Energetický přechod v centru pozornosti: Jak mohou elektrolyzéry a skladování snížit náklady!

Energetický přechod v centru pozornosti: Jak mohou elektrolyzéry a skladování snížit náklady!

Výzkumné týmy z Leibniz University Hannover (LUH) a Institute for Solar Energy Research Hameln (ISFH) provedly komplexní studii o využití elektrolyzérů a bateriových úložišť. Cílem je analyzovat vliv těchto technologií na náklady energetického přechodu. Jednou z největších výzev je přizpůsobení energetického systému kolísavé dostupnosti větrné a solární energie. Při vysoké dostupnosti větru a slunce je elektřiny přebytek, zatímco v době nízké výroby (období tmy) je energie nedostatek.

Přebytečná elektřina může být uložena v bateriovém úložišti nebo přeměněna na vodík elektrolýzou. Tento vodík se používá především v průmyslu. Model vyvinutý speciálně pro tento účel nyní optimalizuje německý energetický systém a určuje příspěvek elektrolyzérů a akumulátorů k efektivnímu přechodu energie. Optimalizovaný scénář ukazuje, že elektrolyzéry pro výrobu vodíku by měly být primárně umístěny na větrném severu Německa, zatímco bateriová úložiště jsou rovnoměrně rozmístěna po celém Německu, s důrazem na jih, kde je k dispozici více fotovoltaické elektřiny.

Úspora nákladů a vyšší efektivita

Prognózy naznačují, že přibližně 35 procent elektřiny z obnovitelných energií bude muset být do roku 2050 uskladněno nebo přeměněno na vodík. Nepřijetí opatření v této oblasti by mohlo zvýšit celkové náklady energetického přechodu až o 60 miliard eur. Studie, která je finančně podporována společností EWE AG, poskytuje důležité základy pro osoby s rozhodovací pravomocí v politice a podnikání k dosažení těchto cílů. Zpoždění expanze vodíkových elektráren a skladování může také výrazně ztížit plnění klimatických cílů.

Pro zajištění účinnosti elektrolyzérů je rozhodující specifický podíl zelené elektřiny. Podle energeticko-poradenské agentury Novaro je podíl zelené elektřiny na roční bázi aktuálně 60 procent, přičemž tento podíl byl za sledované období přes 80 procent za 1854 hodin. „Zákon o urychlení vodíku“, který je v současné době připravován, stanoví práh 80 procent, což je považováno za příliš vysoké. Ekonomické optimum pro použití vodíku je práh 70 procent, což umožňuje provoz elektrolyzérů až 2900 hodin ročně.

Technologické výzvy elektrolýzy

Samotná elektrolýza, proces, který rozkládá molekuly vody na atomy vodíku a kyslíku, čelí významným výzvám. K zahájení a urychlení tohoto procesu jsou nezbytné katalyzátory. Dosavadní vývoj v této oblasti byl však z velké části neúspěšný, takže materiály musí fungovat v reálných průmyslových podmínkách minimálně deset let. Dr. Philipp Gerschel z Ruhr University Bochum popisuje potíže při výběru materiálů a vývoji vhodných katalyzátorů. Prof. Dr. Doris Segets z University of Duisburg-Essen zvláště zdůraznil potřebu pracovního postupu pro porovnávání materiálů. Spolupracujeme s několika institucemi na vývoji nových procesů elektrolýzy, které se obejdou i bez drahých kovů.

Tento vývoj by mohl dále posunout výzkum katalyzátorů a umožnit tak širokou výrobu elektrolyzérů během příštích deseti let. Projekt spolupráce zahrnuje 18 výzkumných pracovníků z různých oborů a institucí, včetně Institutu Maxe Plancka pro přeměnu chemické energie.

Současný výzkum celkově ukazuje jasný směr: cílené používání elektrolyzérů a bateriových úložišť je zásadní pro nákladově efektivní a udržitelný energetický přechod. Celá studie je k dispozici online a poskytuje cenné poznatky pro budoucí energetickou politiku.

Další informace o aktuálním vývoji a výzkumu naleznete na následujících odkazech: Leibniz University Hannover, PV magazín a Fraunhofer UMSICHT.