Tartus valmib vesinikupöörde põhimasin

„Tuule- ja päikeseelektri ülejääkide salvestamiseks on kõige otstarbekam see salvestada vee elektrolüüsil saadava vesinikuna,“ kinnitab Tartu Ülikooli professor, akadeemik Enn Lust. Kõrgkool arendab koostöös Eesti ettevõttega H2Electro uut tüüpi elektrolüüserit, mis peab muutma vesiniku tootmise mastaapi ning seeläbi muutma rohepöörde ökonoomsemaks. Kirjutab Ants Vill. 

Vee lagundamine elektrivoolu toimel algaineteks – hapnikuks ja vesinikuks – on kõigile tuttav protsess juba kooliajast, kõik on seda mullitavat, elektroodidega veeanumat oma silmaga näinud. Pole ka ime – see, elektrokeemia üks lihtsamaid protsesse, avastati aastal 1800, juba 221 aastat tagasi!

Siiski, vesiniku kasutamine taastuvenergiaelektri salvestamiseks ja hiljem reservina kasutamiseks on saamas vägagi tõsiseltvõetavaks lahenduseks alles nüüd. Nii ongi praegu põhjalikult ette võetud, ka Eestis, selle vesinikuringluse tehnoloogia esimese põhisõlme ehk veest elektrivoolu toimel vesinikku (ja lisaks ka hapnikku) tootva elektrolüüsiseadme ehk elektrolüüseri arendamine. 

Kolm lemmiklast valmis, neljas tulekul

Teine nn vesinikuahela lõpus asuv põhisõlm, kütuseelement, mis toodab vesinikku ja (enamasti) õhuhapnikku kasutades elektrienergiat, on saanud seni suuremat tähelepanu. Siin on Tartu Ülikooli teadlastel professor Lusti juhtimisel enam kui kümnendi kestnud teadus-arendustöös silmapaistvad tulemused juba ette näidata – nende loodud materjalist tahkeoksiid-kütuseelementide edasiarendamise ja tootmisega tegeleb rahvusvaheliselt tuntud ja edukas Eesti firma Elcogen. 

Vesinikku kasutava kütuseelemendiga töötab ka ülikooli keemiateadlaste hiljaaegu avalikustatud leiutis – maailma esimene isesõitev vesinikuauto AuVeTech, mis kasutab vooluallikana esimest Eestis loodud polümeermembraanelektrolüüdiga kütuseelementi. Tartus kurseeriv buss on saavutanud juba ka rahvusvahelist tähelepanu, kui seda demonstreeriti uudistekaamerate ees oktoobri alguspäevil Eestit väisanud Euroopa Komisjoni presidendile Ursula von der Leyenile. 

„Kolmas lemmiklaps, kelle üle meil on põhjust uhkust tunda, on superkondensaatorites kasutatav elektroodide süsinik-nanomaterjal (uuringuid alustatud 1993 TÜ-s ja uute materjalidega jätkatud 1997. aastal ettevõttes Tartu Tehnoloogiad), mille kasutamisega on tuntust kogunud Eesti firma Skeleton,” märkis professor Lust. 

„Nüüd on tulekul neljas: kõrgtemperatuurne elektrolüüser. Sellest peaks tulema tõsine tegija energeetika arengu suunamisel uuele rajale. Meil on juba töötav elektroodi materjal ja vajalik elektrolüüdi materjal osaliselt uuritud ning olemas. Need materjalid on vaja kaheaastase projekti raames arendada seadmeks, millel on piisav vesiniku tootmisvõimsus. Järgneval perioodil tuleb koostöös firmaga välja arendada masstootmiseks vajalik ökonoomne konstruktsioon ning otstarbekas tehnoloogiline baas,” rääkis akadeemik, tutvustades ülikooli ja Thule Capital AS-i tütarettevõtte H2Electro OÜ vahel hiljuti sõlmitud teadus- ja arendustöö lepingut. 

Uus, pööret tõotav seade

Ülikooli keemiainstituudis arendatav uudne, seni vähem arendamist leidnud kõrgtemperatuurses (650–700℃) tööalas toimivas elektrolüüseris kasutatakse uudseid tahkeoksiidmaterjale. „Võib häbenemata öelda, et nende uuringutega konkureerime maailma parimate teaduskeskustega. Kõrge temperatuur elektrolüüsil alandab vee lagundamise ülepinget ja seega suurendab vee lagundamise efektiivsust, mille tulemusena väheneb vesiniku maksumus tunduvalt,“ selgitas professor Lust.

„Vesiniku laialdasem kasutuselevõtt võimaldab energeetikas ellu viia tegeliku rohepöörde ja loobuda täielikult fossiilkütustest,“ kinnitas ta. 

Elektrolüüser võimaldab tuule- ja päikeseenergia vajadusel salvestada vesinikuna. Varu saab luua väga tuulistel või päikselistel päevadel, mil tekib roheelektri ülejääk. Tuulevaiksetel ja pilvistel päevadel või ka tarbimise hüppelisel suurenemisel saab vesinikuna salvestatud energia muuta kütuseelementide abil uuesti ja kiiresti elektriks. Kuna Eestis on väga suur tuuleelektri tootmise potentsiaal, kuid tuul on väga muutlik, tuleb vesiniku tootmiseks kasutada kiiretoimelisi ja suure võimsusega elektrolüüsereid. „Samuti on võimalik ehitada vesiniku sesoonse ja pikemaajalise salvestamise süsteeme ning kombineerida neid päikeseelektriparkidega. Loodame, et lähimas tulevikus rajatakse Eestisse ka vesinikutanklad, et ühineda üleeuroopaliste kõrgtehnoloogiliste transpordikoridoridega, kus energiakandjaks on roheline vesinik,“ lisas Lust. 

Lepingu teise osapoole, H2Electro OÜ juhatuse liikme Asko Anti sõnul liiguvad logistika-, tööstus- ja kodumajandussektorid kogu maailmas jõudsalt vesinikuenergeetika lahenduste poole. „Näeme, et suudame väljatöötatava tehnoloogia abil kiirendada vesinikutehnoloogia kasutuselevõttu. H2Electro OÜ ambitsioon on uudse tehnoloogia üleilmne kasutuselevõtt, mis aitab täita rohepöörde eesmärke,“ ütles Ant.

H2Elecro emaettevõte Thule Capital AS on Eesti kapitalil põhinev ettevõte, mille fookuses on ettevõtete arendamine, innovatsioon ning teadustöö. Lisaks on Thule Capitali portfellis mitu roheenergiaga tegelevat ettevõtet.