Energijos perkėlimas dėmesio centre: kaip elektrolizatoriai ir saugojimas gali sumažinti išlaidas!

Energijos perkėlimas dėmesio centre: kaip elektrolizatoriai ir saugojimas gali sumažinti išlaidas!

Hanoverio Leibnizo universiteto (LUH) ir Hamelno Saulės energijos tyrimų instituto (ISFH) mokslininkų grupės atliko išsamų elektrolizatorių naudojimo ir baterijų saugojimo tyrimą. Tikslas – išanalizuoti šių technologijų įtaką energijos perėjimo kainoms. Vienas didžiausių iššūkių yra energetikos sistemos pritaikymas prie kintančio vėjo ir saulės energijos prieinamumo. Kai yra daug vėjo ir saulės energijos, susidaro elektros perteklius, o mažos gamybos metu (tamsiaisiais laikotarpiais) trūksta energijos.

Elektros perteklius gali būti laikomas akumuliatoriaus saugykloje arba paverčiamas vandeniliu elektrolizės būdu. Šis vandenilis pirmiausia naudojamas pramonėje. Specialiai šiam tikslui sukurtas modelis dabar optimizuoja Vokietijos energetikos sistemą ir nustato elektrolizatorių bei baterijų kaupimo indėlį į efektyvų energijos perėjimą. Optimizuotas scenarijus rodo, kad vandenilio gamybos elektrolizatoriai pirmiausia turėtų būti įrengti vėjuotoje Vokietijos šiaurėje, o akumuliatorių saugykla yra tolygiai paskirstyta visoje Vokietijoje, daugiausia dėmesio skiriant pietuose, kur yra daugiau fotovoltinės elektros energijos.

Sąnaudų taupymas ir didesnis efektyvumas

Prognozės rodo, kad iki 2050 m. apie 35 proc. elektros energijos, pagamintos iš atsinaujinančių energijos šaltinių, turės būti saugoma arba paversta vandeniliu. Jei nebus imtasi veiksmų šioje srityje, visos energijos perėjimo išlaidos gali padidėti iki 60 mlrd. Tyrimas, kurį finansiškai remia EWE AG, suteikia svarbius pagrindus politikos ir verslo sprendimų priėmėjams siekiant šių tikslų. Vėluojant vandenilio gamyklų plėtrai ir saugykloms, taip pat gali būti žymiai sunkiau pasiekti klimato tikslus.

Siekiant užtikrinti elektrolizatorių efektyvumą, labai svarbi tam tikra žaliosios elektros energijos dalis. Energetikos konsultacijų agentūros „Novaro“ duomenimis, šiuo metu žaliosios elektros dalis per metus sudaro 60 proc., o per 1854 valandas per nagrinėjamą laikotarpį ši dalis viršija 80 proc. Šiuo metu rengiamas „vandenilio pagreičio įstatymas“ nustato 80 procentų ribą, kuri laikoma per aukšta. Ekonominis vandenilio naudojimo optimalumas yra 70 procentų riba, leidžianti elektrolizatoriams veikti iki 2900 valandų per metus.

Technologiniai elektrolizės iššūkiai

Pati elektrolizė, procesas, kurio metu vandens molekulės skaidomos į vandenilio ir deguonies atomus, susiduria su dideliais iššūkiais. Norint pradėti ir pagreitinti šį procesą, reikalingi katalizatoriai. Tačiau ankstesni pokyčiai šioje srityje iš esmės buvo nesėkmingi, todėl medžiagos tikromis pramoninėmis sąlygomis turi veikti mažiausiai dešimt metų. Dr. Philipp Gerschel iš Rūro universiteto Bochumo aprašo sunkumus renkantis medžiagas ir kuriant tinkamus katalizatorius. Prof. dr. Doris Segets iš Duisburgo-Eseno universiteto ypač pabrėžė medžiagų palyginimo darbo eigos poreikį. Bendradarbiaujame su keliomis institucijomis kurdami naujus elektrolizės procesus, kurie taip pat gali apsieiti be tauriųjų metalų.

Šie pokyčiai galėtų dar labiau paskatinti katalizatorių tyrimus ir taip per ateinančius dešimt metų sudaryti sąlygas plačiai gaminti elektrolizatorius. Bendradarbiavimo projekte dalyvauja 18 mokslininkų iš įvairių disciplinų ir institucijų, įskaitant Maxo Plancko cheminės energijos konversijos institutą.

Apskritai dabartiniai tyrimai rodo aiškią kryptį: tikslingas elektrolizatorių ir baterijų saugojimo naudojimas yra labai svarbus ekonomiškai ir tvariam energijos perėjimui. Visas tyrimas yra prieinamas internete ir suteikia vertingų įžvalgų apie būsimą energetikos politiką.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie dabartinius pokyčius ir tyrimus, apsilankykite šiose nuorodose: Hanoverio Leibnizo universitetas, PV žurnalas, ir Fraunhoferis UMSICHT.