Dzięki zmniejszeniu zapotrzebowania na energię o 17%, Norwegia jeszcze bardziej usprawnia działanie elektrowni fotowoltaicznych oraz procesu pochwytywania węgla.

Zatrzymywanie CO₂ w przemyśle to zbiór technologii, które pochłaniają dwutlenek węgla powstający w procesach przemysłowych, zanim dotrze on do atmosfery. W zakładach cementowych, stalowych, rafineriach lub elektrowniach gazy spalania bogate w CO₂ są wydobywane, oddzielane i koncentrowane za pomocą metod takich jak post-spalanie, pre-spalanie lub oxy-fuel. Po oddzieleniu CO₂ jest gotowy do transportu lub dalszej obróbki, co zapobiega jego bezpośredniemu uwalnianiu i przyczynianiu się do globalnego ocieplenia.

Po jego pochwyceniu dwutlenek węgla może podążać dwiema drogami: jego bezpieczne przechowywanie w głębinach ziemi w formacjach geologicznych, gdzie pozostaje odizolowany przez długi czas, lub jego wykorzystanie jako surowca w innych procesach przemysłowych. Druga opcja przekształca CO₂ w produkty takie jak paliwa syntetyczne, plastiki czy materiały budowlane, włączając go w gospodarkę obiegu zamkniętego.

Pilotażowy projekt norweski w fabryce szkła we Włoszech

Zespół norweskich badaczy poczynił istotny krok w wykorzystaniu energii słonecznej do procesów przemysłowych o dużym zużyciu energii, takich jak pochwytywanie dwutlenku węgla (CO₂). Projekt, opracowany przez ekspertów z centrum technologicznego SINTEF we współpracy z firmą Svalin Solar, łączy wytwarzanie energii fotowoltaicznej z odzyskiwaniem ciepła, co pozwala zmniejszyć ilość energii potrzebnej do pochwytywania CO₂ o 17% w porównaniu z tradycyjnymi metodami.

Planta pilota, znajdująca się w Laboratorium Multiphase w Tiller, na południe od Trondheim (Norwegia), łączy w sobie panele słoneczne o wysokości pięciu metrów z systemem luster oraz urządzeniem do śledzenia słońca, które kieruje moduły przez cały dzień w celu maksymalizacji pochłaniania promieniowania. Pod tymi panelami znajduje się obwód rur z cieczą termiczną, która pochłania ciepło, podnosząc jego temperaturę do 60 °C, a następnie za pomocą zaawansowanej pompy ciepła temperatura ta jest podnoszona do 130 °C, co jest konieczne do rozpoczęcia cyklu pochłaniania węgla.

Cechą wyróżniającą ten projekt jest jego hybrydowe podejście: oprócz wytwarzania energii elektrycznej, system przyswaja ciepło, które zwykle ucieka w tradycyjnych elektrowniach fotowoltaicznych. To ciepło, w połączeniu z wytworzoną energią elektryczną, jest używane bezpośrednio w procesie pochwytywania CO₂ – procedurze, która tradycyjnie wymaga dużych ilości energii. Pod względem ilościowym procesy te zazwyczaj wymagają około 3,1 megadżulów na tonę metryczną pochwyconego CO₂. Zgodnie z przeprowadzonymi testami nowy system zmniejszył ten zużycie o 0,52 megadżulów na tonę, co odpowiada poprawie efektywności o 17 %.

To oszczędność energii może wydawać się umiarkowana, ale nabiera znaczenia, gdy weźmiemy pod uwagę skalę przemysłów stosujących technologie pochwytywania węgla. Sektory takie jak przemysł szklarski, cementowy, stalowy czy chemiczny, które co roku pochłaniają setki tysięcy ton CO₂, mogłyby przekuć ten procent w znaczne obniżki kosztów i zużycia energii. Modele optymalizacji samego projektu wskazują, że dzięki poprawie koncentracji światła słonecznego za pomocą bardziej efektywnych luster oraz zmniejszeniu strat ciepła, to oszczędzanie energii mogłoby osiągnąć nawet 39% w przyszłych wersjach systemu.

Zależność od warunków pogodowych jest jednym z wyzwań technicznych, przed którymi stoi ta technologia. Podczas testów w sierpniu 2025 roku okres o chmurności przekraczającej średnią ograniczył produkcję energii słonecznej cieplnej i elektrycznej. Według badaczy regiony o większej ilości słońca, takie jak południe Europy, zapewniłyby lepsze wyniki, zmniejszając potrzebę zewnętrznego wsparcia elektrycznego do utrzymania pracy w optymalnych temperaturach.

Po zweryfikowaniu modelu w norweskim laboratorium, kolejnym krokiem jest przeniesienie systemu do rzeczywistej fabryki przemysłowej. Pilotaż zostanie wdrożony w włoskiej firmie produkującej szkło, gdzie oceniony zostanie jego wydajność w warunkach ciągłej eksploatacji, integracja z istniejącymi procesami oraz niezawodność. To badanie w środowisku produkcyjnym pozwoli potwierdzić, czy korzyści zaobserwowane w laboratorium powtarzają się w przemysłowych systemach na dużą skalę, bez narażania stabilności działania.

Naukowcy uważają, że to hybrydowe rozwiązanie mogłoby zostać zaadaptowane do innych branż o wysokich wymaganiach termicznych oraz trudnych do zmniejszenia emisjach CO₂ w wyniku bezpośredniej elektryfikacji. Branże te należą do najtrudniejszych do dekarbonizacji w ramach globalnej transformacji energetycznej, ponieważ wiele z ich procesów wymaga wysokich temperatur, których obecne technologie elektryczne nie są w stanie efektywnie osiągnąć.

Pomimo konkretnego zastosowania w pochwytywaniu CO₂, ten postęp odzwierciedla szerszą tendencję wykorzystywania energii słonecznej nie tylko do wytwarzania prądu, ale także do dostarczania ciepła niezbędnego w procesach przemysłowych. W Hiszpanii i Europie energia słoneczna fotowoltaiczna ustanowiła rekordy pod względem wytworzonej energii oraz redukcji emisji w ostatnich latach, co wzmacnia jej kluczową rolę w dekarbonizacji systemu energetycznego oraz realizacji celów klimatycznych do 2030 roku i później.

Integracja energii słonecznej cieplnej i elektrycznej do zastosowań przemysłowych stanowi nowy rozdział w transformacji energetycznej, w którym technologie odnawialne służą zarówno do wytwarzania energii, jak i zaspokajania potrzeb cieplnych w procesach wymagających dużej ilości energii, co zmniejsza ślad węglowy i poprawia ogólną efektywność przemysłu.