Енергиен преход на фокус: Как електролизаторите и съхранението могат да намалят разходите!

Енергиен преход на фокус: Как електролизаторите и съхранението могат да намалят разходите!

Изследователски екипи от университета Лайбниц Хановер (LUH) и Института за изследване на слънчевата енергия Хамелн (ISFH) са извършили цялостно проучване за използването на електролизатори и съхранение на батерии. Целта е да се анализира влиянието на тези технологии върху разходите за енергийния преход. Едно от най-големите предизвикателства е адаптирането на енергийната система към променливата наличност на вятърна и слънчева енергия. Когато има висока вятърна и слънчева наличност, има излишък на електроенергия, докато във времена на ниско производство (тъмни периоди) има недостиг на енергия.

Излишното електричество може или да се съхранява в хранилище на батерии, или да се преобразува във водород чрез електролиза. Този водород се използва предимно в промишлеността. Модел, разработен специално за тази цел, сега оптимизира германската енергийна система и определя приноса на електролизьорите и съхранението на батерии за ефективен енергиен преход. Оптимизираният сценарий показва, че електролизерите за производство на водород трябва да бъдат разположени предимно във ветровитата северна Германия, докато съхранението на батерии е равномерно разпределено в цяла Германия, с фокус на юг, където има повече фотоволтаично електричество.

Спестяване на разходи и повишена ефективност

Прогнозите сочат, че около 35 процента от електричеството от възобновяеми енергийни източници ще трябва да се съхранява или преобразува във водород до 2050 г. Непредприемането на действия в тази област може да увеличи общите разходи за енергийния преход с до 60 милиарда евро. Проучването, което е подкрепено финансово от EWE AG, предоставя важна основа за вземащите решения в политиката и бизнеса за постигане на тези цели. Забавянето на разширяването на водородните инсталации и съхранението може също да направи значително по-трудно постигането на климатичните цели.

За да се гарантира ефективността на електролизерите, определен процент зелено електричество е от решаващо значение. Според енергийната консултантска агенция Novaro делът на зелената електроенергия на годишна база в момента е 60 процента, като този дял е над 80 процента за 1854 часа през разглеждания период. „Законът за ускоряване на водорода“, който в момента се изготвя, определя праг от 80 процента, който се счита за твърде висок. Икономическият оптимум за използване на водород е праг от 70 процента, което позволява на електролизерите да работят до 2900 часа годишно.

Технологични предизвикателства на електролизата

Самата електролиза, процес, който разгражда водните молекули на водородни и кислородни атоми, е изправена пред значителни предизвикателства. Катализаторите са необходими за иницииране и ускоряване на този процес. Предишните разработки в тази област обаче бяха до голяма степен неуспешни, така че материалите трябва да функционират в реални индустриални условия поне десет години. Д-р Филип Гершел от Рурския университет в Бохум описва трудностите при избора на материали и разработването на подходящи катализатори. Проф. д-р Дорис Сегетс от университета в Дуисбург-Есен специално подчерта необходимостта от работен процес за сравнение на материали. Ние работим с няколко институции, за да разработим нови процеси за електролиза, които могат да се справят и без благородни метали.

Тези разработки биха могли да допринесат за по-нататъшен напредък в изследванията на катализаторите и по този начин да позволят широко разпространено производство на електролизатори през следващите десет години. Проектът за сътрудничество включва 18 изследователи от различни дисциплини и институции, включително Института Макс Планк за химическо преобразуване на енергия.

Като цяло настоящите изследвания показват ясна посока: целенасоченото използване на електролизатори и съхранение на батерии е от решаващо значение за рентабилен и устойчив енергиен преход. Пълното проучване е достъпно онлайн и предоставя ценна информация за бъдещата енергийна политика.

За повече информация относно текущите разработки и изследвания, моля, посетете следните връзки: Лайбниц университет Хановер, Списание PV, и Fraunhofer UMSICHT.