19/3/2025…
Στο χιονισμένο Χοκάιντο, ένα νησί στη βόρεια Ιαπωνία, ο κρύος αέρας μεταφέρει την έντονη μυρωδιά της κοπριάς των αγελάδων από την ακμάζουσα γαλακτοβιομηχανία της περιοχής.
Καταλαμβάνοντας το 20% της έκτασης της χώρας το νησί αυτό είναι το δεύτερο μεγαλύτερο μετά την νήσο Χονσού. Φιλοξενεί σχεδόν ένα εκατομμύριο αγελάδες οι οποίες παράγουν πάνω από το 50% του γάλακτος και των γαλακτοκομικών προϊόντων της χώρας. Εκτός όμως από την παραγωγή γάλακτος και γαλακτοκομικών προϊόντων μια φάρμα θέλει να μετατρέψει το δύσοσμο προϊόν σε κάτι πολύτιμο.
Υδρογόνο από κοπριά βοοειδών στην Ιαπωνία
Με την ενέργεια να αποτελεί ένα σύγχρονο «υπερόπλο» και τα ορυκτά καύσιμα να μην αποτελούν την πρώτη επιλογή ο άνθρωπος αναζητά νέες μορφές ενέργειας «καθαρές» για το περιβάλλον. Το υδρογόνο αποτελεί μια λύση.
Όταν καίγεται το υδρογόνο δεν εκπέμπει άνθρακα γεγονός που το καθιστά ελκυστική εναλλακτική λύση έναντι των ορυκτών καυσίμων. Υπάρχουν ελπίδες ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως βιώσιμο καύσιμο για την θέρμανση σπιτιών και την τροφοδοσία αυτοκινήτων, τρένων, αεροσκαφών και πλοίων στο μέλλον.
Ο πλέον διαδεδομένος τρόπος παραγωγής υδρογόνου σήμερα περιλαμβάνει τη χρήση μεθανίου, ενός ορυκτού καυσίμου που βρίσκεται βαθιά στο υπέδαφος με ότι αυτό συνεπάγεται. Το υδρογόνο μπορεί επίσης να παραχθεί με διάσπαση νερού και χρήση ηλεκτρικής ενέργειας αλλά αλλά η μέθοδος αυτή είναι αρκετά δαπανηρή και είναι συμφέρουσα μόνο εάν χρησιμοποιούνται ανανεώσιμες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας.
Η φάρμα υδρογόνου Shikaoi, ωστόσο, χρησιμοποιεί μια διαφορετική πηγή – ένα απόβλητο που δεν υπάρχει έλλειψη στο Χοκάιντο. Σύμφωνα με το BBC, περίπου 20 εκατομμύρια τόνοι κοπριάς αγελάδων παράγονται στο νησί ετησίως. Η μη ορθή χρήση της κοπριάς προκαλεί περιβαλλοντική επιβάρυνση και επηρεάζει την ποιότητα των υδάτων εάν αφεθεί να διαρρεύσει σε ρέματα και ποτάμια.
Μπορεί αντ’ αυτού να χρησιμοποιηθεί ως πηγή βιώσιμης ενέργειας;
Από το μεθάνιο στο υδρογόνο
Η Ιαπωνία καινοτομεί. Το 2015 το υπουργείο Περιβάλλοντος της χώρας ξεκίνησε ένα project που αποσκοπεί στη μετατροπή γεωργικών υποπροϊόντων σε υδρογόνο για τον εφοδιασμό της τοπικής αγροτικής κοινότητας στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας. Τα περιττώματα και τα ούρα των αγελάδων συλλέγονται από τις τοπικές γαλακτοπαραγωγικές φάρμες πριν τροφοδοτηθούν σε έναν αναερόβιο χωνευτήρα. Τα βακτήρια διασπούν τα οργανικά απόβλητα για να παράγουν βιοαέριο και ένα υγρό λίπασμα. Το βιοαέριο στη συνέχεια μετατρέπεται σε μεθάνιο που χρησιμοποιείται για την παραγωγή υδρογόνου.
Το εργοστάσιο έχει δυναμικότητα παραγωγής υδρογόνου 70 κυβικών μέτρων (18.500 γαλόνια), με ένα σταθμό ανεφοδιασμού που μπορεί να γεμίσει περίπου 28 οχήματα εφοδιασμένα με κυψέλες υδρογόνου την ημέρα. Ο σταθμός ανεφοδιασμού του εργοστασίου έχει σχεδιαστεί ειδικά για να εξυπηρετεί γεωργικά οχήματα, όπως τρακτέρ και περονοφόρα οχήματα. Αυτά τα αγροτικά οχήματα είναι δύσκολο να ηλεκτροδοτηθούν με μπαταρίες λόγω του μεγέθους τους και του είδους των εργασιών που εκτελούν. Τα οχήματα που κινούνται με υδρογόνο χρησιμοποιούνται γύρω από τους χώρους των γεωργικών εκμεταλλεύσεων, μειώνοντας τις εκπομπές ρύπων που θα δημιουργούνταν με τη χρήση άλλων πηγών καυσίμων.
Το υδρογόνο που παράγεται αποθηκεύεται επίσης σε δοχεία που μεταφέρονται για την παροχή ενέργειας και θερμότητας σε άλλες εγκαταστάσεις της περιοχής.
Υπάρχουν και σοβαρά εμπόδια…
Αλλά το υδρογόνο δεν είναι απαλλαγμένο από προβλήματα. Πρέπει να αποθηκεύεται σε δεξαμενές υψηλής πίεσης ως αέριο και μπορεί να είναι ευάλωτο σε διαρροές λόγω του χαμηλού μοριακού του βάρους. Αποθηκεύεται σε μεταλλικά δοχεία και αναφλέγεται εύκολα έτσι χρειάζονται πρόσθετα μέτρα ασφαλείας.
Το υδρογόνο μπορεί επίσης να αποθηκευτεί ως υγρό με κατάψυξη σε κρυογονικές θερμοκρασίες κάτω των -253C, αλλά αυτό μπορεί να είναι ενεργοβόρο και απαιτεί πρόσθετες υποδομές.
Εκτός όμως από αυτά τα εμπόδια, το έργο της φάρμας υδρογόνου στο Χοκάιντο αντιμετωπίζει και άλλες προκλήσεις. Οι θερμοκρασίες υπό το μηδέν τον χειμώνα απαιτούν νέες τεχνολογίες για τη σταθερή παραγωγή υδρογόνου χωρίς να παγώνουν οι μικρές ποσότητες υδρατμών που περιέχονται στο μεθάνιο.
Η χρήση γεωργικών αποβλήτων ως πηγή μεθανίου για την παραγωγή υδρογόνου είναι σχετικά ασυνήθιστη, αλλά τελικά χρησιμοποιεί την ίδια διαδικασία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή υδρογόνου από φυσικό αέριο. Όμως, στην περίπτωση της κοπριάς των αγελάδων οι προοπτικές είναι βιώσιμες καθώς ο άνθρακας αυτός προέρχεται από το γρασίδι που έβοσκαν οι αγελάδες και θεωρείται ουδέτερος.
Σε πρώτη φάση η ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή και την αποθήκευση του υδρογόνου προέρχεται από το εθνικό δίκτυο. Στο μέλλον όμως υπάρχει δυνατότητα στροφής προς την πράσινη ενέργεια δεδομένου του πολλά υποσχόμενου θαλάσσιου, αιολικού και γεωθερμικού πλούτου του Χοκάιντο, μειώνοντας έτσι τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Τέλος, στην παρούσα φάση, το υψηλό κόστος του υδρογόνου σε σύγκριση με τα ορυκτά καύσιμα και η χαμηλή ζήτηση σημαίνουν ότι η επέκταση της λειτουργίας του εργοστασίου είναι δύσκολη αλλά ένα πρώτο και σημαντικό βήμα έχει γίνει. Για να ενθαρρυνθεί η υιοθέτηση οχημάτων υδρογόνου στην περιοχή, οι τιμές του υδρογόνου επιδοτούνται πλησιάζοντας στο κόστος της βενζίνης. Σταθμοί ανεφοδιασμού υδρογόνου αναπτύσσονται επίσης σε μεγάλες πόλεις του Χοκάιντο, όπως το Σαπόρο και το Μουροράν.
Κυκλική οικονομία
Η Ιαπωνία είναι ο παγκόσμιος ηγέτης στα οχήματα υδρογόνου και έχει επενδύσει σημαντικά στην ανάπτυξη της τεχνολογίας. Αλλά προς το παρόν τα ηλεκτροκίνητα οχήματα με μπαταρίες παραμένουν φθηνότερα από τα υδρογονοκίνητα.
Αν και είναι απίθανο ότι η κοπριά αγελάδων από μόνη της να καλύψει ποτέ τη ζήτηση υδρογόνου της Ιαπωνίας θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά και η Shikaoi δημιουργεί ένα μοντέλο για μια κυκλική οικονομία που ελπίζει ότι θα δείξει πώς το κόστος μπορεί να μειωθεί με τις οικονομίες κλίμακας, αναφέρει στο εκτενές ρεπορτάζ του το BBC.
Πηγή: https://www.in.gr
Πηγή φωτογραφίας: https://secure.gravatar.com
