Fókuszban az energiaátmenet: Hogyan csökkenthetik a költségeket az elektrolizátorok és a tárolás!

Fókuszban az energiaátmenet: Hogyan csökkenthetik a költségeket az elektrolizátorok és a tárolás!

A Hannoveri Leibniz Egyetem (LUH) és a Hamelni Napenergia-kutató Intézet (ISFH) kutatócsoportjai átfogó tanulmányt készítettek az elektrolizátorok használatáról és az akkumulátor tárolásáról. Célunk ezen technológiák energiaátállás költségeire gyakorolt ​​hatásának elemzése. Az egyik legnagyobb kihívás az energiarendszer hozzáigazítása a szél- és napenergia ingadozó rendelkezésre állásához. Ha magas a szél- és napenergia rendelkezésre állása, akkor többlet keletkezik az áramból, míg alacsony termelés idején (sötét időszakokban) energiahiány alakul ki.

A többlet elektromosságot vagy az akkumulátortárolóban tárolhatjuk, vagy elektrolízissel hidrogénné alakíthatjuk. Ezt a hidrogént elsősorban az iparban használják. Egy kifejezetten erre a célra kifejlesztett modell most optimalizálja a német energiarendszert, és meghatározza az elektrolizátorok és az akkumulátortárolók hozzájárulását a hatékony energiaátmenethez. Az optimalizált forgatókönyv azt mutatja, hogy a hidrogéntermelésre szolgáló elektrolizátorokat elsősorban Németország szeles északi részén kell elhelyezni, míg az akkumulátorok tárolása egyenletesen oszlik el Németországban, és a déli részen van a hangsúly, ahol több fotovoltaikus áram áll rendelkezésre.

Költségmegtakarítás és nagyobb hatékonyság

Az előrejelzések azt mutatják, hogy 2050-ig a megújuló energiából előállított villamos energia körülbelül 35 százalékát kell tárolni vagy hidrogénné alakítani. Ha nem tesznek lépéseket ezen a területen, akár 60 milliárd euróval is megnőhet az energiaátállás összköltsége. Az EWE AG által anyagilag támogatott tanulmány fontos alapot ad a politikai és üzleti döntéshozók számára e célok eléréséhez. A hidrogénüzemek bővítésének és a tárolásnak a késése is jelentősen megnehezítheti a klímacélok teljesítését.

Az elektrolizátorok hatékonyságának biztosítása érdekében a zöld villamos energia meghatározott aránya döntő fontosságú. A Novaro energetikai tanácsadó ügynökség szerint a zöldáram aránya éves szinten jelenleg 60 százalék, a vizsgált időszakban ez az arány 1854 órában 80 százalék feletti. A jelenleg készülő „hidrogén gyorsulási törvény” 80 százalékos küszöböt határoz meg, ami túl magasnak számít. A hidrogén felhasználásának gazdasági optimuma a 70 százalékos küszöb, amely lehetővé teszi az elektrolizátorok akár évi 2900 órás működését.

Az elektrolízis technológiai kihívásai

Maga az elektrolízis, egy olyan folyamat, amely a vízmolekulákat hidrogén- és oxigénatomokra bontja, jelentős kihívásokkal néz szembe. A folyamat elindításához és felgyorsításához katalizátorokra van szükség. A korábbi fejlesztések azonban ezen a területen nagyrészt sikertelenek voltak, így az anyagoknak valós ipari körülmények között legalább tíz évig működniük kell. Dr. Philipp Gerschel, a Bochumi Ruhr Egyetem munkatársa leírja az anyagok kiválasztásának és a megfelelő katalizátorok kifejlesztésének nehézségeit. Prof. Dr. Doris Segets, a Duisburg-Esseni Egyetem munkatársa különösen hangsúlyozta az anyag-összehasonlításhoz szükséges munkafolyamat szükségességét. Több intézménnyel dolgozunk olyan új elektrolízis eljárások kidolgozásán, amelyek nemesfémek nélkül is megoldhatók.

Ezek a fejlesztések tovább mozdíthatják a katalizátorkutatást, és így lehetővé tehetik az elektrolizátorok széles körű gyártását a következő tíz évben. Az együttműködési projektben 18 kutató vesz részt különböző tudományágakból és intézményekből, köztük a Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion-ból.

Összességében a jelenlegi kutatás egyértelmű irányt mutat: az elektrolizátorok és az akkumulátortárolók célzott használata kulcsfontosságú a költséghatékony és fenntartható energiaátálláshoz. A teljes tanulmány online elérhető, és értékes betekintést nyújt a jövőbeli energiapolitika számára.

Az aktuális fejlesztésekről és kutatásokról az alábbi linkeken olvashat bővebben: Hannoveri Leibniz Egyetem, PV Magazin, és Fraunhofer UMSICHT.