Traktor na wodór?

Krajowe media obiegła wiadomość o przedsiębiorczym rolniku, który „przerobił swój traktor na wodę i jeździ na wodór”. Z jednej strony ogromne, międzynarodowe koncerny inwestujące miliony, jeśli nie miliardy dolarów w badania i rozwój technologii wodorowych. Z drugiej strony sympatyczny traktorzysta, który dzięki inwestycji za parę tysięcy złotych korzysta z dobrodziejstw zeroemisyjnej technologii i darmowej energii. Niestety, po bliższej lekturze okazuje się, że do skonstruowania perpetuum mobile prowadzi jeszcze długa droga, nie znaczy to jednak, że wodór nie może odegrać istotnej roli w zrównoważonym rolnictwie.

W jednym z wywiadów rolnik wykorzystujący „instalację wodorową” informuje, że pozwala mu ona na osiągnięcie 30 proc. oszczędności paliwa. W odróżnieniu od stosowanych np. w Toyocie Mirai czy Hyundaiu Nexo wodorowych ogniw paliwowych, wspomniana instalacja wytwarza mieszaninę wodoru i tlenu, czyli tzw. gaz Browna (HHO), ale tylko jako uzupełnienie dla oleju napędowego. Chociaż istnieją badania naukowe, które przy pewnych parametrach wykazały zwiększenie momentu obrotowego silnika przy zastosowaniu HHO, to jego stosowanie może również prowadzić do przedwczesnego zapłonu i zmniejszenia mocy silnika. Dlatego zapewne to rozwiązanie nie zostało do tej pory wdrożone przez producentów pojazdów.

Inne podejście proponują inżynierowie z niemieckiej firmy Deutz specjalizującej się w produkcji silników do ciągników rolniczych. W sierpniu 2021 roku przedstawili oni swój pierwszy silnik TCG 7.8 H2, zasilany wodorem. Jednostka wykorzystuje sprawdzoną wysokoprężną, sześciocylindrową konstrukcję o pojemności 7,8 litra. Silnik o mocy 200 kW zapewnia dostęp do czystej i cichej energii. W pierwszej kolejności ma znaleźć zastosowanie w urządzeniach stacjonarnych i generatorach prądu, a już w 2022 roku ma trafić do testów u użytkownika końcowego.

Zmodyfikowane silniki wysokoprężne mogą stanowić etap przejściowy w drodze do rozpowszechnienia czystego, zeroemisyjnego wodoru. Przemysł nawozowy, chemiczny i rafineryjny generuje duże ilości wodoru odpadowego, którego oczyszczenie do poziomu wykorzystywanego w ogniwach paliwowych, tak zwanych pięciu dziewiątek jest trudne i kosztowne. Dlatego rozpowszechnienie technologii spalania może stanowić ciekawą alternatywę zanim elektrolizery i zielony wodór staną się tańsze i dostępniejsze

Prof. Ireneusz Pielecha.

Już teraz wodór, o czym nie wszyscy wiedzą jest szeroko wykorzystywany właśnie w rolnictwie. Producenci amoniaku zużywają corocznie ok. 27 proc. światowej produkcji wodoru, a większość globalnej produkcji amoniaku wykorzystywana jest do wytwarzania nawozów. Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) prognozuje, że produkcja amoniaku osiągnie szczyt w okolicach roku 2040. Dzięki rozwojowi technologii produkcji nawozów sztucznych oraz precyzyjnego nawożenia w kolejnych dekadach zmniejszy się popyt na nawozy azotowe.

Wbrew pozorom, postępowi mogą sprzyjać rosnące ceny konwencjonalnej energii i nawozów. Rolnicy, zamiast jednolitego nawożenia coraz częściej korzystają z wyrafinowanych technologii pozwalających na precyzyjne dozowanie dostosowane do parametrów gleby. Podobnie, wraz ze wzrostem cen paliw kopalnych i energii elektrycznej coraz bardziej opłacalne będą się stawać alternatywne źródła energii.

W Niemczech działa już ok. 10 tys. niewielkich biogazowni produkujących biogaz ze źródeł własnych, najczęściej z gnojowicy. Produkowany gaz wykorzystywany jest do ogrzewania gospodarstw i produkcji energii elektrycznej. W Polsce również rośnie liczba biogazowni. Według rejestru Krajowego Ośrodka Wsparcia Rolnictwa liczy ona ponad 100 instalacji o zainstalowanej mocy ok. 120 MWe. Najbardziej opłacalne jest oczyszczenie biogazu ze związków siarki i innych zanieczyszczeń. Natomiast wprowadzanie biogazu do sieci lub zastosowanie w postaci paliwa transportowego wymaga usunięcia z biogazu dwutlenku węgla. Pierwsza w Polsce instalacja do produkcji biowodoru ma wkrótce ruszyć w należącej do Orlenu rafinerii w Trzebini. Firma zapowiedziała już stworzenie sieci biogazowni.

Jedną z metod uzdatnienia biogazu do biometanu jest technologia power-to-gas, w której nadmiar energii elektrycznej, np. na farmie wiatrowej wykorzystywany jest do zasilania elektrolizera produkującego wodór. W ten sposób powstaje biologiczna bateria, która pozwala zmagazynować nadwyżki energii wiatrowej. Czy takie rozwiązania mogą stać się energetycznym perpetuum mobile dla gospodarstw rolnych? Na to trzeba będzie jeszcze trochę poczekać, ale z pewnością jest to bardziej obiecujące niż technologia HHO.

https://wiescirolnicze.pl/technika/instalacje-gazowe-i-wodorowe-w-ciagnikach-temat-wart-uwagi/

https://www.farmer.pl/technika-rolnicza/co-nas-czeka-po-ropie-alternatywne-paliwa-w-rolnictwie,104200.html

https://www.deutz.com/en/investor-relations/investor-news/deutz-hydrogen-engine-ready-for-the-market

https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050

https://www.ure.gov.pl/pl/oze/potencjal-krajowy-oze/5753,Moc-zainstalowana-MW.html

https://www.kowr.gov.pl/uploads/pliki/oze/biogaz/Rejestr%20wytw%C3%B3rc%C3%B3w%20biogazu%20rolniczego%20z%20dnia%2016.04.2021%20r..pdf

https://motoryzacja.interia.pl/wiadomosci/producenci/news-generator-wodoru-zamiast-lpg-to-tak-jakby-do-jeziora-wlac-sz,nId,2400956

https://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-e67e475c-6acc-4116-bd3a-dc4a9bbc7c6b/c/82_268_BiE_WOZNIAK_LONGWIC_GORSKI.pdf

http://archiwum.inig.pl/INST/nafta-gaz/nafta-gaz/Nafta-Gaz-2014-02-04.pdf

https://wysokienapiecie.pl/21059-biometan-pomoze-zazielenic-gaz-czy-w-polsce/

https://www.orlen.pl/pl/o-firmie/media/komunikaty-prasowe/2021/orlen-poludnie-finalizuje-inwestycje-w-ekologiczny-glikol

Redakcja