Prijelaz energije u fokusu: Kako elektrolizatori i skladištenje mogu smanjiti troškove!

Prijelaz energije u fokusu: Kako elektrolizatori i skladištenje mogu smanjiti troškove!

Istraživački timovi sa Sveučilišta Leibniz u Hannoveru (LUH) i Instituta za istraživanje solarne energije Hameln (ISFH) proveli su sveobuhvatnu studiju o korištenju elektrolizatora i skladištenju baterija. Cilj je analizirati utjecaj ovih tehnologija na troškove energetske tranzicije. Jedan od najvećih izazova je prilagođavanje energetskog sustava promjenjivoj dostupnosti energije vjetra i sunca. Pri velikoj raspoloživosti vjetra i sunca dolazi do viška električne energije, dok u vrijeme niske proizvodnje (mračna razdoblja) dolazi do manjka energije.

Višak električne energije može se ili pohraniti u skladište baterije ili pretvoriti u vodik putem elektrolize. Ovaj vodik se prvenstveno koristi u industriji. Model razvijen posebno za ovu svrhu sada optimizira njemački energetski sustav i utvrđuje doprinos elektrolizera i baterijskih pohrana učinkovitoj energetskoj tranziciji. Optimizirani scenarij pokazuje da bi elektrolizatori za proizvodnju vodika prvenstveno trebali biti smješteni na vjetrovitom sjeveru Njemačke, dok su skladišta baterija ravnomjerno raspoređena po Njemačkoj, s fokusom na jugu, gdje je dostupno više fotonaponske električne energije.

Ušteda troškova i povećana učinkovitost

Predviđanja pokazuju da će oko 35 posto električne energije iz obnovljivih izvora energije morati biti pohranjeno ili pretvoreno u vodik do 2050. godine. Nepoduzimanje mjera u tom području moglo bi povećati ukupne troškove energetske tranzicije do 60 milijardi eura. Studija, koju financijski podupire EWE AG, pruža važne temelje donositeljima odluka u politici i gospodarstvu za postizanje ovih ciljeva. Kašnjenja u širenju postrojenja za proizvodnju vodika i skladištenja također mogu znatno otežati postizanje klimatskih ciljeva.

Kako bi se osigurala učinkovitost elektrolizera, ključan je određeni udio zelene električne energije. Prema podacima agencije za energetsko savjetovanje Novaro, udio zelene električne energije na godišnjoj razini trenutno iznosi 60 posto, s tim da je taj udio u 1.854 sata u promatranom razdoblju bio preko 80 posto. "Zakon o ubrzanju vodika" koji je trenutno u izradi postavlja prag od 80 posto, što se smatra previsokim. Ekonomski optimum za korištenje vodika je prag od 70 posto, što omogućuje rad elektrolizera do 2900 sati godišnje.

Tehnološki izazovi elektrolize

Sama elektroliza, proces koji razgrađuje molekule vode na atome vodika i kisika, suočava se sa značajnim izazovima. Katalizatori su neophodni za pokretanje i ubrzanje ovog procesa. Međutim, prethodni razvoj u ovom području bio je uglavnom neuspješan, tako da materijali moraju funkcionirati u stvarnim industrijskim uvjetima najmanje deset godina. Dr. Philipp Gerschel sa Sveučilišta Ruhr Bochum opisuje poteškoće u odabiru materijala i razvoju odgovarajućih katalizatora. Prof. dr. Doris Segets sa Sveučilišta Duisburg-Essen posebno je naglasila potrebu za tijek rada za usporedbu materijala. Surađujemo s nekoliko institucija na razvoju novih procesa elektrolize koji također mogu raditi bez plemenitih metala.

Ovakav razvoj mogao bi dodatno unaprijediti istraživanje katalizatora i tako omogućiti široku proizvodnju elektrolizatora u sljedećih deset godina. Projekt suradnje uključuje 18 istraživača iz različitih disciplina i institucija, uključujući Max Planck institut za kemijsku pretvorbu energije.

Sve u svemu, trenutačno istraživanje pokazuje jasan smjer: ciljana uporaba elektrolizatora i skladištenja baterija ključna je za isplativu i održivu energetsku tranziciju. Cijela studija dostupna je na internetu i pruža vrijedne uvide za buduću energetsku politiku.

Za više informacija o trenutnom razvoju i istraživanju posjetite sljedeće poveznice: Sveučilište Leibniz u Hannoveru, Časopis PV, i Fraunhofer UMSICHT.