Проф. Мартин Божинов от ХТМУ: Какво следва от Европейския зелен пакт и как университетът ще подготвя младите инженери

Изменението на климата е сред трайните проблеми, които вълнуват обществото през последните години, и по всичко личи, че темата ще остане актуална и в бъдеще. В края на 2019 г. „Зелената сделка на Европа“ постави икономиките и науката в позиция да открият бързо решение за преминаване към въглеродно неутрална и устойчива индустрия. В тази връзка Инженер.bg потърси мнението на проф. дхн инж. Мартин Божинов – зам.-ректор по Научната дейност на Химикотехнологичния и металургичен университет (ХТМУ). Ето какво сподели той за нашите читатели.

Проф. Божинов, ясно е, че държавите, особено в Европа, усърдно вървят към зелена енергетика и чиста енергия. Какво очаквате да се случи практически и нормативно в близко бъдеще?

Глобалното затопляне, т.е. повишаването на средната температура на Земята, наблюдавано през последните десетилетия, е едно от най-големите предизвикателства пред човечеството. През 20-ти век бе констатирано повишаване на температурата на повърхността на Земята с 0.6±0.2 °C.

Официалното становище на Междуправителствената комисия по измененията на климата към ООН, подкрепяно от мнозинството учени от света е, че голямата част от наблюдаваното през последните десетилетия затопляне се дължи на човешката дейност. Учените са категорични, че една от основните причини за затоплянето на Земята е човешката дейност, свързана с изхвърляне на парникови газове. Основните източници на парниковите газове са два – природни и човешки. Към природните източници спадат изригванията на вулканите и изветряването на варовиковите скали. От човешките източници най-значими са дейностите по изгаряне на минералните горива и тези в земеделието.

Преобладаващото мнение е, че най-голямата причина за наблюдаваното през последните 150 години глобално затопляне е повишеното съдържание на парникови газове в атмосферата като въглероден диоксид (CO₂). Сегашното ниво на концентрация на CO₂ в атмосферата е 383 ppmv, което е значително по-високо от нивото преди началото на индустриалната революция (280 ppmv). Очаква се до 2100 г. въглеродният диоксид и останалите парникови газове да повишат глобалната температура средно с около 2 °С.

Вследствие на тези явления е назряла необходимостта от радикална промяна на източниците на енергия в посока към т.нар. възобновяеми източници, в които слънчевата, геотермалната и ветровата енергия, както и енергията от биоизточници, играят основна роля. Възобновяемите източници обаче се характеризират с недостатъчно интензивен характер, с географска разсеяност и главно със строго периодичен дневен и сезонен цикъл. Това води до търсене нов енергиен носител в лицето на водорода, който не отделя вредни газове при изгаряне и който постепенно ще замени химичните източници на ток за складиране, транспорт и разпределение на енергия. Поради това преди повече от 30 години енергийната икономика на бъдещето бе определена като „водородна икономика”.

Водородът (H₂) е най-простият и най-разпространеният елемент във Вселената, като се намира естествено на Земята само под формата на съединения. Водородът, както и електричеството, е енергоносител (гориво) което може да бъде използвано за складиране, пренасяне и отдаване на енергия, получена от други източници. Водород без въглерод-съдържащи странични продукти може да бъде получен от редица източници, като природен газ, въглища, биомаса, органични отпадъци (пластмаси), или разлагане на вода чрез електролиза. Газификацията на изкопаеми горива, биомасата и пластмасите засега са най-изгодните пътища за получаване на „въглерод-отрицателен“ водород чрез технологии за улавяне, складиране и утилизация на въглерода.

На 11 декември 2019 г. Европейската Комисия представи Европейския Зелен пакт (познат повече като Европейската Зелена сделка). Пактът акцентира върху пакет от стратегически и законодателни инициативи, които трябва да превърнат Европа в първия континент, постигнал въглеродна неутралност на цялата си икономика до 2050 г. Целта е Европа да е глобален лидер в тази посока. Тези мерки създават нова стратегия за растеж на Съюза, която е подкрепена и с Плана за инвестиции на Европейския зелен пакт в размер на 1 трилион Евро.

На 8 юли 2020 г. Европейската комисията официално обяви стъпките към интегриране на енергийните системи в Европа и три етапа, с които да внедри водородни технологии в сектори, разчитали досега силно на изкопаеми горива. Това трябва да стане с две нови стратегии, които целят енергийните системи в Европа да бъдат свързани и да разчитат предимно на електрификация на ключови сектори от икономиката. В области, в които това не може да се осъществи, се предлага да се направи преход към чисти горива с ясен приоритет – използване на водород от възобновяеми енергийни източници. Подобни са целите и на програмата H2@Scale на министерството на енергетиката на САЩ (DOE).

Кои аспекти на чистата енергия засягате в обучението на Вашите студенти?

Бакалавърската специалност „Чиста енергия и устойчиво развитие“ бе разработена през 2019-2020 г. в Центъра по водородни технологии на ХТМУ с участие на водещи специалисти на университета в областта на енергийните технологии и се основава на десетгодишния опит на Центъра в подготовка на специалисти по две магистърски специалности – Водородни технологии и Химични технологии в ядрената енергетика.

Целта на програмата е да се превърне във фундамент за подготовка на инженери от нов тип в енергийния сектор, за чиято кариера чистата енергия е основен двигател.

Учебният план и програмите на дисциплините, включени в него, са разработени с ясното съзнание, че преходът към водородна енергетика не може да бъде осъществен без задълбочено познаване на теоретичните основи и инженеринга на химичните технологии в съвременната енергетика, включващи производството, съхранението и транспорта на модерни горива, зелена химия и технология, фотохимични, електрохимични и фото-електрохимични процеси за производство на чисти горива и енергия, и не на последно място – по-нататъшното развитие на химичните технологии в новите поколения ядрени централи с реактори от четвърто поколение или малки модулни реактори. 

Инженер-химикът, бакалавър по „Чиста енергия и устойчиво развитие“, ще бъде подготвен да работи във всички отрасли на Националната икономика на длъжности, изискващи висше образование по тази специалност. Ще притежава задълбочени познания за автоматизацията и управлението на технологичните и технико-икономически процеси и енергийните системи, основите на организацията и планирането на производството, охраната на труда, техническата безопасност и опазването на околната среда. Подготовката му ще позволява да заема нормативно-сравними длъжности и в страните-членки на Европейския съюз. Професионалната му реализация може да бъде в технологични фирми с насоченост в областта на производството, съхранението и преобразуването на чиста енергия, в изследователски и изпитвателни лаборатории; проектантски, конструкторски и технологични отдели и бюра; търговски и консултантски фирми и др.

Обучението на бакалавъра по „Чиста енергия и устойчиво развитие“ обхваща два вида подготовка – фундаментална и специална. Основни дисциплини, изучавани в специализиращата част на програмата, са: Зелена химия и технология, Възобновяеми енергийни източници, Каталитични процеси за чиста енергия, Електрохимични основи на преобразуването на енергия, Нови материали и технологии за чиста енергия, Технологии за производство и преобразуване на енергия, Фотопроцеси за производство и преобразуване на енергия, Деградация на материалите и устойчиво развитие и др.

Основен метод за придобиване на необходимите знания и умения са интерактивни лекционни курсове, семинарни и практически упражнения; разработването на проекти, курсови задачи и научно-изследователски дейности.

Реализацията на целите на програмата се постига чрез ползване на съвременна апаратура за изследване, методи за анализ и контрол на химичните, фотохимичните, електрохимичните, електрокаталитичните и фото-електрохимичните процеси при производство, съхранение и преобразуване на чиста енергия, достъп до различни национални и международни образователни центрове.

Центърът по водородни технологии към ХТМУ разполага с пет съвременни учебни и научно-изследователски лаборатории, оборудвани с апарати от последно поколение в рамките на инфраструктурен проект на БГ Н2 Общество, финансиран по Оперативна програма „Конкурентоспособност“ на Министерството на икономиката през 2015 г. Разполагаме с лаборатория горивни елементи и енергийна ефективност, лаборатория по електролиза и фото-електролиза, лаборатория по химични технологии в енергетиката, лаборатория по окси-водородни технологии и учебно-квалификационна лаборатория по водородни технологии. Центърът по водородни технологии-ХТМУ е част от Националната разпределена инфраструктура Съхранение на енергия и Водородна енергетика, чието оборудване с най-съвременна апаратура започна през 2018 г. с финансиране от Министерството на науката и образованието.

Източник на снимковия материал: ХТМУ, pixabay.com