V centre pozornosti energetického prechodu: Ako môžu elektrolyzéry a skladovanie znížiť náklady!

V centre pozornosti energetického prechodu: Ako môžu elektrolyzéry a skladovanie znížiť náklady!

Výskumné tímy z Leibniz University Hannover (LUH) a Inštitút pre výskum solárnej energie Hameln (ISFH) vykonali komplexnú štúdiu o využití elektrolyzérov a akumulátorov. Cieľom je analyzovať vplyv týchto technológií na náklady energetického prechodu. Jednou z najväčších výziev je prispôsobenie energetického systému kolísavej dostupnosti veternej a slnečnej energie. Pri vysokej dostupnosti vetra a slnka je elektriny prebytok, zatiaľ čo v časoch nízkej výroby (obdobia tmy) je energie nedostatok.

Prebytočná elektrina sa môže skladovať v batériách alebo premeniť na vodík elektrolýzou. Tento vodík sa používa predovšetkým v priemysle. Model vyvinutý špeciálne na tento účel teraz optimalizuje nemecký energetický systém a určuje príspevok elektrolyzérov a akumulátorov k efektívnemu energetickému prechodu. Optimalizovaný scenár ukazuje, že elektrolyzéry na výrobu vodíka by mali byť primárne umiestnené na veternom severe Nemecka, zatiaľ čo batériové úložisko je rovnomerne rozmiestnené po celom Nemecku so zameraním na juh, kde je k dispozícii viac fotovoltaickej elektriny.

Úspora nákladov a zvýšená efektivita

Prognózy naznačujú, že približne 35 percent elektriny z obnoviteľných zdrojov energie sa bude musieť do roku 2050 uskladniť alebo premeniť na vodík. Neprijatie opatrení v tejto oblasti by mohlo zvýšiť celkové náklady na energetickú transformáciu až o 60 miliárd eur. Štúdia, ktorá je finančne podporovaná spoločnosťou EWE AG, poskytuje dôležité základy pre osoby s rozhodovacou právomocou v politike a obchode na dosiahnutie týchto cieľov. Oneskorenie rozširovania vodíkových závodov a skladovania môže tiež výrazne sťažiť splnenie klimatických cieľov.

Na zabezpečenie účinnosti elektrolyzérov je rozhodujúci špecifický podiel zelenej elektriny. Podľa energeticko-poradenskej agentúry Novaro je podiel zelenej elektriny na ročnej báze v súčasnosti 60 percent, pričom tento podiel bol v sledovanom období vyše 80 percent za 1 854 hodín. „Zákon o zrýchlení vodíka“, ktorý sa v súčasnosti navrhuje, stanovuje prahovú hodnotu 80 percent, čo sa považuje za príliš vysoké. Ekonomické optimum pre využitie vodíka je prahová hodnota 70 percent, čo umožňuje elektrolyzérom pracovať až 2 900 hodín ročne.

Technologické výzvy elektrolýzy

Samotná elektrolýza, proces, ktorý rozkladá molekuly vody na atómy vodíka a kyslíka, čelí značným výzvam. Na spustenie a urýchlenie tohto procesu sú potrebné katalyzátory. Doterajší vývoj v tejto oblasti bol však do značnej miery neúspešný, takže materiály musia fungovať v reálnych priemyselných podmienkach aspoň desať rokov. Dr. Philipp Gerschel z Ruhr University Bochum opisuje ťažkosti pri výbere materiálov a vývoji vhodných katalyzátorov. Prof. Dr. Doris Segets z Univerzity Duisburg-Essen osobitne zdôraznil potrebu pracovného toku na porovnávanie materiálov. Spolupracujeme s niekoľkými inštitúciami na vývoji nových procesov elektrolýzy, ktoré sa zaobídu aj bez drahých kovov.

Tento vývoj by mohol ďalej posunúť výskum katalyzátorov a umožniť tak rozsiahlu výrobu elektrolyzérov v priebehu nasledujúcich desiatich rokov. Projekt spolupráce zahŕňa 18 výskumníkov z rôznych odborov a inštitúcií vrátane Inštitútu Maxa Plancka pre konverziu chemickej energie.

Súčasný výskum celkovo ukazuje jasný smer: cielené používanie elektrolyzérov a skladovania batérií je kľúčové pre nákladovo efektívny a udržateľný energetický prechod. Celá štúdia je dostupná online a poskytuje cenné informácie pre budúcu energetickú politiku.

Ďalšie informácie o aktuálnom vývoji a výskume nájdete na nasledujúcich odkazoch: Leibniz University Hannover, PV magazín, a Fraunhofer UMSICHT.