Iduettevõte lubab lahendada päikese abil ühe nurjatuma kliimaprobleemi ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Heliogen täiustas juba olemasolevat tehnoloogiat masinnägemise ja andmeanalüüsiga.
Heliogen täiustas juba olemasolevat tehnoloogiat masinnägemise ja andmeanalüüsiga. Autor/allikas: Heliogen

USA iduettevõte Heliogen suutis koondada enda väitel päikesevalgust piisavalt palju, et seda saaks kasutada tööstuses metaanist vesiniku tootmiseks ja pikemas plaanis isegi tsemendi või terase valmistamiseks.

Seni taastuvenergeetika ja akutehnoloogiate vallas tehtud arendustöö võimaldab tõrjuda fossiilkütused pikas plaanis välja mitmetest eluvaldkondadest. Erinevalt transpordist või elektri tootmisest on olnud aga kõrget temperatuuri nõudvas rasketööstuses nendest vabanemine raskem. Rahvusvahelise Energiaagentuuri 2019. raporti kohaselt õnnestus katta selle soojusvajadusest taastuvatest allikatest pärit elektriga vähem kui ühe protsendi. Bioenergia tervikuna moodustas energiavajaduses veel täiendavad üheksa protsenti.

Põhjus seisneb majandusloogikas. Lisaks taastuvale elektrile nähakse tööstuses fossiilkütuste alternatiividena biodiisli, hakkepuidu või vesiniku põletamist ja neljanda põlvkonna tuumareaktorite soojust. See on maagaasi põletamisest oluliselt kallim ja mõnel juhul isegi keskkonnavaenulikum.

Lisaks jagavad riigid tööstusele sageli rahvusvahelise konkurentsieelise saavutamiseks ja töökohtade hoidmiseks tasuta CO2 kvoote või ei reguleeri nende süsinikuheitmeid üldse. Teisalt moodustavad tsemendi, terase, klaasi, väetiste, kemikaalide jms tootmisega seotud heitmed inimeste kõigist emissioonidest ligikaudu viiendiku. Autode ja lennukite arvele saab kanda ainult kaheksa protsenti.

Iduettevõtte Heliogen saavutus võib pakkuda nüüd fossiilkütustele täiendavat konkurentsi. Energia tootmiseks peeglitega päikesevalguse kesksesse torni koondamine on end küll juba varem tehnoloogiana tõestanud, kuid on pärast 2010. aastat Hispaania kõrvale jättes kiratsenud. Klassikalised päikesepaneelid teenisid end kiiremini tasa ja neid oli kergem paigaldada.

Heliogen loodab hoida oma lahendusega kulusid kokku kahel viisil. Kohapeal kokkupandavate päikese suunda järgivate suurte peegelpindade asemel kasutab see väiksemaid, vaid ühe ruutmeetrisi peegleid. Neid on odavam valmistada ning kergem paigaldada ja vahetada.

Samas muudab see energia kogumist tavaliselt raskemaks. Maksimaalse võimaliku tõhususe saavutamiseks peavad suunama kõik peeglid oma valguse otse kogumistornile. Täpset joondust võivad rikkuda nii üksikud tuulehood, peeglite aja jooksul avalduvad defektid kui ka isegi maakerge.

Selle kompenseerimiseks jälgivad Heliogeni katsejaamas peegleid pidevalt neli kõrge lahutusvõimega kaamerat. Nendega ühendatud masinnägemist rakendav süsteem arvutab pidevalt peegli optimaalse suuna ja kaldenurga. Sellele vastavalt muudab kontrollsüsteem vajadusel koheselt ka nende suunda. Kuigi jooksvalt tehtavad muudatused võivad jääda mikromeetri skaalale, tasub see arvutusvõimsuse odavnemise tõttu ettevõtte sõnul end ära.

Olulisena võimaldav kütta see kollektori praeguse kasutuses olevatest jaamadest oluliselt kuumemaks. Kui tavaliselt jääb nende temperatuur 560 °C piirile, siis värskes katses suutis tõsta Heliogen seda järjepidevalt üle 1000 °C. Süsteemi täiendamisega loodab ettevõte kergitada seda veel 500 ° C võrra. See kasvataks võimalike tööstusprotsesside arvu veelgi.

Näiteks saab toota 800 °C juures nn halli vesinikku. Kõrge rõhu ja temperatuuri juures reageerib veeaur katalüsaatori abil metaaniga ning tekib vaba vesinik. Kuigi seda saab kasutada näiteks transpordisektori süsinikuvabaks muutmiseks, on kasutatav protsess praegu reeglina süsinikuintensiivne. Ligikaudu 1200 °C juures saaks käitada juba terase kõrgahje. Betooni tootmiseks läheb tarvis veidi vähem kui 1500 °C temperatuuri.

Samuti saab hakata lõhkuma sellistel temperatuuridel vett juba mitmel erineval moel vesinikuks ja hapnikuks. Selliselt toodetud vesinik oleks juba keskkonnasõbralikum. Viimaks on võimalik toota uue tseeriumoksiidist koosneva katalüsaatori abil süsihappegaasist ning veest vesiniku ja vingugaasi segu. Sünteesgaasist saab rafineerida omakorda enamikeks tänapäeval kasutatavateks vedelkütusteks.

Ettevõtte esindajad tõdesid pressiteates, et nende lahendus ei suudaks rahuldada tööstuse soojusnälga mitte kunagi täielikult. Hakatuseks jagub kohaliku soojuskoguja rajamiseks piisavalt vaid umbes poolte maailma tööstusrajatiste vahetuses läheduses. Lisaks ei paista Päike terve päeva ehk ehitada tuleb ka seadmeid soojuse talletamiseks. Viimaks peaksid ettevõtted oma tööstusliine uue soojusallika olemasoleva süsteemiga lõimimiseks ümber ehitama.

Sellegipoolest vihjab saavutus, et juba olemasolevaid taastuvenergeetikalahendusi saab muuta masinõppe ja uute algoritmidega senisest oluliselt tõhusamaks.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: