Bratislava 28. apríla 2022 – Primiešavanie vodíka do zemného plynu, čistý vodík a syntetický metán sú troma smermi, ktorými sa spoločnosť NAFTA uberá vo svojich vodíkových projektoch. Na hybridnom workshope Slovenského plynárenského a naftového zväzu „Vodíkové projekty v plynárenstve ako príspevok k energetickej sebestačnosti“ to povedal Roman Zavada, ktorý v spoločnosti NAFTA vedie oddelenie inovácií.
Pripomenul, že NAFTA sa vodíkovej problematike venuje už 10 rokov, od začiatku projektu Sun Storage v Rakúsku, ktorý mal demonštrovať reálnosť konceptu skladovania energie vo forme vodíka v poréznom type zásobníka zemného plynu – typ, ktorý máme na Slovensku – a skúmal vplyv vodíka v zmesi so zemným plynom na technológiu zásobníka. Podľa záverov projektu z rokov 2017 a 2018 je skladovanie 10 % vodíka v poréznom ložisku možné a neboli pozorované negatívne vplyvy, skonštatoval Zavada s tým, že projekt priniesol aj ďalšie otázky, ktoré si vyžadujú ďalší výskum.
Pokiaľ ide o aktuálne vodíkové projekty spoločnosti NAFTA, delia sa podľa zástupcu spoločnosti na tri smery rozvoja. „Prvý smer je primiešavanie vodíka do zemného plynu, blending. Druhý smer predstavuje čistý vodík. Treťou osou je syntetický metán, resp. biometán, ale zameranie je na syntetický metán,“ uviedol Zavada.
Blending
V súvislosti s prvým smerom rozvoja poukázal na decembrový návrh plynárenského balíčka, ktorý hovorí, že od októbra 2025 majú plynárenské firmy umožniť 5 % vodíka vo svojej infraštruktúre, preto aj interný projekt spoločnosti NAFTA posudzuje vplyv 5 % vodíka na jej zásobník.
Napriek tomu, že v minulosti sa svietiplyn skladoval bez toho, že by boli zaznamenané veľké problémy, pristúpila NAFTA k projektu zodpovedne, zdôraznil Zavada. V technickej časti sa posudzuje ložisko (hornina), ktoré sa nedá ovplyvniť a buď je vhodné alebo nie. V rámci posudzovania je analyzovaný vplyv vodíka a potenciálne geochemické reakcie. Pod nimi si treba predstaviť reakciu vodíka s minerálmi v ložisku a vznik rôznych produktov.
Skúmajú sa aj možné mikrobiálne reakcie, pričom v ložisku môže vznikať metán aj sírovodík, vysvetlil Zavada. V rámci Sun Storage podľa jeho slov tieto efekty neboli pozorované, ale každý objekt je iný, preto je potrebný zodpovedný prístup. Momentálne sa tieto analýzy robia s výskumnými inštitúciami. Tretím krokom pri posudzovaní ložiska je upgrade existujúcich modelov, ktoré zahrnú získané poznatky.
Pokiaľ ide o sondy, posudzuje sa vplyvu vodíka na materiály a integritu sond.
Najkomplexnejšou časťou je povrchová technológia. Zavada zdôraznil, že zásobník má značne odlišné podmienky, nie je v ňom konštantný tlak. Tlak je nízky, keď je zásobník prázdny a vysoký, keď je zásobník plný, teda v závislosti od režimu. „Máme oveľa vyššie tlaky. Máme vlhký plyn, kým ho vysušíme a prímesi ďalších vecí, môžu tam byť vyššie uhľovodíky,“ opísal Zavada. „Na toto všetko sa potrebujeme pozrieť, či vodík za týchto podmienok môže mať vplyv na materiály, kompresory a podobne,“ doplnil.
V rámci veľkých zariadení sa diskutuje s ich výrobcami, pokiaľ ide o materiály, tesnenia, atď. ide o testy aj v rámci plynárenskej skupiny s distribúciou a tranzitom.
H2I-Storage
Ďalším projektom, na ktorom pracujeme, je H2I-Storage, ktorý sa uchádza o štatút IPCEI a prešiel pre-notifikáciou Slovenska,“ uviedol Zavada. Bol nominovaný do prvej IPCEI vlny. Minulé leto ho spoločnosť podala na EK, ktorá ho momentálne hodnotí. „Cieľom projektu je zmapovať možnosti Slovenska, nájsť vhodné geologické štruktúry, kde by sa vodík dal na Slovensku skladovať,“ ozrejmil zástupca spoločnosti NAFTA s tým, že H2I-S je rozdelený do dvoch fáz.
„Cieľom R&D (výskum a vývoj) fázy je povedať, maximálne koľko percent vodíka môžeme pre danú štruktúru skladovať. Nechceme ísť štýlom, že si povieme 20 %. Chceme to robiť na základe výskumu. Môže to byť 20, 50 alebo 100 %, čiže testy chceme robiť do 100 % vodíka,“ vysvetlil Zavada.
R&D zahŕňa skríning potenciálnych možností skladovania H2 v SR, nasledovať bude laboratórny výskum. V rámci neho sa bude testovať vplyv vodíka na horninu, geochemické reakcie pri rôznych tlakoch a podmienkach, mikrobiálne reakcie, vplyv vodíka na tesniacu vrstvu. Výstupom bude výber vhodnej štruktúry a definovanie maximálnej koncentrácie H2. Zavada v tejto súvislosti uviedol, že projekt bude realizovaný v spolupráci s výskumnými inštitúciami na Slovensku aj v zahraničí.
Tretím krokom po skríningu a výskume je vytvorenie modelov. „Získame dáta z laboratórií, pripravíme modely, ako sa bude vodík v ložisku správať a nasledovať bude pilot,“ uviedol Zavada.
Štvrtá časť zahŕňa výskum vplyvu H2 na infraštruktúru, teda samotné materiály. „Máme iné tlaky, teploty, iné zloženie plynu. Pre takéto podmienky zatiaľ neexistuje žiadna databáza, ako sa vodík môže správať,“ zdôraznil Zavada s tým, že projekt je z pohľadu spoločnosti „beyond state of the art“, a zdá sa, že Komisia ho vníma podobne.
V druhej fáze projektu – FID (prvé priemyselné nasadenie) bude vybudovaná samotná technológia, v rámci ktorej sa vodík vyrobí pre účely uskladnenia a následne prebehne viacero cyklov, keď sa vtlačí a vyťaží vodík. „Viac cyklov je potrebných, aby sme videli trend,“ poznamenal Zavada s tým, že sa môžu vyskytnúť rôzne javy. Ak aj vyjde z R&D fázy, že je možné dať 100 % úložiska, nebude tam 100 %. „My máme v úložisku tzv. cushion gas – poduškový plyn, momentálne je to zemný plyn. To znamená, že vodík sa s ním premieša a chceme vidieť trend. Či tam bude 20, 50, 100 % uvidíme. Trendy tam budú a cyklov je potrebné urobiť viac,“ zdôraznil odborník s poukázaním na Sun Storage, kde bol iba jeden cyklus a výsledky sa interpretovali ťažko.
Špecialitou projektu bude tzv. deblending facility – technológia na separovanie vodíka. Bude slúžiť na to, aby sa prípadnému zákazníkovi, ktorý prinesie plyn v istej koncentrácii, a ten sa potom zmieša s cushion gas, mohol vrátiť v požadovanej kvalite. Technológia musí byť testovaná vo flexibilných podmienkach, ktoré zásobník dáva. Technológie na trhu sú, ale dané na konštantné pomery, na rozdiel od pomerov s rôznymi tlakmi a teplotami v prípade zásobníka spoločnosti NAFTA. Koniec projektu je plánovaný na záver roka 2029.
Ďalšie projekty
NAFTA je partnerom aj v ďalších troch projektoch. HyUSPRe aj Hystories sú financované z rovnakej výzvy EK, majú rovnaký rozsah. EK štandardne nikdy nepodporuje dva rovnaké projekty. Tu urobila výnimku vzhľadom na nedostatok informácií z danej oblasti a nedostatok soľných kavern v Európe na skladovanie vodíka a prevažná časť plynu sa skladuje v poréznych ložiskách, ktoré je preto potrebné skúmať, vysvetlil Zavada.
Cieľom je zmapovať porézne ložiská, zistiť vplyv vodíka na ne, koľko percent vodíka v nich možno skladovať. V rámci projektov budú vykonané aj laboratórne testy. Projekty sa od seba odlišujú, v rámci HyUSPRe je viac laboratórneho výskumu, Hystories je viac orientovaný na modelovanie. Projekty sa však dohodli na vzájomnej komunikácii, preto budú zaujímavé jednotlivé zistenia a prepojenia, konštatoval Zavada.
Projektu HyUSPRe sa zúčastňujú top výskumné inštitúcie, univerzity a partneri z priemyslu najväčšie európske plynárenské firmy. NAFTA je priemyselným partnerom.
Cieľom je okrem iného vytvoriť roadmap, v rámci ktorej majú projekty ukázať, kde je potenciálna výroba vodíka, ako ho možno dopravovať, skladovať a kde bude spotreba. Čiže vytvorenie systému, s ktorým chce komisia ďalej pracovať, aj v rámci toho, kde chce projekty podporovať.
NAFTA je priemyselným partnerom aj v ďalšom európskom projekte BIO-UGS. Ide v ňom o syntetický metán, napriek tomu je aj o vodíku. Jeho cieľom je zmapovať ložiská v Nemecku a zodpovedať otázku, či by mohli fungovať ako potenciálny mikrobiálny reaktor. Do ložiska by sa vtlačil vodík v zmesi s CO2 a zisťovalo by sa, či baktérie prítomné v ložiskách sú schopné spracovať túto zmes, pričom by sa ťažil metán, ozrejmil Zavada.
Takéto projekty sú podľa neho obvykle v malých reaktoroch nad zemou, tento je pod zemou, čiže využíva, čo je k dispozícii a šetrí capex. Zároveň rieši aj druhú otázku. „Všetko sa nedá dekarbonizovať a ani v budúcnosti sa nebude dať, myslím priemysel. A toto je cesta, akou sa dá uzavrieť kruh, aby CO2 koloval,“ uzavrel Roman Zavada zo spoločnosti NAFTA.