Метанът като зелено съхранение на електричество (архив)
Институтът Фраунхофер представя решение
От Йоханес Кайзер
Най-големият проблем на всички възобновяеми енергийни източници, които доставят електричество, е недостатъчният им капацитет за съхранение. Вятърната и слънчевата енергия често се появяват в моменти, когато не са необходими. Институтът за вятърна енергия и технология на енергийните системи в Касел Фраунхофер вече представи решение заедно с Центъра за изследвания на слънчевата енергия и водорода Щутгарт.
Идеята звучи гениално просто: метанът се произвежда от електричество, добре познато гориво, защото е основният компонент на природния газ и може да се съхранява относително лесно. На първо място, електричеството се използва за разделяне на водата на кислород и водород с помощта на електролиза.
Сега сме го усвоили доста добре, дори ако процесите по никакъв начин не са тествани в промишлен мащаб. Втората стъпка обаче е решаваща, казва Майкъл Стернър от Института за вятърна енергия на Фраунхофер в Касел:
"Цялото нещо е химичен процес, химичен процес, наречен процес на Сабатие. Взимате водород и CO2. Те реагират заедно, за да образуват въглероден окис и вода. Въглеродният оксид по-нататък реагира с друга част на водорода, образувайки метан, образувайки CH4, който също се произвежда отново вода. Това е същият процес, както природата съхранява енергия за дълго време. "
Всяко растение използва слънчева енергия, за да превърне въглеродния диоксид от въздуха в зелени листа, т.е. биомаса, с помощта на фотосинтеза. Разбира се, всяко преобразуване на енергия струва енергия. Въпросът, който остава, е колко от вятъра или слънчевата енергия се консумира за метаниране и колко ефективен е процесът. На първо място, електролизата, т.е. производството на водород, изяжда една четвърт от възобновяемата електроенергия, според Майкъл Спехт от Центъра за изследвания на слънчевата енергия и водорода в Щутгарт:
„Този водород сега се подава в тази последваща реакция на метаниране и там има екзотермична реакция, т.е. малка част от енергията е„ унищожена “. Бих предположил, че 60% от използваната електроенергия впоследствие се предлага под формата на метан . "
40-процентовите загуби на енергия са по-добри от 100 процента, какъвто е случаят с нарастващата честота, например когато има твърде много вятърна енергия и вятърните турбини трябва да бъдат изключени, защото никой не може да купи електричеството. Колкото повече зелена електроенергия се предлага, толкова по-често тя се генерира в моменти, когато е необходима само частично. Слънцето изстрелва слънчеви клетки през деня, но електричеството се използва главно вечер за светлина, телевизия и домакински уреди. Без съхранение част от тази дневна енергия ще бъде загубена. А метанът е добра средна среда за съхранение.
Сега, разбира се, този процес се нуждае от въглероден диоксид. Всеизвестно е, че това не липсва. Дори ако една от възможностите е да се използва въглеродният диоксид, излъчван от електроцентрали, работещи на въглища, базираната в Щутгарт компания би предпочела да свърже 12-мегаватното си тестово съоръжение, планирано за 2012 г., с инсталация за биогаз, тъй като биогазът се състои от 60 процента метан и 40 процента въглероден диоксид. Ако преобразувате въглеродния диоксид в метан, можете почти да удвоите енергията, генерирана от инсталацията за биогаз. По-късно във времето въглеродният диоксид също може да бъде извлечен от въздуха. Това обаче също коства енергия, но със сигурност би било привлекателно от гледна точка на климатичната политика, казва инженер Майкъл Стернър:
"Ако извадите СО2 от въздуха и след това го изгорите отново, той се връща в атмосферата, но всъщност е точно като лист, като биомаса. Отнема СО2 от въздуха. Тогава, когато е изгорен или се окаже компенсирайки, CO2 изтича обратно във въздуха и имате CO2 неутрален източник на енергия. "
Вечен цикъл. По принцип в атмосферата не се отделя допълнителен въглероден диоксид. Въпросът, който остава, е защо вече не се използва водородът, получен за съхранение на енергия, вместо да се продължи с допълнителен и сложен етап от процеса. За това има множество причини. От една страна, не съществува инфраструктура за водород, която вече съществува за природния газ, т.е.подземни хранилища, разпределителна мрежа, отопление на природен газ или превозни средства на природен газ.
"Освен това метанът има три пъти по-висока енергийна плътност спрямо обема, тоест, ако искаме да съхраняваме водород под земята, се нуждаем от три пъти повече пространство, отколкото с природния газ. Технологията за природен газ е налична, технологията за съхранение също е тествана и е съвременна. За съжаление това все още не е така с водорода и водородът е много труден за съхранение, освен това е силно експлозивен и излиза по-лесно от магазина, отколкото природният газ. "
Процесът все още е в зародиш, но веднага след като се използва в голям мащаб, изследователите изчисляват с цена от около девет цента за киловатчас метанова електроенергия. Това съответства на цената на биогаза.