezes hiPower wskazuje na coraz częstszy problem niedoboru mocy w sieciach energetycznych zachodniej Europy, gdzie liczba stacji ładowania samochodów elektrycznych jest znacznie większa niż w Polsce.

REKLAMA

– Z tego powodu coraz częściej się zdarza, że stacje ładowania, które miały dostarczać moc 150 kW, dostarczają zaledwie około 10–20 kW, wydłużając czas ładowania prawie 15-krotnie. Nasze technologie idealnie rozwiązują ten problem, produkując dodatkową energię w przypadku, gdy nie można uzyskać wystarczającej ilości prądu z sieci. W Polsce ten problem jeszcze nie istnieje, bo jest wciąż bardzo mało stacji EV, natomiast z całą pewnością pojawi się i u nas – prognozuje ekspert.

W ramach swojej strategii ekspansji na rynek europejski firma planuje m.in. wdrożyć kilka stacji ładowania dla pojazdów elektrycznych niepodłączonych do sieci energetycznej w południowo-zachodniej Polsce. Spodziewa się jednak, że ze względu na ogromne zapotrzebowanie na produkty firmy w Europie Zachodniej z dużym prawdopodobieństwem stacje takie pojawią się wcześniej w Danii i Francji niż w naszym kraju.

– W Polsce nadal istnieje duża zależność od energii elektrycznej dostarczanej przez sieć energetyczną. Jednak biorąc pod uwagę liczbę stacji ładowania, które musimy zbudować w przyszłości, oraz ogólnie rosnące zużycie energii elektrycznej, nasza obecna sieć energetyczna nie jest w stanie sprostać tym wyzwaniom. Miejsca w Europie, które są znacznie bardziej zaawansowane w zakresie sieci stacji ładowania dla EV, już zaczynają dostrzegać ten problem. Niezdolność do naładowania pojazdu na stacji ładowania stanowi ogromne ryzyko dla wizerunku marketingowego operatora takiej stacji. Te problemy sprawiają że eksponencjalnie rośnie zapotrzebowanie na nasze rozwiązania – stwierdza ekspert.

Czy to się opłaca?

Istotnym aspektem rozwoju technologii jest koszt energii pozyskiwanej za pomocą ogniw paliwowych mGen.

– W Europie Zachodniej istnieje już wiele projektów mających na celu produkcję zielonego metanolu. W Polsce dostępny jest głównie szary metanol. Cena tego surowca oscyluje wokół 500 euro za tonę. Biorąc pod uwagę gęstość metanolu, jeden litr kosztuje około 0,4 euro. W naszym systemie mGen jeden litr metanolu zmieszany z wodą może być przekształcony w około 133 gramy wodoru, co oznacza, że koszt 1 kg wodoru wynosi około 3 euro – wylicza dr Gliniak.

– Aby obliczyć koszt energii z naszego ogniwa paliwowego, trzeba uwzględnić również kilka innych czynników, między innymi koszt wody. mGen jest w stanie produkować energię elektryczną za około 0,25 euro/kWh. Jeżeli dodatkowo wykorzystamy również ciepło, które jest generowane przez nasze urządzenia, koszt energii powinien być niższy od 0,15 euro/kWh – dodaje.

W ostatnim czasie coraz częściej wyrażane są obawy dotyczące opłacalności zastosowania zielonego wodoru w indywidualnym ogrzewnictwie czy transporcie. Jak wyjaśnia Jacek Gliniak, są one w pełni zrozumiałe. Obecnie bowiem występuje etap przejściowy rozwoju tej technologii i zielony wodór wciąż jest relatywnie drogi w porównaniu do tradycyjnych źródeł energii. Dlatego firma promuje alternatywne rozwiązanie bazujące na metanolu.

– Metanol jest obecnie znacznie tańszy w przechowywaniu niż wodór, ponieważ nie wymaga specjalistycznych i kosztownych zbiorników wysokociśnieniowych ani skomplikowanych środków bezpieczeństwa – podkreśla. – Jest to płyn, który można przechowywać w zwykłych plastikowych zbiornikach w temperaturze pokojowej, co znacznie obniża CAPEX i OPEX związane z infrastrukturą magazynowania wodoru.

Jak wskazuje ekspert, trzeba też pamiętać, że przejście na zieloną energię to nie tylko kwestia ekonomii, ale też długoterminowej strategii i ochrony środowiska.

– W miarę jak zwiększa się świadomość na temat zmian klimatu i rosną regulacje, koszty społeczne i środowiskowe pozostawienia rzeczy takimi, jakimi są, stają się coraz bardziej nie do zaakceptowania. W tym kontekście metanol i zielony wodór są jednymi z kluczowych elementów w globalnym wysiłku na rzecz zrównoważonej przyszłości – zaznacza.

Produkcja ogniw paliwowych w Polsce

Spółka hiPower planuje wkrótce wejść na rynek NewConnect, choć wciąż zamierza finansować się głównie z bieżącej działalności operacyjnej. Nie wyklucza jednak pozyskiwania dodatkowych środków finansowych z rynku kapitałowego.

Jednocześnie jako kluczowy element swojej strategii wskazuje uruchomienie linii produkcyjnej ogniw paliwowych w Polsce, aby sprostać rosnącemu popytowi na wyroby firmy i zwiększyć moc produkcyjną.

– Na tej nowej linii zamierzamy wprowadzić automatyzację niektórych procesów, co pomoże w redukcji kosztów produkcji, oraz będziemy kładli nacisk na zmniejszenie śladu węglowego. Ponadto planujemy kontynuować współpracę z naszymi partnerami na Tajwanie w ramach projektów badawczo-rozwojowych. W tym kontekście dodatkowe finansowanie może być wskazane dla rozwoju nowych technologii – podsumowuje dr Jacek Gliniak.