Το υδρογόνο καύσιμο του μέλλοντος

Αθανάσιος Κωνσταντόπουλος

Διευθυντής, Ινστιτούτο Τεχνικής Χημικών Διεργασιών, ΕΚΕΤΑ

Τεύχος 58 | Ιαν.-Φεβ. 2007

Συνέντευξη

Η τεχνολογία παραγωγής "καθαρής ενέργειας" HYDROSOL απέσπασε πρόσφατα μια μεγάλη διάκριση στον ευρωπαϊκό διαγωνισμό Descartes. Ο Καθ. Αθανάσιος Κωνσταντόπουλος, Διευθυντής του Ινστιτούτου Τεχνικής Χημικών Διεργασιών του ΕΚΕΤΑ και επιστημονικός υπεύθυνος του έργου, παρουσιάζει στο "Καινοτομία, Έρευνα και Τεχνολογία" την καινοτομία της τεχνολογίας, τις μελλοντικές προοπτικές, αλλά και τις δυνατότητες επιχειρηματικής αξιοποίησης της καθώς το διεθνές ενδιαφέρον είναι μεγάλο. Τονίζει δε πως η αξιοποίηση των ερευνητικών αποτελεσμάτων απαιτεί πρωτότυπες και τολμηρές επιχειρηματικές προσεγγίσεις, ενώ αναφέρεται και στις συνθήκες έρευνας στη χώρα μας και τις πρωτοβουλίες για την ενοποίηση του ελληνικού χώρου έρευνας.

Το ερευνητικό έργο ΗYDROSOL, στο οποίο είστε συντονιστής, απέσπασε μια μεγάλη διάκριση στον ευρωπαϊκό διαγωνισμό Descartes για την έρευνα, την επιστημονική αριστεία και τη διεθνική συνεργασία. Ποια είναι τα βασικά καινοτόμα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας HYDROSOL που την καθιστούν πρωτοποριακή σε διεθνές επίπεδο;

Η καινοτομία της τεχνολογίας HYDROSOL είναι ότι απέδειξε ότι είναι εφικτή η αποδοτική παραγωγή υδρογόνου από αποκλειστικά ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως ο ήλιος και το νερό, χωρίς εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Ιδιαίτερα καινοτόμα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας αποτελούν τα ακόλουθα:

(α) Ανάπτυξη ιδιαίτερα δραστικών νανο-υλικών τα οποία επιτυγχάνουν θερμοχημική διάσπαση των υδρατμών για παραγωγή υδρογόνου λειτουργώντας μέσω ενός οξειδοαναγωγικού κύκλου, σε σχετικά "χαμηλές" θερμοκρασίες της τάξης των 1000 C.

(β) Ανάπτυξη κεραμικού υποστρώματος κυψελλοειδούς μορφής στους αυλούς του οποίου επιστρώθηκαν τα δραστικά νανο-υλικά. Το κεραμικό υπόστρωμα (γνωστό ως μονολιθικός αντιδραστήρας) μοιάζει στη μορφή με τους καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων και απορροφά αποτελεσματικά την ηλιακή ακτινοβολία.

(γ) Σχεδιασμός και κατασκευή ολοκληρωμένου συστήματος ηλιακού αντιδραστήρα συνεχούς λειτουργίας παραγωγής υδρογόνου. Το σύστημα παράγει καθαρό υδρογόνο χωρίς να απαιτούνται πολύπλοκα στάδια περαιτέρω διαχωρισμού και είναι δυνατό να εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα, λόγω του "αρθρωτού" (modular) του σχεδιασμού.

H βασική ιδέα/σχεδιασμός της παραγωγής υδρογόνου σε μονολιθικό αντιδραστήρα, επικαλυμμένο με οξειδοαναγωγικά νανο-υλικά και με χρήση της ηλιακής ενέργειας προήλθε από την ελληνική ερευνητική ομάδα. Έτσι λειτουργώντας ως συντονιστής του έργου HYDROSOL "στρατολογήσαμε" την δανική εταιρεία κεραμικών Stobbe Technical Ceramics (που κατασκεύασε τα κεραμικά υποστρώματα), την αγγλική εταιρεία καταλυτικών μετατροπέων Johnson Matthey (η οποία έκανε την επικάλυψη των κεραμικών υποστρωμάτων σε βιομηχανική κλίμακα με τα νανο-υλικά ΠΟΥ οποία συνετέθησαν απΌ την ελληνική ομάδα) και το γερμανικό ινστιτούτο αεροδιαστημικής DLR (στο οποίο έγινε η κατασκευή και εγκατάσταση του ολοκληρωμένου συστήματος στον ηλιακό κλίβανο που διαθέτει).

Ποια εκτιμάτε ότι μπορεί να είναι η συνεισφορά της τεχνολογίας HYDROSOL στο πρόβλημα της περιβαλλοντικής ρύπανσης λόγω των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από την αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας;

Είναι αυτονόητο ότι μία τεχνολογία παραγωγής "καθαρής ενέργειας" όπως η τεχνολογία HYDROSOL όταν εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα θα έχει σημαντικά ευεργετική επίδραση στο πρόβλημα της περιβαλλοντικής ρύπανσης, λόγω του ότι η τεχνολογία HYDROSOL δεν δημιουργεί εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου ή άλλων ρύπων.

Ποιες είναι οι μελλοντικές εφαρμογές της επιστημονικής σας ανακάλυψης; Σε ποιο επίπεδο, σε ποιους τομείς και σε πόσο χρονικό διάστημα εκτιμάτΕ ότι μπορεί να αξιοποιηθεί η τεχνολογία HYDROSOL σε ευρεία κλίμακα;

Ήδη υπάρχει μεγάλο διεθνές ενδιαφέρον για την τεχνολογία HYDROSOL. Οι άμεσοι στόχοι μας είναι η κλιμάκωση μεγέθους της διεργασίας HYDROSOL με την ανάπτυξη ενός πιλοτικού αντιδραστήρα 100 Kw, η κατασκευή του οποίου βρίσκεται σε εξέλιξη και αναμένεται να ολοκληρωθεί στο τέλος του έτους. Με βάση την εμπειρία που θα αποκτήσουμε θα είμαστε σε θέση να σχεδιάσουμε μΙα ηλιοθερμοχημική εγκατάσταση της τάξης του 1 MW, που θα αποτελέσει ένα ορόσημο επιδεικτικής κλίμακας. Εκτιμούμε ότι θα μπορούμε να έχουμε επιχειρησιακή αξιοποίηση της τεχνολογίας σε διάστημα 5 –10 ετών, ανάλογα με το είδος των κινήτρων τα οποία θα είναι διαθέσιμα για επενδύσεις σε αυτή την περιοχή.

Ποια είναι η εκτίμησή σας για το μελλοντικό ρόλο των τεχνολογιών υδρογόνου; Μπορεί η χρήση του υδρογόνου να οδηγήσει στη σταδιακή απεξάρτηση από το πετρέλαιο; Ποια προβλήματα είναι αυτά που καθυστερούν την αξιοποίηση του υδρογόνου σε ευρεία κλίμακα ως σημαντική πηγή ενέργειας;

Το υδρογόνο μπορεί να αποτελέσει το "καύσιμο" του μέλλοντος και να υποκαταστήσει το πετρέλαιο αν επιτευχθούν οι ακόλουθες προϋποθέσεις:

(α) η παραγωγή του υδρογόνου γίνει χωρίς συνολική επιβάρυνση της ατμόσφαιρας με εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου

(β) η μεταφορά, αποθήκευση και τελική χρήση του υδρογόνου γίνουν με αποτελεσματικό και ασφαλή τρόπο

(γ) η μετάβαση προς την εποχή υδρογόνου γίνει με οικονομικά αποτελεσματικό τρόπο.

Με την τρέχουσα κατάσταση της τεχνολογίας HYDROSOL αντιμετωπίζουμε μέρος μόνο των προϋποθέσεων αυτών, αυτό της παραγωγής. Είναι πεποίθησή μου ότι η αντιμετώπιση των υπολοίπων προβλημάτων απαιτεί διαφορετική προσέγγιση από αυτή που ακολουθούμε μέχρι τώρα, και αυτή η πρόκληση συγκεντρώνει το τρέχον ερευνητικό ενδιαφέρον μας.

Τι σημαίνει το Βραβείο Descartes, όπως και τα προηγούμενα βραβεία που έχει αποσπάσει η τεχνολογία HYDROSOL, για εσάς και τους επιστημονικούς σας συνεργάτες; Ποιος είναι ο επόμενος στόχος της ερευνητικής σας ομάδας; Πώς θα αξιοποιήσετε το χρηματικό Βραβείο Descartes;

Το Βραβείο Descartes αντιπροσωπεύει μια πολύ σημαντική αναγνώριση των προσπαθειών και της συνεργασίας μας στους τομείς της ηλιακής χημείας και του υδρογόνου και μαζί με το διεθνές βραβείο του International Partnership for the Hydrogen Economy (IPHE) τον Ιούνιο του 2006, και το διεθνές βραβείο Global 100 Ecotech της EXPO 2005 στην Ιαπωνία, με τα οποία τιμήθηκε η τεχνολογία HYDROSOL, καταδεικνύει ότι η εποχή του ηλιακού υδρογόνου έχει ήδη αρχίσει. Είμαστε ιδιαίτερα ευγνώμονες προς την Ευρωπαϊκή Επιτροπή για την υποστήριξη αυτού του σημαντικού βήματος προς το ενεργειακό μέλλον μας. Το βραβείο θα αξιοποιηθεί για να στηρίξει περαιτέρω την ερευνητική προσπάθεια της ομάδας HYDROSOL.

Η αξιοποίηση των ερευνητικών αποτελεσμάτων αποτελεί πλέον προτεραιότητα σε εθνικό και ευρωπαϊκό επίπεδο. Ποια μέτρα εκτιμάτε ότι πρέπει να ληφθούν προς αυτή την κατεύθυνση; Μήπως είναι θέμα νοοτροπίας των ερευνητών; Πώς μπορεί να επιτευχθεί πιο αποτελεσματική συνεργασία με τον ιδιωτικό τομέα;

Χωρίς να ισχυρίζομαι ότι είμαι ειδικός στο θέμα θα έλεγα ότι για να τονωθεί η επιχειρηματική δραστηριότητα αυτού του είδους θα πρέπει να υπάρξουν πιο πρωτότυπες και τολμηρές προσεγγίσεις σε σχέση με αυτές του παρελθόντος, οι οποίες κατά τη γνώμη μου δεν έχουν φέρει τα αναμενόμενα αποτελέσματα, εν πολλοίς λόγω γραφειοκρατικών διαδικασιών και στρεβλώσεων που επικρατούν στον ελληνικό χώρο. Δεν πιστεύω ότι είναι θέμα νοοτροπίας των ερευνητών ή αντίστοιχα των επενδυτών, όσο θέμα διαύγασης του ρόλου που καλείται αλλά και θέλει να παίξει το κάθε εμπλεκόμενο μέρος. Κατά τη γνώμη μου πρέπει να κατοχυρώνεται η ουσιαστική ευελιξία και ελευθερία του κάθε μέρους του διπόλου ερευνητής-επενδυτής και να υπάρξουν κίνητρα με μόνιμο και διαρκή χαρακτήρα (όπως για παράδειγμα η καθιέρωση πολύ ευνοϊκής φορολογικής μεταχείρισης για τέτοιες δραστηριότητες), τα οποία θα οδηγήσουν αντικειμενικά στην άνθηση τέτοιων επιχειρηματικών δραστηριοτήτων. Η εξαγγελθείσα Ζώνη Καινοτομίας Θεσσαλονίκης αποτελεί πρώτης τάξεως ευκαιρία για την εφαρμογή τέτοιων μέτρων.

Με ποιο τρόπο εκτιμάτε ότι μπορεί να υπάρξει σύνδεση και συνεργασία των Ερευνητικών Κέντρων με τα Πανεπιστήμια και ΤΕΙ;

Σύνδεση και συνεργασία απαιτεί την ουσιαστική ενοποίηση του ελληνικού χώρου έρευνας. Το νέο σχέδιο νόμου για την έρευνα κινείται προς αυτή την κατεύθυνση. Τα Ερευνητικά Κέντρα είχαν πάντα τις πόρτες τους ανοιχτές σε συνεργασίες, και έχουν σημαντική συνεισφορά στην ένταξη αποφοίτων από τα Πανεπιστήμια στις διεργασίες του Ευρωπαϊκού Χώρου Έρευνας.

Πώς θα σχολιάζατε το επίπεδο της έρευνας στην Ελλάδα, καθώς και τη συμμετοχή των ελληνικών ερευνητικών ομάδων σε ευρωπαϊκά έργα;

Υπάρχουν μερικές πολύ δραστήριες ελληνικές ομάδες, με σημαντική διεθνή αναγνώριση και πολλές συμμετοχές σε ευρωπαϊκά έργα. Το επίπεδο της έρευνας στην Ελλάδα, όμως, παρουσιάζει πολύ μεγάλες εσωτερικές διακυμάνσεις σε σχέση με αυτό των ευρωπαϊκών χωρών. Δεν θα ήταν επομένως τόσο χρήσιμο, κατά τη γνώμη μου, να συγκρίνω μέσους όρους επιπέδων έρευνας στην Ελλάδα και στην Ευρώπη. Εκείνο που μπορώ να πω είναι ότι το να καταφέρεις να φτάσεις σε ένα "καλό ερευνητικό επίπεδο" στην Ελλάδα είναι κατά πολύ δυσκολότερο από το να φτάσεις στο ίδιο "καλό ερευνητικό επίπεδο" στο εξωτερικό. Ως εκ τούτου οι "καλές" ελληνικές ερευνητικές ομάδες χαίρουν μεγάλης εκτίμησης στο εξωτερικό, και αποτελούν προνομιακούς εταίρους σε διεθνή consortia.