Зменшивши потребу в енергії на 17%, Норвегія значно покращує ефективність фотовольтаїчних установок та процесу поглинання вуглецю.

Промислове уловлювання CO₂ — це сукупність технологій, які переривають потік діоксиду вуглецю, що утворюється під час промислових процесів, ще до того, як він потрапить у атмосферу. На цементних, сталеливарних заводах, нафтопереробних підприємствах чи електростанціях гази згоряння, багаті на CO₂, вилучаються, виділяються та концентруються за допомогою таких методів, як постзгоряння, передзгоряння чи оксигазне паливо. Після виділення CO₂ готовий до транспортування чи подальшої обробки, що запобігає його прямому викиду та сприянню глобальному потеплінню.

Після його уловлювання вуглекислий газ може йти двома шляхами: його безпечне зберігання на великій глибині під землею у геологічних формаціях, де він залишається ізольованим протягом тривалого часу, або його використання як сировини у інших промислових процесах. Другий варіант перетворює CO₂ на такі продукти, як синтетичні палива, пластик чи будівельні матеріали, інтегруючи його у циркулярну економіку.

Пілотний проєкт у Норвегії на скляному заводі в Італії

Група норвезьких дослідників зробила важливий крок у застосуванні сонячної енергії до промислових процесів з високим енергоспоживанням, таких як уловлювання діоксиду вуглецю (CO₂). Проєкт, розроблений фахівцями технологічного центру SINTEF спільно з компанією Svalin Solar, поєднує фотовольтаїчне виробництво електроенергії з відновленням корисного тепла, що дозволяє зменшити кількість енергії, необхідної для уловлювання CO₂, на 17% порівняно з традиційними процесами.

Пілотна установка, розташована в Багатофазній лабораторії в Тіллері, на південь від Тронхейма (Норвегія), поєднує сонячні панелі висотою п’ять метрів із системою дзеркал та сонячним пристроєм керування, який протягом усього дня орієнтує модулі для максимізації поглинання випромінювання. Під цими панелями знаходиться трубопровідна система з теплоносієм, яка поглинає тепло до рівня 60 °C, а за допомогою сучасної теплової помпи підвищує температуру до 130 °C, необхідних для запуску циклу поглинання вуглецю.

Новизна цього дизайну полягає у його гібридному підході: окрім виробництва електроенергії, система захоплює тепло, яке зазвичай втрачається у традиційних фотовольтаїчних установках. Це тепло, поєднане з генерованою електроенергією, використовується безпосередньо у процесі захоплення CO₂ — процедурі, яка традиційно споживає великі кількості енергії. З кількісної точки зору ці процеси зазвичай вимагають близько 3,1 мегаджоулів на тонну захопленого CO₂. Згідно з проведеними випробуваннями, нова система скоротила це споживання на 0,52 мегаджоулів на тонну, що еквівалентно покращенню ефективності на 17 %.

Ця економія енергії може здаватися помірною, але вона набуває значного масштабу, якщо врахувати обсяги галузей, що використовують технології уловлювання вуглецю. Такі сектори, як виробництво скла, цементу, сталі чи хімікатів, які щороку уловлюють сотні тисяч тонн CO₂, можуть перетворити цей відсоток на суттєве зниження витрат та споживання енергії. Моделі оптимізації самого проекту свідчать про те, що завдяки покращенню концентрації сонячного світла за допомогою більш ефективних дзеркал та зменшенню втрат тепла це зниження енергоспоживання у майбутніх версіях системи може сягати навіть 39 %.

Залежність від погодних умов є однією з технічних проблем, з якими стикається ця технологія. Під час випробувань у серпні 2025 року період з хмарністю, вищою за середню, обмежив виробництво теплової та електричної енергії з сонця. За словами дослідників, більш сонячні регіони, такі як південь Європи, забезпечуватимуть кращі показники, що зменшить потребу у зовнішньому електричному живленні для підтримки роботи при оптимальних температурах.

Після перевірки моделі в норвезькій лабораторії наступним кроком є перенесення системи у справжній промисловий завод. Пілотний проект буде реалізований у італійській компанії, яка виробляє скло, де буде оцінюватися її продуктивність у умовах постійної роботи, інтеграція з існуючими процесами та надійність. Цей експеримент у виробничому середовищі дозволить підтвердити, чи спостережувані в лабораторії переваги можна досягти у промислових системах великого масштабу без порушення стабільності роботи.

Дослідники вважають, що це гібридне рішення може бути адаптоване до інших галузей з високими тепловими вимогами та складними для зниження рівнями викидів CO₂ через пряму електрифікацію. Ці галузі є одними з найскладніших для декарбонізації під час глобальної енергетичної трансформації, оскільки багато їхніх процесів залежать від високих температур, які сучасні електричні технології не можуть ефективно забезпечувати.

Окрім конкретного застосування у поглинанні CO₂, цей прорив відображає більш широку тенденцію до використання сонячної енергії не лише для виробництва електроенергії, а й для забезпечення корисного тепла у промислових процесах. У Іспанії та Європі фотовольтаїчна сонячна енергетика останніми роками створює рекорди у виробництві електроенергії та скороченні викидів, що посилює її центральну роль у декарбонізації енергетичної системи та досягненні кліматичних цілей до 2030 року та пізніше.

Інтеграція теплової та електричної сонячної енергії для промислових потреб відкриває нову сторінку у енергетичній трансформації, коли відновлювані технології задовольняють як потреби у виробництві електроенергії, так і теплові вимоги енергоємких процесів, зменшуючи вуглецевий слід та підвищуючи загальну ефективність промисловості.