Naukowcy z Korei Południowej opracowali modele sztucznej inteligencji, które z dokładnością ponad 99% prognozują produkcję energii wiatrowej i zielonego wodoru na terenach poprzemysłowych. Dzięki zastosowaniu algorytmów uczenia maszynowego koszt produkcji wodoru może spaść nawet do 2,27 dolara za kilogram w 30-letnim okresie eksploatacji.

• Zastosowano dwa modele: sztuczną sieć neuronową (ANN) oraz sieć LSTM z optymalizacją rojem cząstek (PSO).
• Model PSO-LSTM obniżył błędy prognozowania o 25% względem tradycyjnych sieci neuronowych.
• Magazynowanie wodoru w zbiornikach kompozytowych przy ciśnieniu 800 bar: 4,7–5,2 ton przy cyklu miesięcznym; 1,1–1,2 ton przy tygodniowym.
• Redukcja emisji CO₂: od 277 do 355 ton rocznie dzięki zastąpieniu paliw kopalnych wodorem i energią z wiatru.
• Korea Południowa planuje produkcję 3,9 mln ton wodoru rocznie do 2030 r., w tym 250 tys. ton z zielonych źródeł; do 2050 r. – 27,9 mln ton.

Naukowcy z Korei Południowej zaprezentowali przełomowe badania nad wykorzystaniem opuszczonych terenów kopalni do produkcji energii wiatrowej oraz zielonego wodoru z pomocą zaawansowanych modeli uczenia maszynowego. Opracowane algorytmy pozwalają przewidywać wydajność turbin wiatrowych i elektrolizerów z dokładnością sięgającą 99%, co otwiera drogę do obniżenia kosztów wytwarzania wodoru i zwiększenia efektywności energetycznej.

Zespół badawczy wykorzystał dwa modele sztucznej inteligencji: klasyczną sieć neuronową (ANN) oraz sieć LSTM (Long Short-Term Memory), której parametry zoptymalizowano metodą optymalizacji rojem cząstek (PSO). Połączenie tych technik pozwoliło na znaczne ograniczenie błędów prognoz – model PSO-LSTM zredukował średni błąd kwadratowy (RMSE) o ok. 25% w porównaniu do standardowych sieci neuronowych. We wszystkich scenariuszach testowych – obejmujących dane historyczne (2014–2021), walidacyjne (2022–2023) i prognozowe (2024) – uzyskano współczynnik determinacji R² powyżej 0,9998, co oznacza niemal idealną zgodność prognoz z rzeczywistymi wartościami.

Zielony wodór w konkurencyjnej cenie

Analiza techniczno-ekonomiczna wykazała, że możliwy jest spadek kosztów produkcji wodoru (LCOH) do poziomu 2,27–2,85 USD/kg w okresie 30 lat eksploatacji. To wartości zbliżone lub niższe od prognozowanych kosztów wodoru wytwarzanego w wielu projektach europejskich czy amerykańskich, co czyni ten model potencjalnie konkurencyjnym globalnie.

• Damuldo-Ri: 2,584 USD/kg Gageodo-Ri: 2,272 USD/kg (najniższy koszt) Socheong-Ri: 2,845 USD/kg
• Magazynowanie wodoru i wykorzystanie energii

Systemy wymagają wysokociśnieniowych kompozytowych zbiorników (800 bar), których pojemność zależy od częstotliwości cyklu poboru. Przy magazynowaniu miesięcznym zapotrzebowanie wynosi ok. 4,7–5,2 t wodoru, natomiast przy cotygodniowym cyklu – tylko 1,1–1,2 t.

Z kolei ogniwa paliwowe PEM ze zintegrowanym odzyskiem ciepła osiągały imponującą sprawność, generując od 876 MWh do ponad 1120 MWh rocznie w zależności od lokalizacji.

Redukcja emisji CO2

Badania wykazały, że energia wiatrowa w połączeniu z zielonym wodorem zapewnia znaczną redukcję emisji gazów cieplarnianych. Roczne oszczędności CO₂ wynoszą 277–355 ton w przypadku substytucji paliw i energii elektrycznej, natomiast same instalacje wiatrowe mogą obniżyć emisję o dodatkowe 701–897 ton CO₂ rocznie.

Korea stawia na wodór z OZE

Projekt stanowi część szeroko zakrojonej strategii Korei Południowej dotyczącej budowy gospodarki opartej na wodorze, która ma kluczowe znaczenie dla transformacji energetycznej kraju. Seul zakłada, że do 2030 roku roczna produkcja wodoru osiągnie poziom 3,9 mln ton, z czego 250 tys. ton będzie wytwarzanych z krajowych zielonych źródeł energii. Do 2050 roku cele są jeszcze ambitniejsze – planuje się produkcję 27,9 mln ton wodoru rocznie, z czego aż 3 mln ton ma pochodzić z zielonego wodoru, czyli produkowanego w sposób całkowicie neutralny klimatycznie.

Wdrażając te plany, Korea Południowa musi zmierzyć się z istotnym wyzwaniem przestrzennym – kraj charakteryzuje się najwyższą gęstością zaludnienia wśród państw OECD, wynoszącą ponad 500 osób na kilometr kwadratowy. Ograniczona dostępność gruntów wymusza poszukiwanie alternatywnych lokalizacji pod inwestycje w odnawialne źródła energii. Dlatego rząd wykorzystuje około 5475 opuszczonych lub zamkniętych terenów kopalnianych jako potencjalne miejsca budowy instalacji OZE, w tym farm fotowoltaicznych i wiatrowych.

Źródło: ScienceDirect