Energiomställning i fokus: Hur elektrolysörer och lagring kan minska kostnaderna!

Energiomställning i fokus: Hur elektrolysörer och lagring kan minska kostnaderna!

Forskarlag från Leibniz University Hannover (LUH) och Institutet för solenergiforskning Hameln (ISFH) har genomfört en omfattande studie om användningen av elektrolysörer och batterilagring. Syftet är att analysera vilken inverkan dessa tekniker har på kostnaderna för energiomställningen. En av de största utmaningarna är att anpassa energisystemet till den fluktuerande tillgången på vind- och solenergi. När det är hög tillgång till vind och sol finns det ett överskott av el, medan det i tider med låg produktion (mörka perioder) råder brist på energi.

Överskottsel kan antingen lagras i batterilager eller omvandlas till väte genom elektrolys. Detta väte används främst inom industrin. En modell som utvecklats specifikt för detta ändamål optimerar nu det tyska energisystemet och bestämmer elektrolysörernas och batterilagringens bidrag till en effektiv energiomställning. Det optimerade scenariot visar att elektrolysörer för vätgasproduktion i första hand bör placeras i blåsiga norra Tyskland, medan batterilagringen är jämnt fördelad över Tyskland, med fokus i söder, där mer solcellselektricitet finns tillgänglig.

Kostnadsbesparingar och ökad effektivitet

Prognoserna pekar på att omkring 35 procent av elen från förnybar energi kommer att behöva lagras eller omvandlas till vätgas till 2050. Underlåtenhet att vidta åtgärder på detta område kan öka de totala kostnaderna för energiomställningen med upp till 60 miljarder euro. Studien, som är ekonomiskt stödd av EWE AG, ger viktiga grunder för beslutsfattare inom politik och näringsliv att nå dessa mål. Förseningar i utbyggnaden av vätgasanläggningar och lagring kan också göra det betydligt svårare att nå klimatmålen.

För att säkerställa effektiviteten hos elektrolysörerna är en viss andel grön el avgörande. Enligt energikonsultbyrån Novaro är andelen grön el på årsbasis för närvarande 60 procent, med över 80 procent på 1 854 timmar under rapportperioden. En "väteaccelerationslag" som håller på att utarbetas sätter ett tröskelvärde på 80 procent, vilket anses för högt. Det ekonomiska optimum för att använda vätgas är ett tröskelvärde på 70 procent, vilket gör att elektrolysörerna kan fungera i upp till 2 900 timmar per år.

Elektrolystekniska utmaningar

Själva elektrolysen, en process som bryter ner vattenmolekyler till väte- och syreatomer, står inför betydande utmaningar. Katalysatorer är nödvändiga för att initiera och påskynda denna process. Tidigare utvecklingar inom detta område har dock i stort sett varit misslyckade, så materialen måste fungera under verkliga industriella förhållanden i minst tio år. Dr Philipp Gerschel från Ruhruniversitetet i Bochum beskriver svårigheterna med att välja material och utveckla lämpliga katalysatorer. Prof. Dr. Doris Segets från University of Duisburg-Essen betonade särskilt behovet av ett arbetsflöde för materialjämförelse. Vi arbetar med flera institutioner för att utveckla nya elektrolysprocesser som också klarar sig utan ädelmetaller.

Denna utveckling kan ytterligare främja katalysatorforskningen och därmed möjliggöra omfattande produktion av elektrolysatorer inom de närmaste tio åren. Samarbetsprojektet omfattar 18 forskare från olika discipliner och institutioner, inklusive Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion.

Sammantaget visar aktuell forskning en tydlig riktning: riktad användning av elektrolysatorer och batterilagring är avgörande för en kostnadseffektiv och hållbar energiomställning. Hela studien finns tillgänglig online och ger värdefulla insikter för framtida energipolitik.

För mer information om aktuell utveckling och forskning, besök följande länkar: Leibniz universitet Hannover, PV Magazine, och Fraunhofer UMSICHT.