Strojnícka fakulta Žilinskej univerzity v Žiline (SjF UNIZA) vďaka technickému riešeniu na uskladnenie energie zemného plynu rozvíja inovatívne skladovanie neobnoviteľných zdrojov energie. Tvorba hydrátov zemného plynu a emisií skleníkových plynov je sľubnou novou technológiou, ktorá môže vyriešiť celosvetové energetické nároky pre budúce generácie.
Obnoviteľné zdroje energie sú zaujímavým a perspektívnym zdrojom energie, ktorých využívanie nezanecháva v prostredí negatívne dopady. Ich najväčším problémom je ale ich náhodnosť – smer a intenzita vetra sa menia takmer okamžite, slnečná intenzita sa mení neustále a zrazu sa výkon takejto elektrárne blíži k nule. Preto je nutné zamýšľať sa nad problematikou skladovania energie. Skladovať elektrickú energiu je možné, i keď finančne náročné. Ako je to ale s plynnými palivami, ktoré sa využívajú v domácnosti?
Jedným z perspektívnych inovatívnych projektov budúcnosti je skladovanie energie plynu tvorbou hydrátov. Hydrát je zlúčenina vody a uhľovodíka, napríklad zemného plynu. Je považovaný za zdroj energie budúcnosti, najmä pre krajiny s obmedzeným prístupom k neobnoviteľným zdrojom energie (NZ) pomocou bežných energetických trás. Najväčšou výhodou hydrátu zemného plynu je jeho skladovanie z hľadiska kapacity rovnako ako bezpečnosť skladovania, ktorá je možná pri vyšších teplotách a nižších tlakoch v porovnaní s inými technológiami skladovania, napríklad skvapalnením alebo stlačením. Zemný plyn sa spaľuje zo všetkých fosílnych palív najčistejšie a vzniká pri ňom menej oxidu uhličitého.
V súčasnej dobe sú v prevádzke experimentálne zariadenia na výrobu hydrátov najmä v Japonsku a v USA. Na Slovensku sa technológii tvorbe hydrátov venujú na Strojníckej fakulte Žilinskej univerzity v Žiline (SjF), na Katedre energetickej techniky. SjF UNIZA je jediné pracovisko na Slovensku, kde prebieha výskum priemyselného využitia technológií pre výrobu hydrátu plynu. Odborníci zo SjF pod vedením prof. M. Malcha navrhli technické riešenie tvorby hydrátov plynu v zariadení na uskladnenie energie zemného plynu tvorbou hydrátov.
Technológia umožňuje jeho výrobu vo forme vhodnej na prepravu a dlhodobé skladovanie bez prídavného chladenia. Zariadenie je výnimočné využitím uzatvoreného cyklu, kde sa hydrát nevyrába v reaktore vplyvom statického tlaku, ale využíva sa dynamický efekt atomizácie vody v tryske. Zmes plynu a vody prúdi v uzatvorenom okruhu, čo umožňuje okrem iného znižovať náklady na pohon čerpadiel. Tento spôsob akumulácie energie je tiež možné využívať na uskladnenie metánu z bioplynových staníc a rozšíriť využitie tohto obnoviteľného zdroja energie.
Využitie hydrátov zemného plynu má významný vplyv aj na spotrebiteľov. Z hľadiska efektívneho hospodárenia by našiel využitie v čase zvýšenej spotreby energie, čo by v konečnom dôsledku znížilo finančné náklady spotrebiteľa za odber zemného plynu. Zemný plyn sa používa hlavne ako energetický zdroj na vykurovanie, varenie a na výrobu elektriny. Ale aj ako palivo v doprave a ako chemická surovina. Môže byť transformovaný do kvapalnej formy, ktorá je oveľa čistejšia ako uhlie alebo ropa a zaberá oveľa menej miesta ako v plynnej forme.
Technológia na uskladnenie energie zemného plynu tvorbou hydrátov by mohla podľa súčasných vedeckých a technických informácií prispieť k efektívnejšiemu skladovaniu, transportu a následnej produkcii energie, k nižším logistickým aj prevádzkovým nákladom a k nižším ekologických rizikám. Dopyt po tomto zdroji na ukladanie energie by ho napokon mohol urobiť ekonomicky výhodnejším oproti iným formám ukladania energie plynných palív.
Hydrát plynu vzhľadom pripomína biely ľad, ale rozhodne sa ako ľad nespráva. Pokiaľ ho vystavíme tlaku a teplotám iným ako pri ktorých je stabilný, pevná kryštalická mriežka sa rozpustí na vodu a metán sa začne uvoľňovať ako plyn. Ak priložíme k hydrátu plynu horiace zápalku, unikajúci metán vzplanie, čo spôsobí zaujímavý úkaz - horiaci ľad. Hydráty sú stabilné iba za špecifických podmienok (tlak, teplota, salinita vody). Približne 95% hydrátov je uložených v oceánoch, pri pobrežiach kontinentov, v morských sedimentoch v hĺbkach 300 m až do 4000 m. Vyskytujú sa však aj v polárnych oblastiach, v trvalo zmrznutej pôde.
„Sme hrdí na to, že na Strojníckej fakulte, SjF UNIZA, máme špičkových odborníkov a výskumníkov, ktorí reagujú na aktuálne výzvy, spolupracujú a vyvíjajú nové a vysoko účinné technológie. Technológia využitia hydrátov plynu môže byť veľkým zdrojom energie pre nasledujúce desaťročia kdekoľvek na svete,“ povedal prof. RNDr. Milan Malcho, PhD. , vedúci Katedry energetickej techniky, SjF UNIZA.
