Dzięki elektrolizie tlenków stałych (SOEC) można skutecznie wykorzystać odnawialne źródła energii do produkcji metanu – twierdzi prof. Anke Hagen z DTU Energy. Niestety, na razie ta technologia jest zbyt kosztowna, by była rentowna.

Reklama

Instalacja turbin wiatrowych i ogniw fotowoltaicznych w Europie coraz szybciej zwiększa potencjał produkcji energii elektrycznej bez emisji zanieczyszczeń. Ten wzrost mocy produkcyjnych jest w dłuższej perspektywie potrzebny do zastąpienia produkcji energii elektrycznej ze źródeł kopalnych. Z jednej strony profil produkcji z wiatru i słońca jest zmienny z uwagi na uwarunkowania naturalne. Z drugiej zaś profil konsumpcji jest zgodny z przewidywalnym wzorcem. Rezultatem jest często niedopasowanie między wytwarzaniem i zużyciem energii elektrycznej, które musi być zrównoważone. Dlatego potrzebne są wydajne i konkurencyjne cenowo rozwiązania do przechowywania i dystrybucji na dużą skalę.

Jedną z bardziej atrakcyjnych koncepcji jest elektroliza, w której wykorzystuje się energię elektryczną, aby wytworzyć możliwy do magazynowania i dystrybuowania gaz. Wśród dostępnych obecnie technologii elektrolizy jedną z najbardziej obiecujących jest elektroliza tlenków stałych (SOEC). Proces ten charakteryzuje się wyjątkowo wysoką wydajnością zbliżoną do 100%. Ponadto w jego wyniku uzyskuje się mieszaninę gazu syntezowego, który z kolei może być przekształcony do wielu różnych produktów gazowych lub ciekłych.

SOEC jest najmłodszą z technologii elektrolizy. Niestety, jej koszty są obecnie zbyt wysokie i muszą zostać zmniejszone. Można to osiągnąć dzięki poprawie wydajności jednostek SOEC i wydłużeniu czasu życia technologii. To dwa główne cele europejskiego projektu ECo (efektywny elektrolizer współdziałający na rzecz wydajnego magazynowania energii ze źródeł odnawialnych). Koncepcja projektu ECo ma na celu połączenie energii elektrycznej i istniejącej infrastruktury gazowej poprzez elektrolizę wysokotemperaturową w celu efektywnego magazynowania i dystrybucji zielonej energii elektrycznej i na dużą skalę.

Projekt uwzględnia zmienne wejście energii elektrycznej, pary wodnej i dwutlenku węgla ze źródeł przemysłowych. Udoskonalone rozwiązania SOEC umożliwiają operowanie w temperaturze niższej niż 100 stopni bez utraty wydajności. Osiągnięcie to można bezpośrednio przełożyć na faktyczną redukcję kosztów, ponieważ do komponentów system mogą zostać wykorzystane tańsze materiały.

Proces SOEC obejmuje mieszaninę wodoru i tlenku węgla znaną jako gaz syntezowy. Ten gaz syntezowy można przekształcić w metan za pomocą ustalonych konwerterów katalitycznych. Jeśli SOEC działa pod podwyższonym ciśnieniem, co również zbadano w projekcie ECo, metan można nawet formować bezpośrednio w jednostce SOEC, co jeszcze bardziej obniża koszty systemu.

Korzyścią płynącą z produkcji metanu jest to, że istnieje już dla niego ogromna infrastruktura magazynowania i dystrybucji. Europejska infrastruktura gazu ziemnego może magazynować energię odpowiadającą 50% energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych. Wykorzystanie tej infrastruktury pozwala uniknąć kosztownych inwestycji związanych z magazynowaniem i dystrybucją zielonej energii elektrycznej.

źródło: openaccessgovernment.org

Fot.: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.