Benzinăria viitorului
Cercetare & Dezvoltare
Stația de alimentare a viitorului va furniza energie regenerabilă, hidrogen sau metan
Din ce în ce mai multe mașini vor avea un motor electric sau vor folosi alte acționări alternative în viitor. Oamenii de știință de la Centrul pentru Cercetarea Energiei Solare și a hidrogenului din Baden-Württemberg (ZSW) dezvoltă acum stația de alimentare corespunzătoare. Cercetările au început la jumătatea lunii februarie 2018. Pompa de combustibil a viitorului ar trebui să ofere șoferilor electricitate, hidrogen și metan înlocuitor al gazului natural din surse regenerabile - la fel de eficient, la prețuri reduse și la nevoie.
Mobilitatea se va schimba semnificativ în următorii câțiva ani. Electricitatea din vânt și soare pentru mașinile electrice și hidrogenul regenerabil pentru vehiculele cu pile de combustie vor juca în curând un rol din ce în ce mai important. Metanul din electricitate verde pentru mașinile cu gaz natural este, de asemenea, un combustibil ecologic. Cu toate acestea, stația de benzină corespunzătoare lipsește în continuare. Până în prezent, stațiile de alimentare cu electricitate și hidrogen au fost extinse masiv, inclusiv cele care oferă ambele forme de energie. O stație de alimentare care furnizează electricitate, hidrogen și metan nu există încă. Cu proiectul ZSW, acest lucru ar trebui să se schimbe acum.
Utilizarea treptată a energiei regenerabile
Ideea oamenilor de știință din Stuttgart: o pompă multi-energie. Electricitatea regenerabilă de la turbinele eoliene, de exemplu, trebuie încărcată direct în bateria mașinilor electrice prin rețeaua electrică. Dacă cererea este mai mare decât sursa de alimentare, intră în funcțiune o baterie mare staționară conectată, care a fost umplută anterior atunci când a existat un surplus de energie electrică. „Dacă bateria este plină și mașinile electrice care se încarcă nu mai pot folosi electricitatea, electricitatea verde este transformată în hidrogen într-un al doilea pas, dacă este necesar”, explică Dr. Ulrich Zuberbühler de la ZSW. Vehiculele cu celule de combustibil au folosit apoi acest combustibil. Dacă se produce mai mult hidrogen decât este necesar, acesta este stocat într-un rezervor de stocare.
Într-un al treilea pas, stația de alimentare a viitorului va genera metan. Acest lucru ar trebui să aibă loc atunci când rezervorul de stocare a hidrogenului este plin și mașinile cu celule de combustibil nu consumă gaz. Dioxidul de carbon este adăugat la hidrogen pentru a-l transforma în metan. Ambele gaze reacționează pe un catalizator la metan. Metanul este componenta principală a gazului natural, iar autovehiculele cu gaz natural pot folosi combustibilul fără probleme. Dacă este disponibil mai mult decât se umple, metanul este stocat într-un rezervor de stocare. Când aceasta este plină, metanul este alimentat în rețeaua de gaze naturale. „Cu proiectul nostru, cuplarea rețelei electrice cu mobilitatea nu se limitează la mașinile electrice”, explică Zuberbühler. „De asemenea, beneficiază și celelalte unități alternative.”
Oamenii de știință din ZSW vorbesc despre o utilizare treptată a energiei regenerabile. Utilizarea cu cele mai mici pierderi de energie are prioritate. Nivelul 1 este lăsat doar atunci când potențialul său este epuizat și așa mai departe. Cea mai eficientă utilizare a energiei regenerabile este în motoarele electrice. Nu există pierderi de conversie a energiei aici, ci doar 10% pierderi de stocare a bateriei. Numai când această cerință a fost îndeplinită, pot fi luate în considerare următoarele etape: mai întâi transformarea în hidrogen și apoi metanarea. Eficiența energiei electrice față de hidrogen este de aproximativ 75 la sută, cea a electricității la metan în jur de 60 la sută. Depozitarea pe termen lung a substanțelor chimice poate fi depozitată fără pierderi. Dacă se folosește căldura uzată generată în timpul conversiei, aceasta crește eficiența cu câteva puncte procentuale.
Dezvoltați componentele în continuare
Scopul ZSW din proiect este de a îmbunătăți eficiența, durata de viață și economia celor două componente principale. Sunt un electrolizor de presiune alcalină și un reactor cu placă pentru metanare. Acestea vor fi dezvoltate în continuare pe o scară de 100 kilowați. Pentru a decupla electroliza și sinteza metanului unul de celălalt, este planificată o instalație intermediară de stocare a hidrogenului, pe care institutul a dezvoltat-o conceptual și evaluată din punct de vedere al siguranței. Cercetătorii au la dispoziție trei ani pentru dezvoltarea tehnică, inclusiv conceptul de securitate și clarificarea tuturor detaliilor de aprobare. Întregul lucru va fi apoi testat într-o companie demonstrativă la fața locului din 2020.
Proiectul ZSW face parte din proiectul QUARREE100. În proiectul farului finanțat cu 24 de milioane de euro, institutele, companiile și administrația publică implementează conversia durabilă a alimentării cu energie a unui cartier al orașului în orașul Heide, districtul Dithmarschen. Stația de alimentare acționează ca un centru de energie pentru conversia și stocarea energiei în trimestrul respectiv.
Extindeți cuplajul sectorial
Ponderea energiei electrice verzi în rețeaua electrică germană este acum în jur de o treime, iar tendința este în creștere. Până în 2030 ar trebui să fie de 65%. Utilizarea în afara rețelei electrice, de exemplu la mașinile electrice și ca combustibil alternativ, ar face sectorul mobilității mai ecologic. Până în prezent s-au înregistrat progrese reduse. Combustibilii alternativi cu hidrogen și metan au, de asemenea, marele avantaj că pot fi depozitați mult timp ca mediu de stocare a substanțelor chimice fără pierderi și alimentați în rețeaua germană de gaze naturale, unde sunt disponibili și pentru cuplarea sectorului pentru furnizarea de încălzire neutră în CO2 a clădirilor. (IG)