RP-Energie-Lexikon - RE plyn, veterný plyn, solárny plyn, akumulačný plyn, elektrolýza, metanácia, zemný plyn,

Definícia: horľavý plyn, ktorý sa získava z obnoviteľných zdrojov pomocou elektrickej energie

Konkrétnejšie pojmy: veterný plyn, solárny plyn, bioplyn

Originálna tvorba: 23.08.2011; posledná zmena: 14.03.2020

Existujú technické metódy výroby horľavých plynov, ako je metán alebo vodík, pomocou elektrickej energie namiesto ich získavania z prírody ako fosílnych palív, ako je zemný plyn. Plynný vodík je možné vyrobiť najmä elektrolýzou vody. Z toho sa dá metán získať aj metanáciou. Ak elektrická energia na elektrolýzu pochádza z obnoviteľných zdrojov (napr. Z veternej alebo slnečnej energie), vyrobený vodík a metán z neho získaný sa označujú ako RE plyn, kde RE znamená obnoviteľnú energiu, niekedy tiež ako e- Plyn. Ak sa používa elektrina z veterných turbín, hovorí sa tiež o veternom plyne, v prípade slnečnej energie o solárny plyn.

Často sa tiež používa termín Power to Gas (všeobecnejšie Power to X), pričom „Power“ znamená do istej miery nepresne pre elektrickú energiu a nie pre energiu. Článok o Power to Gas podrobnejšie vysvetľuje, ako je možné tento koncept využiť.

Takáto výroba plynu je obzvlášť zaujímavá z hľadiska možného uskladnenia, t. J. Pre rozšírenie uskladnenia energie. Preto sa hovorí o akumulačnom plyne.

Výroba vodíka elektrolýzou

Elektrická energia sa môže použiť na výrobu vodíka v zariadení na elektrolýzu (elektrolyzér). Elektrolýzne zariadenie (často batéria z mnohých elektrolyzérov) je napájané jednosmerným prúdom na nízkej úrovni napätia, ktorý sa pravdepodobne získava striedavým prúdom alebo trojfázovým prúdom pomocou prevodníka.

Účinnosť elektrolýzy môže byť vyššia ako 80%, ale existuje kompromis medzi účinnosťou a nákladmi na systém: Vyšší energetický výkon pri prevádzke s najvyššou možnou intenzitou prúdu spôsobí, že použité napätie bude o niečo vyššie, čo účinnosť zníži. Táto úvaha vynúti pomerne nižší stupeň účinnosti, najmä keď elektrolyzér dosahuje iba relatívne málo hodín plného zaťaženia ročne, napr. B. ak by mal recyklovať iba prebytočnú elektrinu, ktorá sa vyskytuje dočasne. V takýchto prípadoch je realistickejšia účinnosť 70%.

Ďalšie technické podrobnosti sú vysvetlené v článku o elektrolýze.

Dodávanie vodíka do siete so zemným plynom

Vyrobený vodík sa môže privádzať do siete na zemný plyn v obmedzenom množstve, takže sa môže používať inde spolu so zemným plynom a nie je potrebná samostatná vodíková infraštruktúra. Nevýhodou tu však je výrazne nižšia objemová hustota energie vodíka:

Plynomery zaznamenávajú objem plynu, ktorý prešiel. Pri premenlivom podiele vodíka to znamená, že z objemu už nie je možné určiť skutočne príslušné množstvo energie. Preto musí obsah vodíka zostať obmedzený na niekoľko percent.
Ak je obsah vodíka vyšší, mohli by sa niektorí spotrebitelia stretnúť s technickými problémami v dôsledku zmenených vlastností plynu (napr. Zmenené požiadavky na vzduch na spaľovanie).
Znížená hustota energie vedie tiež k zníženiu prepravnej kapacity a skladovacej kapacity zariadení.

Výroba metánu

Uvedeným problémom s vodíkom sa dá vyhnúť výrobou metánu (CH4) z vodíka (H2) a oxidu uhličitého (CO2) alebo oxidu uhoľnatého (CO). Táto katalytická metanácia by bola možná v priemyselnom meradle, ale je spojená s ďalšími energetickými stratami okolo 14%. To znamená, že v kombinácii s elektrolýzou (pozri vyššie) by bola možná celková účinnosť približne 60%. Budúce systémy, v ktorých vysokoteplotná elektrolýza umožňuje využiť odpadové teplo z metanácie, by tiež mohli dosiahnuť účinnosť vyššiu ako 80%.

Získaný RE metán by potom bol porovnateľný s vysoko kvalitným zemným plynom a dá sa s ním bez obmedzenia použiť. Môže sa to nazývať syntetický zemný plyn alebo umelý zemný plyn.

Zatiaľ sa táto možnosť nevyužila, pretože RE metán by bol oveľa nákladnejší ako zemný plyn.

Výroba oxidu uhoľnatého

V súčasnosti prebiehajú výskumy procesov, pri ktorých by sa z oxidu uhličitého (CO2) mohol generovať oxid uhoľnatý (CO) pomocou elektrickej energie, konkrétne v plazme, ktorá sa vytvára elektrickým výbojom plynu. Boli preukázané účinnosti až do približne 60% a ďalší výskum by mohol viesť k ešte vyššej účinnosti. Z generovaného oxidu uhoľnatého pri chemických reakciách napr. B. Získavajú sa palivá.

Zaujímavé na tomto prístupe je, že sa neuskutočňuje žiadna elektrolýza, čo tiež eliminuje jeho nevýhody (najmä pokiaľ ide o náklady a obmedzenú hustotu výkonu). Takéto procesy by mohli byť vhodné aj na využitie dočasných prebytkov elektrickej energie pri skladovaní chemikálií.

Porovnanie s bioplynom

Obnoviteľný plyn z elektrickej energie možno tiež považovať za alternatívu k bioplynu (ktorý si mimochodom v zásade zaslúži aj označenie „RE plyn“). V obidvoch prípadoch sa metán získava hlavne z obnoviteľnej energie. Pri porovnaní týchto metód má RE plyn veľkú výhodu z hľadiska produktivity oblasti. B. systém s fotovoltaikou, elektrolýzou vodíka a metanáciou by bol (pre rovnaké množstvo energie) oveľa menší ako systém v bioplynovom systéme, pretože viazanie slnečnej energie v elektrárňach je z hľadiska energie dosť neefektívne - oveľa menej efektívne ako výroba elektriny pomocou fotovoltaiky. Okrem toho sa zabráni významným ekologickým nevýhodám bioplynu (napr. Účinky nepriamych zmien vo využívaní pôdy a často sa vyskytujúci únik metánu). Na druhej strane, náklady na RE plyn sú zatiaľ výrazne vyššie, najmä ak sa nepoužíva iba krátkodobý prebytok elektriny, ale fotovoltaické systémy sú postavené špeciálne na výrobu RE plynu. Je zatiaľ otázne, či náklady na fotovoltaiku a elektrolýzu budú z dlhodobého hľadiska klesať natoľko, že sa ekonomické porovnanie ukáže zásadne odlišné.

Otázky a komentáre čitateľov

Tu môžete navrhnúť otázky a komentáre na zverejnenie a zodpovedanie. Autor knihy RP-Energie-Lexikon rozhodne o prijatí podľa určitých kritérií. V podstate ide o to, že záležitosť je predmetom širokého záujmu.

Ak tu získate pomoc, možno budete chcieť láskavosť vrátiť darom, ktorým podporíte ďalší rozvoj energetického slovníka.

Ochrana údajov: Nezadávajte sem žiadne osobné údaje. Aj tak by sme ich nezverejnili a čoskoro by sme ich vymazali. Prečítajte si tiež naše pravidlá ochrany osobných údajov.

Ak potrebujete osobnú spätnú väzbu alebo radu od autora, napíšte mu ho e-mailom.

Odoslaním vyjadrujete súhlas so zverejnením svojich záznamov tu v súlade s našimi pravidlami.

literatúry

[1]	Štúdia „Energeticko-ekonomické a ekologické hodnotenie ponuky veterných plynov“, ktorú uskutočnil Fraunhoferov inštitút pre veternú energiu a technológiu energetických systémov (IWES) v mene Greenpeace Energy

Ak sa vám tento web páči, dajte o tom vedieť svojim priateľom a kolegom - napr. B. prostredníctvom sociálnych médií kliknutím sem:

Tieto tlačidlá zdieľania sú nastavené spôsobom, ktorý je priateľský k ochrane údajov!

Kód odkazov na iné webové stránky

Ak chcete umiestniť odkaz na tento článok inde (napr. Na svoje webové stránky, sociálne médiá, diskusné fóra alebo Wikipedia), kód nájdete tu. Takéto odkazy môžu napr. B. byť veľmi užitočné pre slovné vysvetlenia.

Odkaz HTML na tento článok:

S obrázkom ukážky (pozri rámček priamo nad týmto):

Ak si myslíte, že je vhodné umiestniť na Wikipédiu odkaz, napr. B. v časti „== Webové odkazy ==“:

Posledné články z blogu RP Energy:

2020-09-29: Nový sprievodca po ventilačných a klimatizačných systémoch a čističkách vzduchu
2020-05-04: Dvoj tekutý reaktor: nový zázračný reaktor pre svetlú budúcnosť jadrovej energie?
2020-04-21: Technické problémy s odosielaním bulletinu
2020-04-18: Digitalizácia a streamovanie videa: zďaleka nie sú také škodlivé pre klímu, ako sa tvrdí
2020-03-23: Ako môžem skontrolovať spoľahlivosť informácií?
2020-02-10: Greta Thunbergová, ktorá vstáva s rozumom
2020-01-27: Znamená to, že obchodovanie s emisiami robí z vyraďovania nemeckého uhlia neúčinné ochranu životného prostredia?
2019-12-30: Zachráňte Terrapower alebo NuScale renesanciu jadrovej energie?
2019-11-22: Štúdia zemného plynu od skupiny Energy Watch Group: Zemný plyn je pre klímu podstatne škodlivejší, ako sa očakávalo
2019-10-21: Vozidlá s palivovými článkami: lepšie riešenie ako elektromobily na batérie?

Pravidelne môžete dostávať také články ako informačné vestníky!