Europejski Zielony Ład koncentruje się na elektryfikacji. Nie jest jednak możliwe przejście na energię elektryczną we wszystkich sektorach. Panele słoneczne i turbiny wiatrowe są bardzo popularne w sektorze rolniczym, ale wykorzystanie energii elektrycznej w gospodarstwie pozostaje ograniczone. Jakie są inne opcje?
Produkcji turbin wiatrowych i paneli słonecznych nie da się dostosować do zapotrzebowania, a możliwości tymczasowego magazynowania energii elektrycznej jest obecnie niewiele. Wodór natomiast można wykorzystać do magazynowania energii w celu zbilansowania zmiennych przepływów energii odnawialnej, nadaje się jako paliwo, a także można go wykorzystać w gospodarstwie rolnym. To jeden z powodów, dla których syn amerykańskiego rolnika Jay Schmuecker eksperymentuje z wodorem od 2019 roku.
Schmuecker studiował na MIT i zrobił karierę w NASA. Ale rolnictwo nigdy go całkowicie nie opuściło. Obliczył, że firma o powierzchni 130 hektarów potrzebowałaby około 1400 kilogramów wodoru do uprawy gleby i siewu. Instalacja wytwarzająca taką ilość energii jest zdecydowanie za droga. Dlatego zdecydował się zbudować konfigurację testową pokrywającą 10% tego zapotrzebowania. Cel? Udowodnienie, że wodór można wykorzystać w praktyczny sposób i że przedsiębiorstwo rolne jest w stanie zaspokoić własne potrzeby energetyczne.
Pomysł nie jest nowy
Wydaje się jednak, że zainteresowanie wodorem widać już od jakiegoś czasu. Allis Chalmers wprowadziła na rynek prototypowy ciągnik wodorowy już w 1959 r., a firma New Holland wprowadziła na rynek model studyjny w 2009 r. Nie było jednak dostępnego gotowego modelu, a ogniwa paliwowe okazały się zbyt drogie. Zamiast tego Schmuecker zdecydował się na przerobiony silnik spalinowy. „Ten silnik jest zamontowany w używanym «John Deere 7810», a na dachu ciągnika wykonano ramę na zbiorniki paliwa.”
Firma przeprowadzająca regulację zwróciła także uwagę Schmueckerowi na możliwości wykorzystania amoniaku jako paliwa. Gęstość energii jest dwukrotnie większa od wodoru, substancja jest łatwa w transporcie, a także nie jest podatna na wybuchy. Dodatkową zaletą jest możliwość produkcji nawozu (oprócz paliwa). W skrócie: zmodyfikowany ciągnik może jeździć na czystym wodorze lub na mieszance wodoru i paliwa.
Metodą prób i błędów
Syn amerykańskiego rolnika sam zaprojektował instalację. Na początku projektu nie było porównywalnych projektów. To spowodowało problemy. Na przykład w przypadku pierwszego reaktora amoniaku występowały pewne problemy z wstępnym ogrzaniem zbiornika w stopniu wystarczającym do zainicjowania reakcji. Schmuecker posiada obecnie aktywną instalację i produkuje partie wodoru, azotu i amoniaku. Udowodnił zatem, że przy obecnej technologii możliwa jest produkcja paliw i nawozów w przedsiębiorstwie rolniczym.
Istnieje jednak wiele punktów, które należy poprawić, zanim system stanie się interesujący z komercyjnego punktu widzenia. „Cena jest nadal zbyt wysoka. W ciągu 10 lat pracy maszyny stały się o połowę do dwóch trzecich tańsze, ale nie mogą jeszcze konkurować z konwencjonalnymi paliwami i nawozami” – mówi Schmuecker. „W mojej instalacji wykorzystuję wyłącznie panele słoneczne. Zapewniają one energię wystarczającą na średnio 5,5 do 6 godzin dziennie w ciągu roku. Dzięki turbinie wiatrowej mógłbym używać maszyn przez więcej godzin”.