Energia üleminek fookuses: kuidas elektrolüsaatorid ja ladustamine võivad kulusid vähendada!

Energia üleminek fookuses: kuidas elektrolüsaatorid ja ladustamine võivad kulusid vähendada!

Hannoveri Leibnizi ülikooli (LUH) ja Hamelni päikeseenergia uuringute instituudi (ISFH) uurimisrühmad on läbi viinud põhjaliku uuringu elektrolüüsaatorite kasutamise ja akude säilitamise kohta. Eesmärk on analüüsida nende tehnoloogiate mõju energia ülemineku kuludele. Üks suurimaid väljakutseid on energiasüsteemi kohandamine tuule- ja päikeseenergia kõikuva saadavusega. Kui tuule- ja päikeseenergia kättesaadavus on kõrge, tekib elektrienergia ülejääk, vähesel ajal (pimedad perioodid) aga energiast puudus.

Üleliigset elektrienergiat saab salvestada akuhoidlas või muuta elektrolüüsi teel vesinikuks. Seda vesinikku kasutatakse peamiselt tööstuses. Spetsiaalselt selleks otstarbeks välja töötatud mudel optimeerib nüüd Saksamaa energiasüsteemi ning määrab elektrolüüsaatorite ja akusalvestuse panuse tõhusasse energiaüleminekusse. Optimeeritud stsenaarium näitab, et vesiniku tootmiseks kasutatavad elektrolüsaatorid peaksid asuma peamiselt tuulises Põhja-Saksamaal, samas kui akuhoidlad on Saksamaal ühtlaselt jaotunud, keskendudes lõunaosas, kus on saadaval rohkem fotogalvaanilist elektrit.

Kulude kokkuhoid ja suurem efektiivsus

Prognoosid näitavad, et ligikaudu 35 protsenti taastuvenergiast toodetud elektrist tuleb 2050. aastaks salvestada või vesinikuks muuta. Kui selles vallas meetmeid ei võeta, võib energiaülemineku kogukulud suureneda kuni 60 miljardi euro võrra. Uuring, mida rahaliselt toetab EWE AG, annab poliitika ja ettevõtluse otsustajatele olulise aluse nende eesmärkide saavutamiseks. Hilinemine vesinikujaamade laiendamisel ja ladustamisel võib samuti oluliselt raskendada kliimaeesmärkide saavutamist.

Elektrolüüsiseadmete efektiivsuse tagamiseks on otsustava tähtsusega konkreetne rohelise elektri osakaal. Energianõustamisagentuuri Novaro andmetel on rohelise elektri osakaal aastases arvestuses praegu 60 protsenti, kusjuures vaadeldaval perioodil on see osakaal 1854 tunniga üle 80 protsendi. Praegu koostamisel olev “vesiniku kiirenduse seadus” seab künniseks 80 protsenti, mida peetakse liiga kõrgeks. Vesiniku kasutamise majanduslik optimum on 70 protsendi künnis, mis võimaldab elektrolüsaatoritel töötada kuni 2900 tundi aastas.

Elektrolüüsi tehnoloogilised väljakutsed

Elektrolüüs ise, protsess, mis lagundab veemolekulid vesiniku- ja hapnikuaatomiteks, seisab silmitsi oluliste väljakutsetega. Selle protsessi käivitamiseks ja kiirendamiseks on vaja katalüsaatoreid. Senised arendused selles vallas on aga olnud suures osas ebaõnnestunud, mistõttu peavad materjalid reaalsetes tööstuslikes tingimustes toimima vähemalt kümme aastat. Dr Philipp Gerschel Ruhri ülikoolist Bochumist kirjeldab raskusi materjalide valikul ja sobivate katalüsaatorite väljatöötamisel. Prof dr Doris Segets Duisburg-Esseni ülikoolist rõhutas eriti materjalide võrdlemise töövoo vajadust. Teeme koostööd mitme institutsiooniga, et arendada uusi elektrolüüsiprotsesse, mis saaksid hakkama ka väärismetallideta.

Need arengud võivad veelgi edendada katalüsaatorite uurimist ja võimaldada elektrolüsaatorite laialdast tootmist järgmise kümne aasta jooksul. Koostööprojektis osaleb 18 teadlast erinevatest teadusharudest ja institutsioonidest, sealhulgas Max Plancki keemilise energia muundamise instituut.

Üldiselt näitavad praegused uuringud selget suunda: elektrolüüsaatorite ja akusalvestuse sihipärane kasutamine on kulutõhusa ja säästva energia ülemineku jaoks ülioluline. Täielik uuring on Internetis saadaval ja annab väärtuslikku teavet tulevase energiapoliitika kohta.

Praeguste arengute ja uuringute kohta lisateabe saamiseks külastage järgmisi linke: Hannoveri Leibnizi ülikool, PV ajakiri ja Fraunhofer UMSICHT.