Berkeley ülikooli järeldoktorantuuri läinud Ivar Kruusenberg hakkas pärast innustavat vestlust Apple’i endise asepresidendiga oma teadustegevust praktiliseks lahenduseks vormima. Nüüd ollakse juba nii kaugel, et vesinikkütuseelemendi tootmine ja arendustegevus tuuakse Eestisse.

Sel ajal kui suurem osa alternatiivkütuse arendajaid keskendub valdavalt maisematele lahendustele, autodele ja bussidele, leidis Kruusenberg, et jahisõitjatele pole eriti keegi mõelnud, ning seetõttu kavatseb ta oma tootega nüüd maailmamered vallutada.

Abi on siinjuures sellest, et nüüdseks on juba paljudes kohtades vesinikutanklad olemas. Meile lähimad asuvad Riias ja praegu rajatav tankla Pärnus.

«Oma teadustöös uurin katalüsaatormaterjale, see on fundamentaalteadus. Samas olen juba kolm-neli aastat mõelnud, kuidas muuta seda rakenduslikuks, võib-olla ka ettevõtlusvormi,» rääkis keemia instituudi kolloid- ja keskkonnakeemia teadur.

Pärast vestlust Apple’i endise asepresidendiga oli ettevõtmine jõudnud juba järgmisel päeval Berkeley kiirendisse, mis tagas ettevõttele kontoripinnad. Järgnes inseneride rühma kokkupanek ning samal ajal ka turu-uuring, et kindlaks teha, kus kütuseelementi vaja võiks minna.

Voolu talletamiseks kasutavad avamere jahisõitjad praegu suuri veoautode akusid, millest igaüks kaalub 30–40 kilogrammi, suurematel jahtidel võib olla aga kuni kümme akut. Teisalt on iga kilogramm arvel. Kõigest seitse-kaheksa kilogrammi kaaluv vesinikkütuseelement võiks asendada kui mitte kõiki kümmet, siis vähemalt nelja kuni viit akut.

Esmane turu-uuring tehti California osariigi jahtklubides. «Selle mõtte peale plaksutasid kõik jahisõitjad,» meenutas Kruusenberg. Esimene koostöö käivitus San Francisco lähistel ühe suurima jahtlaevade ehitajaga, kes tegi ka iduettevõttesse esimese investeeringu, nii et alustav ettevõte PowerUp Energy Technologies saaks tootearendusega algust teha.

Peale metanooli on kasutusel ka vanem tehnoloogia, diiselgeneraatorid, mida on laevadel üks kuni kaks, need aga teevad lärmi ja levitavad lehka. Üks Kariibi merel jahte välja rentiv ettevõtja kurtiski, et vaikne elektri tootmine oleks hädavajalik, keegi ei taha kena hommikut merel alustada akude laadimiseks tarviliku diiselmootorite käivitamisega.

On muidugi ka taastuvenergiaallikad, päike ja tuul. Päikesepaneelidest on abi vaid seniks, kui taevas on piisavalt pilvitu, ja praegused tuulegeneraatoridki töötavad vaid piiratud ulatuses, teatud tuulekiirustel.

PowerUpi praeguseks juba teise põlvkonna prototüübiga selliseid muresid pole. Kütuseelement on täiesti hääletu, heitgaasideta ja konkurentidega võrreldes võimas.

«Eriliseks teebki kütuseelemendi ka see, et seadmelt on võimalik pidevalt 400 vatti elektrit saada, samas kui konkurentidel on kaks korda väiksem võimsus. Ja tänu erinevate tehnoloogiate kooskasutusele on võimalik saada kätte 48 kWh,» loetles Kruusenberg eeliseid.

Diiselgeneraatorist märksa mugavam

Kasutusmugavus ilmneb taas võrdluses diiselgeneraatoritega: kuna merel valitsevad korrosiivsed tingimused, kipuvad praegused generaatorid ja kõik selle osad roostetama. Isegi sel määral, et kuigi jahtidel on teinekord varugeneraator, võivad avamerel mõlemad generaatorid töötamast lakata.

Kord aastas peavad generaatorid seega täishoolduse läbima ning neil tuleb õli ja kütus välja vahetada. Vesinikkütuseelemendil liikuvad osad puuduvad ning süsteem on nii kinnine, et seal midagi roostetada ei saa, seega on jahiomaniku elus üks mure vähem.

Tänu eelmainitud omadustele ei välista PowerUp oma tehnika kasutamist ka väljaspool merendust, näiteks matkaautodel (kes see ikka looduskaunist kohta töötava mootoriga nautida tahaks) ja ka sõjandusvaldkonnas.

Kaitseväes võib teinekord kriitilisel hetkel vooluvajadus tekkida, kuid akud kipuvad – eriti külmas – ise tühjenema. Vesinikuballoon võib mitu aastat seista, ilma et selle täituvus kahaneks.

«Nad kasutavad praegu väga raskeid akusid, meie element on aga üle kahe korra kergem. Selle saab seljakotti panna ja minna kuhu iganes,» sõnas Kruusenberg.

Loomulikult on ka sel tehnoloogial oma puudused. Esiteks on vesinik plahvatusohtlik, kuigi teadur on veendunud, et leket ei teki.

Teiseks on tehnoloogia ja kütuse eripärade tõttu elemendil praegu teatud temperatuuripiirangud, madalaim soovitav temperatuur on 30 külmakraadi, sest töö käigus tekkiv vesi võib jäätuda.

Kõrgeim temperatuur on 60 kraadi ja väga kuiv õhk, kuna seadmes kasutusel olev membraan vajab mingil määral niisutust.

«Nendele probleemidele on lahendused olemas, need pole midagi ületamatut, kliendil tuleb lihtsalt küsida,» rääkis teadur.

Uus prototüüp kaks korda väiksem

Nüüdseks ollakse tootega nii kaugel, et peagi valmib praegusest töötavast prototüübist kaks korda väiksem versioon, mis läheb sügisel tegelikesse tingimustesse katsetamisele, Eesti ettevõtte Ropeye jahile.

Ettevõttega on allkirjastatud ka koostööleping. Ettevõte tegeleb jahtlaevade vintside, rullikute ja muude asjade arendamise ja tootmisega. Neil on suur müügivõrgustik, kus on üle 400 edasimüüja. Nendel on omakorda müügivõrgustikud, nii et kui toode valmis, siis koostöös ettevõttega saab kohe selle müüki panna.

Ropeye juht Jaanus Tamme leiab, et vesinikkütuseelement on voolutootmiseks praeguste võimalustega võrreldes turvalisem, kergem, mahukam ja võimsam.

«Võimalused üle maailma on väga suured. Hetkel on konkurendiks ainult Efoy Fuel Cell, mis toodab energiat metanooli pealt. See on tülikas ja ebamugav viis,» rääkis Tamme.

Tema sõnul on energiaallikas väikelaevas väga oluline ning kuigi piisab paarist kergemast akust, on nendega tihti probleeme. Element võikski täita tagavara energiaallika rolli. Toote sihtrühmadeks loetles ta kõik sõltumatut energiaallikat vajavad kliendid: kaugsõidupurjetajad ja võistlejad, tõsisemad matkajad ja näiteks sõjandusvaldkond.

Koostöö ülikooliga tasub end ära

Ülikoolide ja ettevõtete koostööst rääkides tõi Kruusenberg näiteks USA kogemuse, kus mitte ainult akadeemikuid, vaid ka erineva astme tudengeid püütakse juba varakult ettevõtete probleemide lahendamisse kaasata. «Akadeemik saaks osa oma õppeajast rakendada ettevõtluskoostööks, seminari aja kulutada rakendusliku õppe peale.

Minu arvates on see üks põhjuseid, miks USA-s MIT, Berkeley, Stanford ja kõik taolised ülikoolid on alati kümne parima seas – nende õppemetoodika on juba eos rakenduslik,» rääkis ta.

Hea näitena tõi Kruusenberg TÜ majandusteaduskonnast Maaja Vadi, kes kutsub ettevõtjaid ülikooli rääkima, kuid Kruusenberg leiab, et sellist tegevust võiks rohkem olla ja see peaks järjekindlam olema.

Teisalt kipuvad ka Eesti ettevõtted liiga endasse süüvima. «Väga palju on meil selliseid, kes teevad mingi toote valmis ja siis elavad vana rasva peal. Mujal maailmas investeeritakse arendusse arvestatav hulk raha. Koostöö ülikooliga võimaldab ettevõttel hoida kokku päris suure summa raha,» sõnas Kruusenberg.

Tudengid praktilisele tööle

Pealegi juhtub tihtilugu, et ettevõtja eeldab hoopis tasuta või üliodavat tööd ning ülikooli töörühmi see ei innusta. Tudengite töörühmadesse tasub aga investeerida: kui isegi probleemilahendust ei leita, saab ettevõtja aimu tudengite võimetest ning valida endale tulevikuks võimalikke töötajaid, mõne neist juba semestri lõpul talveks või suveks palgata.

«Tudeng saab väärtusliku kogemuse ning tudengid tulevad pärast niisuguse programmi avamist rohkem vastavasse õppekavasse õppima, kuna nad teavad, et neil on võimalik teha koostööd suurte ettevõtetega, näiteks Siemensi või Apple’iga,» pakub teadur näidet, kuidas kõik võidavad.

Oma teadmisi ei pea aga vaid suurettevõttes rakendama, Eesti üliõpilastel on nüüd võimalus siin tootmist- ja arendustegevust jätkavas vesinikkütuseelemendi ettevõttes oma oskusi proovile panna. Kui kõik hästi läheb, siis saab ettevõte juba novembris Amsterdamis toimuval suurel merendusmessil vesinikkütuseelementi esitleda.