Energetski prehod v središču pozornosti: Kako lahko elektrolizerji in shranjevanje zmanjšajo stroške!

Energetski prehod v središču pozornosti: Kako lahko elektrolizerji in shranjevanje zmanjšajo stroške!

Raziskovalni skupini z Univerze Leibniz v Hannovru (LUH) in Inštituta za raziskave sončne energije Hameln (ISFH) sta izvedli obsežno študijo o uporabi elektrolizatorjev in shranjevanju baterij. Cilj je analizirati vpliv teh tehnologij na stroške energetskega prehoda. Eden največjih izzivov je prilagajanje energetskega sistema nihajoči razpoložljivosti vetrne in sončne energije. Ob visoki vetrni in sončni razpoložljivosti je električna energija presežka, medtem ko je v času nizke proizvodnje (temna obdobja) energije primanjkuje.

Odvečna elektrika se lahko shrani v akumulatorju ali pretvori v vodik z elektrolizo. Ta vodik se uporablja predvsem v industriji. Model, razvit posebej za ta namen, zdaj optimizira nemški energetski sistem in določa prispevek elektrolizatorjev in baterijskega shranjevanja k učinkovitemu energetskemu prehodu. Optimizirani scenarij kaže, da bi morali biti elektrolizerji za proizvodnjo vodika v prvi vrsti na vetrovnem severu Nemčije, medtem ko je skladiščenje baterij enakomerno porazdeljeno po Nemčiji, s poudarkom na jugu, kjer je na voljo več fotovoltaične elektrike.

Prihranek pri stroških in večja učinkovitost

Napovedi kažejo, da bo treba okoli 35 odstotkov električne energije iz obnovljivih virov do leta 2050 shraniti ali pretvoriti v vodik. Neukrepanje na tem področju bi lahko povečalo skupne stroške energetskega prehoda za do 60 milijard evrov. Študija, ki jo finančno podpira EWE AG, zagotavlja pomembne temelje odločevalcem v politiki in gospodarstvu za doseganje teh ciljev. Zamude pri širjenju vodikovih obratov in skladiščenja lahko tudi znatno otežijo doseganje podnebnih ciljev.

Za zagotovitev učinkovitosti elektrolizerjev je ključen določen delež zelene električne energije. Po podatkih energetske svetovalne agencije Novaro je delež zelene elektrike na letni ravni trenutno 60-odstoten, pri čemer je ta delež v obravnavanem obdobju v 1.854 urah presegel 80 odstotkov. "Zakon o pospeševanju vodika", ki je trenutno v pripravi, določa prag 80 odstotkov, kar velja za previsoko. Ekonomski optimum za uporabo vodika je prag 70 odstotkov, kar omogoča delovanje elektrolizerjev do 2900 ur na leto.

Tehnološki izzivi elektrolize

Sama elektroliza, proces, ki razgradi molekule vode na atome vodika in kisika, se sooča s precejšnjimi izzivi. Za sprožitev in pospešitev tega procesa so potrebni katalizatorji. Vendar pa je bil prejšnji razvoj na tem področju večinoma neuspešen, zato morajo materiali delovati v realnih industrijskih pogojih vsaj deset let. Dr. Philipp Gerschel z Univerze Ruhr Bochum opisuje težave pri izbiri materialov in razvoju ustreznih katalizatorjev. Prof. dr. Doris Segets z Univerze Duisburg-Essen je posebej poudarila potrebo po delovnem toku za primerjavo materialov. Sodelujemo z več institucijami pri razvoju novih procesov elektrolize, ki lahko delujejo tudi brez plemenitih kovin.

Ta razvoj bi lahko dodatno pospešil raziskave katalizatorjev in tako omogočil široko proizvodnjo elektrolizatorjev v naslednjih desetih letih. V projekt sodelovanja je vključenih 18 raziskovalcev iz različnih strok in institucij, vključno z Inštitutom Maxa Plancka za kemijsko pretvorbo energije.

Na splošno trenutne raziskave kažejo jasno smer: ciljna uporaba elektrolizatorjev in shranjevanja baterij je ključnega pomena za stroškovno učinkovit in trajnosten energetski prehod. Celotna študija je na voljo na spletu in zagotavlja dragocen vpogled v prihodnjo energetsko politiko.

Za več informacij o trenutnem razvoju in raziskavah obiščite naslednje povezave: Univerza Leibniz Hannover, Revija PV, in Fraunhofer UMSICHT.