Energetski spektakl:
Kućna elektrana u frižideru

Kad je naručite, dovešćete je malo većim kombijem, istovariti i instalirati pred kućom, da bi se potom celo vaše naselje iz nje napajalo strujom. Šta se krije iza kalifornijskog spektakla sa elektranama-frižiderima?

Sredinom prošle nedelje kalifornijska kompanija Blum enerdži (Bloom energy) predstavila je svoju "kućnu elektranu" – veliku, metalnu sivkastocrnu kutiju, dimenzija dva frižidera za sokove, koja proizvodi električnu energiju i u stanju je da samostalno napaja strujom sto kuća u SAD, odnosno dve stotine prosečnih domaćinstava u Evropi.

Ova velika "baterija" ocenjena je kao "energetska nirvana", a već se prognozira da je to sprava koja će za manje od decenije zameniti skupu i neefikasnu električnu mrežu, pošto će svako u svom podrumu imati jedan omanji "blum frižider" kojim će se, bez negativnih ekoloških posledica, napajati svi uređaji u domaćinstvu.

Spektakularno, uz podršku holivudskih zvezda i mrvice mađioničarske misterije, vest o revolucionarnoj tehnologiji izazvala je pažnju uporedivu sa Edisonovim otkrićem sijalice ili Teslinim pokretanjem hidroelektrane na Nijagari. Sudeći po Gugl njuz statistici, vest o blum boksu je već posle 48 sati preneta na više hiljada novinskih i televizijskih strana širom sveta, da bi iz Kalifornije stigla i do udaljenih provincijalnih prestonica, gde je lokalna štampa takođe, kao u slučaju Beograda, odvojila veliki prostor za najavu novog energetskog čuda.

MEDIJSKA PREDSTAVA: Predstavljanje blum boksa je pažljivo pripremljeno, režirano sa holivudskom preciznošću. Blum enerdži je prethodnih nedelja kroz zapaljive postove na internetu najavljivao veliku promociju, ali nije otkrivao kako blum boks tačno radi.

UM CARUJE: Guverner Švarceneger i K.R.Sridhar

Zatim je početkom prošle nedelje u vrlo gledanoj emisiji "60 minuta" američke TV mreže CBS, predsednik kompanije K.R. Sridhar, naučnik indijskog porekla, otkrio da je reč o usavršenoj tehnologiji koju NASA planira da koristi za kolonizaciju Marsa, ali da će detalje otkriti na zakazanoj konferenciji za novinare. U međuvremenu, radoznalost na internetu je proključala i kompanija je samo na socijalnoj mreži Tviter dnevno počela da dobija i 50 miliona sledbenika.

Pre početka velike promocije u prošlu sredu, novinare je sačekala prazna pozornica sa velikom kutijom prekrivenom crnom tkaninom. Potom je na scenu izašao K.R. Sridhar i sklonio zastor otkrivajući staklenu kutiju sa običnim – peskom. "Šta je ovde toliko različito?", upitao je zagrabivši šaku peska, da bi zatim pokazao i jednu od ćelija koje čine module od kakvih je blum boks načinjen, objasnivši da su sve takve kvadratne pločice načinjene od silicijuma, elementa koji je dominantno prisutan u pesku. Ove ćelije, sudeći po objašnjenju koje je usledilo, nezavisno proizvode struju, a da pritom ne zagađuju sredinu.

Na promociji se zatim pojavio guverner Kalifornije Arnold Švarceneger dajući podršku blum boksu, a da bi se pokazalo kako iza svega ne stoji samo demokratska politička opcija, celu stvar je podržao i nekadašnji američki državni sekretar Kolin Pauel.

Iza blum boksa kao izvora energije budućnosti stala je i kompanija Gugl, koja je od Blum enerdžija kupila prva četiri energetska servera od po 100 kW za napajanje svog sedišta u Mauntin Vju u Kaliforniji. Oduševljene uštedom i nezavisnošću od električne mreže, blum boksove su naručile i gotovo sve ostale velike američke kompanije, kao što su Stapls, FedEks, Bank of America i Koka kola.

GENERATORI BEZ TURBINA: Šta je zapravo blum boks? Kako je predsednik kompanije objasnio, reč je o efikasnoj komercijalnoj primeni nove generacije gorivih ćelija. Svaka od pločica dimenzija 10x10 cm, kojima je mahao harizmatični šef Blum enerdžija, predstavlja jednu gorivu ćeliju. Ovo su, inače, poslednjih decenija vrlo popularni mali uređaji za proizvodnju struje, koji su kod blum boksa samo modularno složeni u kutije.

Sve gorive ćelije predstavljaju mašine koje pretvaraju hemijsku u električnu energiju i, zapravo, nisu ništa novo. Ideja je poznata još od 1838. godine, kad je koncept rada gorivih ćelija otkrio nemački hemičar Kristijan Fridrih Šenbajn, da bi samo nekoliko godina kasnije prvu primitivnu gorivnu ćeliju razvio velški naučnik Vilijam Robert Grouv.

JEDNOSTAVNO: Princip rada "frižidera"

Svaka goriva ćelija sadrži elektrode koje su razdvojene membranom, što je sistem koji će običan vodonik i kiseonik pretvoriti u vodu i pritom proizvesti električnu energiju. Sve se zasniva na lukavo zamišljenom procesu – kod takozvanih PEMFC ćelija (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells) prvo atom vodonika stiže na pozitivno naelektrisanu anodu koja iz njega "iščupa" negativni elektron, preostali pozitivni jon vodonika nastavlja put ka negativnoj katodi, dok elektron kreće na put kroz spoljašnje električno kolo. On na kraju stiže do katode gde ga "usisava" kiseonik iz vazduha, dajući sa jonom vodonika molekul vode kao krajnji rezultat. Protok elektrona kroz kolo je zapravo električna struja koja se dalje "predaje" potrošaču.

Goriva ćelija nije baterija, već generator u malom. No, njena lepota je u tome što se u struju ne pretvara mehanička energija, nema turbina niti delova koji rotiraju – samo elektroni i joni jure kroz tanke pločice i sva energija nastaje zahvaljujući raskidanju hemijskih veza. Zagađenja praktično nema, oslobađa se samo voda, što je osnovni motiv da se ove ćelije poslednjih godina intenzivno istražuju i razvijaju.

Pomenute PEMFC ćelije mogu da proizvedu i do 500 kW snage, i mada trenutno imaju niz ograničenja, njihova efikasnost može biti i do 30 odsto. U jednom proboju u tehnologiji ove vrste gorivnih ćelija pre dve godine učestvovala su i dva srpska naučnika, doktori Nenad Marković i Vojislav Stamenković, o čemu je "Vreme" pisalo u broju 842. Oni su učestvovali u radu šestočlanog naučnog tima iz nacionalne laboratorije Argon iz okoline Čikaga u SAD, koja je ušla u trku u ovoj oblasti.

KARTA NA SILICIJUM: No, uporedo sa PEMFC, razvijale su se i takozvane SOFC ćelije (Solid Oxide Fuel Cell), koje celu akrobaciju izmena sa jonima i elektronima izvode obrnutim redom, a kao elektrolitičku membranu između elektroda koriste čvrste okside, odnosno keramiku, pa ih zato ponekad nazivaju i keramičkim ćelijama. U Blum enerdžiju su očigledno svoj ulog stavili na ovu verziju gorivih ćelija, a pri izradi keramičke membrane opredelili su se za silicijum.

U blum boksu membrana je ravna silicijumska ploča koja se nalazi u sendviču između anode i katode. To rešenje za SOFC, sasvim nalik kompjuterskim tehnologijama, pokazalo se neočekivano efikasnim za hemijsku proizvodnju struje i dovelo je do tako brze komercijalne realizacije u Kaliforniji, koja je pretekla razvoj PEMFC u Čikagu.

Kako je saopšteno, blum boks gorive ćelije za svoj rad koriste prirodni gas, što je izvor ugljovodonika koji unutar ćelije ulazi u hemijsku reakciju sa kiseonikom. No, kako tvrdi predsednik Blum enerdžija, bez ikakvih hardverskih intervencija može se preći na bilo koje drugo gorivo, od biomase do biodizela, mada je očigledno da ako procedura uspeva sa gasom, onda će to sve lepo raditi i sa "neekološkim" fosilnim gorivima.

Efikasnost ovih ćelija je dvostruko veća nego kod suparničkih PEMFC-ova i dostiže čak 60 odsto. Svaka od ćelija-pločica pojedinačno proizvodi 25 W struje. Kad se četrdeset takvih pločica složi u jednoj kutiji, zajedno imaju snagu od 1 kW, što je dovoljno za napajanje većine kućnih uređaja, dok jedan modul gorivih ćelija ima 25 kW. Ceo sistem koji se naziva blum boksom i koji staje u dva frižidera čini četiri hiljade gorivih pločica, što sve zajedno ima snagu od 100 kW.

To je dovoljno za napajanje velike poslovne zgrade ili pomenutih sto američkih i dve stotine evropskih domaćinstava, odnosno za oko šest stotina domaćinstava u Indiji. Trenutna cena jednog blum boksa je između 700 i 800 hiljada dolara, ali se navodno ta suma zbog uštede u ceni transporta može povratiti za četiri godine.

Blum enerdži najavljuje da bi se njihovi frižideri-elektrane uskoro mogli i serijski proizvoditi, što bi ih učinilo daleko jeftinijim. Procenjuje se da će ih prvo kupiti vojske, bolnice i proizvođači automobila, a za jednu deceniju mogli bi koštati samo oko tri hiljade dolara i naći se u svakoj kući.

Kako na ovaj energetski izazov sa frižiderima iz Holivuda gledaju tradicionalni distributeri struje, električni giganti poput američkog Dženeral elektriksa ili našeg EPS-a? Verovatno samo odmahuju rukom i razmišljaju kako da progutaju malog kalifornijskog proizvođača sa izraženim talentom za medijski spektakl. Ali ko zna kako će se sve razvijati, možda neki od njih i za svoje upravne zgrade već naručuju po jedan blum boks.

Slobodan Bubnjević