Finlanda construieşte fabrici cu tehnologie genială pentru producţia gazului natural din electricitate, aer şi apă, generând şi căldură pentru oraşe în acest proces

26 Ianuarie 2025, 18:27
Redacţia PiataAuto.md
Finlanda e o ţară care a ţinut întotdeauna la securitatea sa, atât cea directă, cât şi cea energetică, şi a ştiut să fie inventivă în metodele prin care îşi asigură această siguranţă. După ce în anul 2022 a renunţat în totalitate la gazul rusesc şi după ce în 2023 şi-a inaugurat un nou reactor nuclear de 1.600 MW, care i-a permis să-şi acopere o mare parte din consumul de electricitate care revenea anteriori combustibililor fosili, Finlanda a eliberat astfel capacităţi de energie regenerabilă, care pot fi construite în continuare, dar energia din ele nu mai e critică să asigure direct consumul de electricitate în ţară şi poate fi alocată spre alte forme de decarbonizare şi independenţă energetică. În 2023, Finlanda a anunţat şi construcţia celei mai mari fabrici din lume de producţie sintetică a gazului natural din energie regenerabilă, aer şi apă, construcţie care trebuie să fie finalizată în 2026-2027. Între timp, însă, Finlanda a înţeles cât de genială e această tehnologie pentru ea şi a demarat proiectele de aprobare şi construcţie a încă cel puţin şase asemenea fabrici, care-i vor aduce producţia proprie de gaz natural la cifre care vor conta semnificativ în balanţa sa energetică.
Gazul natural, adică metanul, are formula chimică de CH4, iar asta înseamnă că, dacă avem atomii de carbon şi hidrogen ce pot fi extraşi din altă parte, metanul poate fi produs şi sintetic, în condiţii de laborator şi industriale la scară mare, exact după acelaşi principiu cu care şi Porsche îşi produce benzina şi metanolul sintetice, care nu sunt decât alte forme de hidrocarburi, în esenţă. Da, în aceste procese de producţie e nevoie de energie pentru a asigura condiţiile reacţiilor, dar atât timp cât această energie vine din surse regenerabile, ea nu produce poluare şi nu adaugă CO2 în atmosferă. Mai mult ca atât, finlandezii au învăţat să elimine la maxim şi pierderile din acest proces, iar astfel randamentul reacţiilor creşte, şi prin urmare scade şi costul de producţie pe unitate a produsului final. Şi aici lucrurile devin extrem de interesante.
În cazul metanului, el poate fi produs în două etape. În prima fază, e nevoie de producţia hidrogenului prin electroliza apei, exact prin aceleaşi metode şi instalaţii pe care le menţionăm întotdeauna la producţia de hidrogen verde. Instalaţiile de scară industrială cu cel mai mare randament, cunoscute în Europa, sunt produse de Siemens Energy şi au nevoie de 52,5 kWh de electricitate pentru a produce 1 kg de hidrogen. Există şi instalaţii mai puţin eficiente, care consumă 57-60 kWh sau chiar un pic mai mult, dar totodată există şi prototipuri de instalaţii care consumă sub 50 kWh, însă acestea mai trebuie să ajungă la producţia de serie.
Foto: Producţia instalaţiilor de electroliză la Siemens

Ei bine, toate aceste fabrici finlandeze sunt cooptate cu parcuri eoliene şi fotovoltaice, unele cu soluţii locale de stocare a electricităţii, astfel încât electricitatea necesară întregului ciclu de producţie să vină din aceste surse. După ce hidrogenul e produs, acesta e stocat direct în rezervoare la fabrici, pe termen scurt, evitându-se consumul adiţionale de energie pentru transportul lui la alte locaţii.
Apoi, e nevoie de captarea de CO2, iar acest lucru poate fi realizat direct prin compresoare şi procese de filtrare. Dar finlandezii au înţeles între timp că pot construi eventual fabricile noi de producţie a gazului în apropiere de surse de emisie CO2 şi, spre exemplu, fabrica Tampere va captura CO2-ul emis de centrala de reciclare şi incinerare a gunoiului menajer Tarastenjarvi. Această fabrică arde acest gunoi pentru a produce anual 400 GWh de căldură în sistemul centralizat al oraşului Tampere şi 70 GWh de electricitate, aplicând o practică răspândită în ţările scandinave, în care gunoiul menajer e folosit drept sursă primară de căldură pentru oraşe, la fel ca şi în Copenhaga, spre exemplu, sau Ebsjerg. Doar că acum finlandezii vor captura şi o mare parte din acest CO2 rezultat de la arderea acestui gunoi şi-l vor folosi la producţia de gaz natural!
Odată ce fabrica de gaz are asigurat hidrogenul şi CO2-ul, ea va folosi reactoare de metanare, produse de MAN Energy Solution, care vor asigura reacţia principală de producţie a metanului, după schema de mai jos. Deci, combinând CO2 cu hidrogenul, rezultă metanul CH4 şi apa, H2O.
Această reacţie de metanare, are nevoie de o anumită temperatură şi presiune pentru a se produce cu randament corect, deci e nevoie de ceva energie iniţială, dar partea curioasă e că însăşi reacţia e una exotermă, deci generează căldură. Iar finlandezii au înţeles că această emanare de căldură nu poate fi pur şi simplu lăsată să se epuizeze, aşa că o captează şi pe ea şi o direcţionează tot spre încălzirea centralizată a oraşului. Mai mult ca atât, şi la etapa de electroliză pentru producţia hidrogenului de generează căldură, iar finlandezii o captează şi de acolo şi o trimit spre acelaşi sistem de încălzire a oraşului.
Foto: Aşa va arăta noul reactor de metanare produs de MAN Energy Solutions pentru fabrica din Tampere

Astfel, pierderile despre care ştim toţi că au loc la producţia de hidrogen sunt captate la maxim şi transformate în sursă utilă de căldură de finlandezi, iar la ele se adaugă şi căldura generată la producţia de gaz. Dintr-un kilogram de hidrogen, după metanare se vor produce 2 kg de gaz, ceea ce înseamnă că cei vreo 52,5 kWh de energie consumată iniţial se vor distribui în circa 26,75 kWh de electricitate per kilogram de gaz, în timp ce 1 kg de gaz natural conţine circa 15,5 kWh de energie în el. Desigur, cifra de facto a energiei utilizate la producţia unui kilogram de gaz e mult mai mare, pentru că mai e şi captarea şi filtrarea de CO2, dar şi energia necesară pentru reacţia de metanare, doar că aici trebuie să ţinem cont că o mare parte din acea diferenţă mare rezultată şi aparent disipată, n-a fost pierdută, ci a fost captată sub formă de căldură. Pe lângă asta, 1 kg de gaz metan înseamnă circa 1,5 metri cubi de gaz, deci dintr-un kg de hidrogen se obţin în final cam 3 metri cubi de gaz metan.
Foto: Proiectul fabricii din Tampere, Finlanda, de producţie a gazului natural pe cale sintetică

Fabrica finlandeză Tampere, va produce anual 18.000 tone de hidrogen, din care va produce 35.000 tone de gaz natural, ceea ce corespunde unei cantităţi de 35.000.000 kg de gaz, sau 52,15 milioane de metri cubi de gaz, ceea ce corespunde cu o valoare energetică de 542,36 GWh conţinut în acel gaz final rezultat. Pe lângă asta, însă, datorită captării inteligente de căldură, fabrica va livra anual şi 600 GWh de căldură în sistemul de încălzire al oraşului! Deci, captările de căldură în acest caz au o valoare energetică mai mare decât producţia de gaz şi ele s-ar fi putut pur şi simplu pierde!
Foto: Proiectul fabricii din Tampere, Finlanda, de producţie a gazului natural

Fabrica din Tampere, e menţionată de noi pentru că tocmai i-au fost desemnaţi producătorii principalilor componente, fiind semnate contracte cu aceştia, şi construcţia poate deja începe, pentru a fi finalizată în 2027. Dar pe lângă ea, mai există alte 5 fabrici din cele 6 pe care le menţionam:

Fabrica Kerava va produce 6.000 tone de hidrogen anual şi 12.000 tone de metan, ceea ce corespunde cu 17,88 milioane metri cubi, livrând şi 180 GWh de căldură;

Fabrica Lahti va produce 12.000 tone de hidrogen anual şi 24.000 tone de metan, ceea ce corespunde cu 35,76 milioane metri cubi, livrând şi 360 GWh de căldură;

Fabrica Kotka va produce 18.000 tone de hidrogen anual şi 35.000 tone de metan, ceea ce corespunde cu 52,15 milioane metri cubi, livrând şi 200 GWh de căldură;

Fabrica Mikeli va produce 6.000 tone de hidrogen anual şi 12.000 tone de metan, ceea ce corespunde cu 17,88 milioane metri cubi, livrând şi 200 GWh de căldură;

Fabrica Pori va produce 45.000 tone de hidrogen anual şi 90.000 tone de metan, ceea ce corespunde cu 134,1 milioane metri cubi, livrând şi 350 GWh de căldură.
Foto: Proiectul fabricii Kerava

Doar Pori e programată pentru a deveni operaţională în 2028, celelalte fiind programate să opereze începând cu 2027. Iar cele 6 fabrici împreună vor produce anual 310 milioane de metri cubi de gaz natural. Finlanda consuma cândva peste 2 miliarde de metri cubi anual, dar din 2022 şi-a redus drastic consumul, cu o uşoară revenire în ultimii ani, iar în 2024 el a constituit circa 1,35 miliarde de metri cubi. Asta înseamnă că gazul produs de cele 6 fabrici va putea acoperi 23% din tot consumul naţional de gaz natural! E o contribuţie imensă, deci, iar partea cea mai frumoasă e că arderea acestui gaz în toate domeniile actuale, de la industrie la termocentrale, nu va emite CO2 nou în atmosferă, ci doar acelaşi CO2 captat în etapele de producţie!
Foto: Proiectul fabricii de gaz din Lahti, Finlanda

Iar partea care e nevăzută în raportul de mai sus e că pe lângă cei 310 milioane de metri cubi de gaz produs, aceeaşi tehnologie mai asigură şi livrarea de 1.900 GWh de căldură în sistemele centralizate ale oraşelor, iar asta înseamnă că acele oraşe nu vor trebui să consume gaz sau alţi combustibili fosili pentru încălzire. Prin urmare, consumul total de gaz în Finlanda va scădea, iar cei 310 milioane de metri cubi nu vor reprezenta doar 23%, ci mai mult, probabil peste 30%!
Foto: Aşa arată principiul de funcţionare a tehnologiei aplicată de cele 6 fabrici finlandeze

Deci, e o contribuţie majoră, care va schimba semnificativ structura sistemului energetic al Finlandei şi îi a permite acestei ţări să devină şi mai independentă energetic şi curată, producând o treime din gazul necesar ei, aşa cum spuneam, din soare, vânt, aer, apă şi chiar gunoi menajer, totul printr-o tehnologie cu cicluri complete integrate în ea până la o formă finală de-a dreptul genială!
2
40,354
COMENTARII (0)
Fiţi primul care comentează această ştire!
COMENTARIUL MEU
Trebuie să fiţi logat pentru a putea comenta
Logare | Înregistrare
COMENTARII FACEBOOK
Înapoi
    Logare PiataAuto.md
Login:
Parola:
Memorizeaza-ma
Ai uitat parola?
Eşti nou aici? Atunci înregistrează-te!