Бензиностанцията на бъдещето ще доставя възобновяема енергия, водород или метан - Доклад за иновации
Зареждане на автомобил с горивни клетки с водород. Снимка: ZSW
Все повече автомобили ще имат електрически мотор или ще използват други алтернативни задвижвания в бъдеще. Учени от Центъра за изследвания на слънчевата енергия и водорода в Баден-Вюртемберг (ZSW) сега разработват подходящата бензиностанция. Изследванията започнаха в средата на февруари 2018 г.
Бензиновата помпа на бъдещето трябва да осигурява на водачите електричество, водород и заместител на природния газ метан от възобновяеми източници - толкова ефективно, евтино и колкото е необходимо. Проектът, финансиран от Федералното министерство на икономиката с около 1,3 милиона евро, продължава пет години и е част от проекта „КУРИ 100“, в който се тества пълното снабдяване с енергия от възобновяеми източници на даден район.
През следващите няколко години мобилността ще се промени значително. Електричеството от вятър и слънце за електрическите автомобили и възобновяемият водород за превозните средства с горивни клетки скоро ще играят все по-важна роля. Метанът от зелена електроенергия за автомобили с природен газ, произведен от зелена електроенергия, също е климатично благоприятно гориво.
Съответната бензиностанция обаче все още липсва. Досега станциите за зареждане с електричество и водород са значително разширени, включително тези, които предлагат и двете форми на енергия. Бензиностанция, която доставя електричество, водород и метан, все още не съществува. С проекта ZSW това вече трябва да се промени.
Постепенно използване на възобновяемата енергия
Идеята на учените от Щутгарт: Многоенергийна помпа. Възобновяемата електроенергия от вятърни турбини, например, трябва да се зарежда директно в батерията на електрическите автомобили чрез електрическата мрежа. Ако търсенето е по-високо от предлагането, се включва свързана голяма стационарна батерия, която преди това е била напълнена, когато е имало излишно захранване с електричество.
„Ако батерията е пълна и зареждащите електрически автомобили вече не могат да използват електричеството, зеленото електричество се превръща във водород във втора стъпка, ако е необходимо“, обяснява д-р. Улрих Зубербюлер от ZSW. Превозните средства с горивни клетки използват това гориво. Ако се произвежда повече водород, отколкото е необходимо, той се съхранява в хранилище.
В трета стъпка бензиностанцията на бъдещето ще генерира метан. Това трябва да се случи, когато резервоарът за съхранение на водород е пълен и автомобилите с горивни клетки не консумират газ. Въглеродният диоксид се добавя към водорода, за да се превърне в метан. И двата газа реагират на каталитичен конвертор, образувайки метан. Метанът е основният компонент на природния газ и автомобилите с природен газ могат да използват горивото без никакви проблеми. Ако има повече, отколкото се пълни, метанът се съхранява в резервоар за съхранение. Когато това е пълно, метанът се подава в мрежата за природен газ.
„С нашия проект свързването на електроенергийната мрежа с мобилността не се ограничава само до електрическите автомобили“, обяснява Цубербюлер. "Другите алтернативни устройства също се възползват от това."
Учените от ZSW говорят за поетапно използване на възобновяемата енергия. Използването с най-ниски енергийни загуби има приоритет. Ниво 1 остава само когато потенциалът му е изчерпан и т.н. Най-ефективното използване на възобновяема електроенергия е в електродвигателите.
Тук няма загуби от преобразуване на енергия, а само до 10 процента загуби от акумулатора. Само когато това изискване е изпълнено, могат да се разгледат следващите етапи: първо превръщане във водород и след това метаниране. Ефективността на електроенергията до водород е около 75%, а на електричеството към метана - около 60%. Дългосрочното съхранение на химикалите може да се съхранява без загуби. Ако се използва отпадъчната топлина, генерирана по време на преобразуването, това увеличава ефективността с няколко процентни пункта.
По-нататъшно разработване на компоненти
Целта на ZSW в проекта е да подобри ефективността, експлоатационния живот и икономичността на двата основни компонента. Те са електролизатор с алкално налягане и плоча реактор за метаниране. Те ще бъдат доразработени в мащаб от 100 киловата. За да се раздели електролизата и синтеза на метан един от друг по отношение на времето, се планира междинно съоръжение за съхранение на водород, което институтът разработи концептуално и оцени по отношение на безопасността.
Изследователите имат три години за техническо развитие, включително концепция за сигурност и изясняване на всички подробности за одобрението. След това цялото нещо ще бъде тествано в демонстрационна компания на място от 2020 г.
Проектът ZSW е част от проекта QUARREE100. В проекта за фар, финансиран с 24 милиона евро, институти, компании и публична администрация прилагат устойчива конверсия на енергийните доставки на градски квартал в град Хайде, област Дитмаршен. Бензиностанцията действа като енергиен център за преобразуване и съхранение на енергия през тримесечието.
Разгънете секторното свързване
Делът на зелената електроенергия в германската електрическа мрежа сега е около една трета и тенденцията се увеличава. До 2030 г. трябва да е 65 процента. Използването извън електрическата мрежа, например в електрически автомобили и като алтернативно гориво, би направило сектора на мобилността по-благоприятен за климата. Досега има малък напредък. Алтернативните горива водород и метан също имат голямото предимство, че могат да се съхраняват като среда за съхранение на химикали дълго време без загуби и да се подават в германската мрежа за природен газ, където те също са на разположение за секторно свързване за неутрално CO2 отопление на сгради.
Финансирането се осъществява в рамките на 6-та програма за енергийни изследвания, инициатива за финансиране на слънчева сграда/енергийно ефективен град, съвместна инициатива на Федералното министерство на научните изследвания и Федералното министерство на икономиката.
The Център за изследвания на слънчевата енергия и водорода Баден-Вюртемберг (ZSW) е един от водещите институти за приложни изследвания в областта на фотоволтаиците, регенеративните горива, батерийните технологии и горивните клетки, както и анализ на енергийната система. Понастоящем около 235 учени, инженери и техници са заети в трите места на ZSW в Щутгарт, Улм и Widderstall. Има и 90 академични и студентски асистенти.
ZSW е член на Иновационния алианс Баден-Вюртемберг (innBW), асоциация от 13 не-университетски, свързани с бизнеса изследователски институти.
Лице за контакт за пресата