Široké spektrum odborných článkov a prezentácie spoločností, odborníkov pôsobiacich v oblasti stavebníctva, dopravy, strojárstva, ťažby surovín a environmentálnych technológií vo všetkých odvetviach priemyselnej výroby.

TECHNOLÓGIA eFusion


Vývoj a výskum, úroveň vedeckého poznania, ale hlavne ich pretavenie do aplikačnej praxe ako využiteľný inovačný potenciál sú základom udržateľného rozvoja spoločnosti. Vedecké poznanie zároveň prináša odpovede a ponúka možnosti, ako čeliť globálnym spoločenským výzvam, ktoré sú a budú neustále prítomné.

Najväčšou súčasnou globálnou výzvou sú klimatické zmeny a nedostatok čistých energetických zdrojov, čo vytvára predpoklady na vznik nerovnováhy a napätia v spoločnosti. Kľúčový problém klimatických zmien je dnes ich dynamika, ktorá je viac ako 20-krát vyššia ako kedykoľvek v histórii Zeme a otvára otázku možností a schopností ekosystému prispôsobiť sa týmto zmenám. Energetika sa dlhodobo vyznačuje podielom až 85 percent primárnej energie tvorenej z uhľovodíkov, pričom investície do obnoviteľných zdrojov energie v poslednom období dokázali kopírovať celosvetový nárast spotreby energie, no nedokázali zmeniť podiel uhľovodíkoch v celkovej spotrebe primárnej energie. Elektrická energia tvorí 20 percent z celkovej energie, produkuje však až 40 percent celkových emisií CO2, pričom nárast spotreby elektrickej energie je viditeľný vo všetkých častiach sveta. Skladba primárnych zdrojov energie je nasledujúca – 33 % ropa, 28 % uhlie, 24 % zemný plyn, 7 % hydroenergetika, 5 % jadrová energetika a 3 % obnoviteľné zdroje.

Vonkajším prejavom kombinácie klimatických zmien a nedostupnosti čistého zdroja energie bez emisií CO2 bude znižovanie produkcie potravín, neschopnosť ekosystémov adaptovať sa, extrémne prejavy počasia, suchá, záplavy, zásadné zmeny teplôt, sociálne dôsledky takýchto zmien ako strata alebo zamrznutie peňazí, rýchly rast nezamestnanosti, zníženie príjmov ekonomík, zastavenie rastu HDP, bankroty štátov, zhoršenie dostupnosti a kvality verejného života ako školstvo, zdravotníctvo, sociálny sektor a ďalšie.

Ako politická odpoveď na najväčšiu globálnu výzvu v súčasnosti bolo podpísanie  klimatickej dohody v Paríži v roku 2015 so záväzkom obmedziť otepľovanie na 1,5 stupňa do konca tohto storočia, čo vyžaduje do roku 2030 znížiť emisie oxidu uhličitého spôsobené človekom o 45 percent a do roku 2050 dosiahnuť uhlíkovú neutralitu (množstvo oxidu uhličitého vypusteného do ovzdušia človekom by teda nesmelo prevyšovať množstvo, ktoré z atmosféry sám odčerpá alebo ktoré z nej zmizne prírodnými procesmi). Riešením tohto politického záväzku sú zásadné investície do oblastí vedy a výskumu so zameraním na bezuhlíkové technológie. Zotrvačnosť klimatických zmien a nevyhnutné obdobie prechodu na tieto technológie však aj tak spôsobia závažné globálne zmeny.

Pre splnenie záväzkov Parížskej deklarácie a dosiahnutie nulových emisií CO2 v roku 2040 v Európe je v ekonomike nevyhnutná kombinácia viacerých inovácií a technológii, pričom sa očakáva, že pôjde o kombináciu riešení a uhlíková neutralita sa dosiahne 44 % zvýšením účinnosti, 36 % dosiahne obnoviteľnými zdrojmi, 2 % zmenou paliva, 6 % zvýšením podielu jadrovej energetiky, 9 % novými technológiami na zachytávanie a skladovanie CO2 a 2 % inými inováciami, tak ako je to uvedené v grafe.


Pripravovaná vodíková stratégia Slovenskej republiky v preambule definuje strategická úlohu, ktorou je dosiahnutie konkurencieschopnosti a udržateľnosti slovenskej ekonomiky, pri dodržaní záväzkov Parížskej deklarácie, pomocou vodíkových technológií. Vodíkové technológie sú v poslednom období zamerané na efektívnejšiu výroby, transport, skladovanie a využívanie vodíka. Nevyhnutnou podmienkou na rozvoj vodíkovej ekonomiky je čistý zdroj cenovo konkurenčnej energie nevyhnutnej na výrobu vodíka.

Prezentovaná technológia eFusion je z globálneho pohľadu unikátna a je výsledkom koncentrovania kapacít vedy a výskumu z 25 oblastí integrovaných do funkčného celku, ktorého jedným z cieľov je čistý zdroj cenovo konkurenčnej energie nevyhnutnej na dosiahnutie uhlíkovej neutrality do roku 2050.

Zdrojom energie pre technológiu je vodík, pričom vonkajším prejavom technológie je riadený a vektorovaný prúd tepelnej, tlakovej a zvukovej energie v požadovanej proporcii. Technológia eFusion predstavuje bezkontaktný, nákladovo efektívny spôsob budovania hlbokých vrtov nedostupných pre konvenčné vŕtanie pri rádovo nižších nákladoch. Zároveň otvára možnosti globálneho využívania geotermálnej energie ako čistého zdroja cenovo konkurenčnej energie bez emisií CO2. Cieľovým systémom technológie eFusion je geotermálny systém EGS (Enhanced geothermal system) nazývaný aj suché zemské teplo, ktoré je možné čerpať energiu v ľubovoľnom bode na Zemi. Požadované hĺbkové horizonty pre EGS sú pre dnešné konvenčné vŕtacie technológie ekonomicky a technologicky nedostupné.

Hlavným vonkajším prejavom inovácií technológie eFusion sú okrem bezkontaktného a nákladovo efektívneho budovanie banských diel úplné vylúčenia potreby budovania klasického banského diela – zapaženie vrtu a výplach odvratnej horniny, čo zásadne skracuje realizáciu banského diela. Technológia eFusion nemá limity pre priemer a smerové riedenie a umožňuje hĺbiť požadované priemery na základe modulárnej konštrukcie. Ďalej prináša široké aplikačné použitie od O&G sektora, geotermálnej energetiky, stavebníctva, jadrovej energetiky, potravinovej bezpečnosti a ďalších možností uplatnenia, pričom sa vyznačuje čistou prevádzkou bez emisií CO2 a rizika znečistenia zemských zdrojov. Technológia eFusion neobsahuje rotujúce časti, má kompaktný efektívny koncept s cieľom dosiahnuť jednoduchú inštaláciu, obsluhu a prevádzku na dosiahnutie špičkovej účinnosti výstavby banských diel.

Odhady potenciálu geotermálnej energie generujúcej elektrickú energiu sa pohybujú od 35 do 2 000 GW v závislosti od rozsahu investícií. Tento odhad nezahŕňa neelektrické teplo získané kogeneráciou, geotermálne tepelné čerpadlá a iné priame použitie.

            V správe z Massachusetts Institute of Technology (MIT), ktorá zahŕňala potenciál rozšírených geotermálnych systémov, sa odhaduje, že investovanie miliardy dolárov do výskumu a vývoja počas 15 rokov by umožnilo vytvorenie 100 GW elektrickej výrobnej kapacity do roku 2050 iba v Spojených štátoch. Správa MIT odhaduje, že viac ako 200 zetta joulov (ZJ) by bolo možné vyviezť, s potenciálom zvýšiť to na viac ako 2 000 ZJ s vylepšenou technológiou. V správe odhadovaný rozsah dostupnej geotermálnej energie bez emisií CO2, pri vylepšení technológie je dostatočné na to, aby poskytlo všetky súčasné energetické potreby na niekoľko tisícročí.

Najnákladnejšou a technologicky najnáročnejšou časťou v geotermálnom systéme je vybudovanie a rozvoj geotermálneho integrálneho poľa, čo je podmienené súčasným stavom dostupnej technológie vo svete.

Technológia eFusion rieši práve túto časť geotermálneho systému s cieľom sprístupniť cenovo konkurenčnú energiu a dosiahnuť uhlíkovú neutralitu. Pripravovaná 3. generácia pracovného nástroja technológie eFusion (obrázok) je priamo určená na vybudovanie a rozvoj geotermálneho integrálneho poľa pre EGS systém a v tomto období sa pripravuje na rozsiahle testovanie.

Dr. h. c. prof. Ing. Michal Cehlár, PhD.

Fakulta baníctva, ekológie, riadenia a geotechnológií

Technická univerzita Košice, www.fberg.tuke.sk



Fotogaléria k článku