Metán ako zelený obchod s elektrinou (archív)
Fraunhoferov inštitút predstavuje riešenie
Autor: Johannes Kaiser
Najväčším problémom všetkých obnoviteľných energií, ktoré dodávajú elektrinu, je ich nedostatočná skladovacia kapacita. Veterná a solárna energia sa často vyskytujú v čase, keď nie sú potrebné. Inštitút pre veternú energiu a technológiu energetických systémov Kassel Fraunhofer teraz predstavil riešenie spolu s Centrom pre výskum solárnej energie a vodíka v Stuttgarte.
Myšlienka znie geniálne jednoducho: Metán sa vyrába z elektriny, ktorá je dobre známym palivom, pretože je hlavnou zložkou zemného plynu a dá sa pomerne ľahko uskladniť. Najskôr sa elektrina používa na rozdelenie vody na kyslík a vodík pomocou elektrolýzy.
Ľudia to teraz zvládli celkom dobre, aj keď procesy v žiadnom prípade neboli testované vo veľkom priemyselnom meradle. Druhý krok je však rozhodujúci, hovorí Michael Sterner z Fraunhoferovho inštitútu pre veternú energiu v Kasseli:
"Celá vec je chemický proces, chemický proces nazývaný Sabatierov proces. Beriete vodík a CO2. Reagujú spolu za vzniku oxidu uhoľnatého a vody. Oxid uhoľnatý ďalej reaguje s ďalšou časťou vodíka za vzniku metánu, za vzniku CH4, ktorý sa tiež vyrába opäť voda. Je to ten istý proces, ako keď príroda dlhodobo uchováva energiu. ““
Každá rastlina využíva slnečnú energiu na premenu oxidu uhličitého zo vzduchu na zelené listy, teda na biomasu, pomocou fotosyntézy. Každá premena energie samozrejme stojí energiu. Otázkou zostáva, koľko veternej alebo slnečnej energie sa spotrebuje na metanáciu a aký efektívny je tento proces. Podľa Michaela Spechta z Centra pre solárnu energiu a výskum vodíka Stuttgart najskôr elektrolýza, teda výroba vodíka, spotrebuje štvrtinu obnoviteľnej elektriny:
"Tento vodík sa teraz privádza do tejto nasledujúcej metanačnej reakcie a tam ide o exotermickú reakciu, tj. Sa" ničí "malá časť energie. Povedal by som, že 60 percent použitej elektriny je následne k dispozícii vo forme metánu . “
40-percentná strata energie je lepšia ako 100 percent, ako je to v súčasnosti so zvyšujúcou sa frekvenciou, napríklad keď je k dispozícii príliš veľa veternej energie a veterné turbíny musia byť vypnuté, pretože nikto si nemôže kúpiť elektrinu. Čím viac zelenej elektriny sa ponúka, tým častejšie sa vyrába v čase, keď je to potrebné len čiastočne. Slnko cez deň vypaľuje solárne články, ale elektrina sa používa hlavne večer na svetlo, televíziu a domáce spotrebiče. Bez skladovania by sa stratila časť tejto dennej energie. A metán je dobré medziskladovacie médium.
Teraz samozrejme tento proces potrebuje oxid uhličitý. Je všeobecne známe, že to nechýba. Aj keď jednou z možností by bolo využitie oxidu uhličitého emitovaného uhoľnými elektrárňami, stuttgartská spoločnosť by radšej pripojila svoje 12 megawattové testovacie zariadenie plánované na rok 2012 k bioplynovej stanici, pretože bioplyn pozostáva zo 60 percent metánu a 40 percent oxidu uhličitého. Ak tiež premeníte oxid uhličitý na metán, môžete takmer zdvojnásobiť energiu generovanú bioplynovou stanicou. Neskôr sa mohol oxid uhličitý extrahovať aj zo vzduchu. To však stojí aj energiu, ale určite by to bolo atraktívne z hľadiska politiky v oblasti klímy, hovorí inžinier Michael Sterner:
"Ak vezmete CO2 zo vzduchu a potom ho opäť spálite, je späť v atmosfére, ale je to vlastne len ako list, ako biomasa. Vezme CO2 zo vzduchu. Keď je spálený alebo sa ukáže, že je offset, CO2 uniká späť do vzduchu a máte CO2 neutrálny zdroj energie. “
Večný kolobeh. V zásade sa do atmosféry neuvoľňuje žiadny ďalší oxid uhličitý. Otázkou zostáva, prečo sa už nepoužíva vodík získaný na skladovanie energie namiesto toho, aby sa pokračovalo v ďalšom a zložitom kroku procesu. Existujú rôzne dôvody. Na jednej strane neexistuje infraštruktúra pre vodík, ktorá je už k dispozícii pre zemný plyn, t. J. Podzemné zásobníky, distribučná sieť, vykurovanie zemným plynom alebo vozidlá na zemný plyn.
"Okrem toho má metán trikrát vyššiu hustotu energie v pomere k objemu, to znamená, že ak chceme skladovať vodík v podzemí, potrebujeme trikrát viac priestoru ako v prípade zemného plynu. K dispozícii je technológia zemného plynu, technológia skladovania bola tiež testovaná a je najmodernejšia." Bohužiaľ to zatiaľ nie je prípad vodíka a vodík sa skladuje veľmi ťažko, je tiež vysoko výbušný a zo skladu uniká ľahšie ako zemný plyn. ““
Proces je stále v plienkach, ale hneď ako sa začne využívať vo veľkom, počítajú vedci s cenou okolo deviatich centov za kilowatthodinu metánovej elektriny. To zodpovedá cene bioplynu.