ENERGETYKA, RYNEK ENERGII - CIRE.pl - energetyka zaczyna dzień od CIREWodór
Właścicielem portalu jest ARE S.A.
ARE S.A.

SZUKAJ:



PANEL LOGOWANIA

X
Portal CIRE.PL wykorzystuje mechanizm plików cookies. Jeśli nie chcesz, aby nasz serwer zapisywał na Twoim urządzeniu pliki cookies, zablokuj ich stosowanie w swojej przeglądarce. Szczegóły.


MATERIAŁY PROBLEMOWE

Wodór do wytwarzania i magazynowania energii elektrycznej
14.01.2020r. 05:10

Wiesław Drozdowski, redaktor CIRE
Wodór już powszechnie nazywany jest "paliwem przyszłości" i może być jedną z alternatyw dla zastąpienia paliw kopalnych. Pozostaje opracowanie konkurencyjnych cenowo, wydajnych i szybkich metod jego produkcji, transportu i magazynowania.
Wodór odgrywa dziś niewielką rolę w sektorze elektroenergetycznym: odpowiada za mniej niż 0,2 proc. produkcji energii elektrycznej. Głównie jest to związane ze stosowaniem gazów z hutnictwa, zakładów petrochemicznych i rafinerii. W przyszłości może się to zmienić. Współspalanie amoniaku mogłoby zmniejszyć intensywność emisji dwutlenku węgla w istniejących konwencjonalnych elektrowniach węglowych, a turbiny gazowe napędzane wodorem i turbiny gazowe o cyklu kombinowanym mogłyby być źródłem elastyczności w systemach elektroenergetycznych ze zwiększonym udziałem zmiennych źródeł odnawialnych. W postaci sprężonego gazu, amoniaku lub syntetycznego metanu wodór może również stać się opcją długoterminowego magazynowania w celu zrównoważenia sezonowych zmian zapotrzebowania na energię elektryczną lub jej wytwarzania ze źródeł odnawialnych.

(1093x647)Na podstawie: The Future of Hydrogen, Źródło: IEA 2019

Jak sektor energetyczny wykorzystuje obecnie wodór?

Chociaż czysty wodór zasadniczo nie stanowi dziś paliwa w produkcji energii, istnieją wyjątki na małą skalę. Na przykład, turbina gazowa pracująca w układzie kombinowanym o mocy 12 MW we Włoszech wykorzystuje wodór z pobliskiego kompleksu petrochemicznego, natomiast w japońskim Kobe, turbina gazowa zasilana wodorem dostarcza ciepło i elektryczność (1,1 MWe) do lokalnych gospodarstw domowych.

Nieco bardziej powszechne jest stosowanie bogatych w wodór gazów z hut, zakładów petrochemicznych i rafinerii. Silniki gazowe tłokowe są obecnie w stanie poradzić sobie z gazami o objętościowej zawartości wodoru do 70 proc., podczas gdy w przyszłości powinny pracować nawet na 100 proc. wodoru. Turbiny gazowe mogą również pracować na gazach bogatych w wodór. Przykładem jest turbina o mocy 40 MW w rafinerii w Korei Płd wykorzystująca gazy o zawartości wodoru do 95 proc., która w takich warunkach może pracować przez 20 lat.

Ogniwa paliwowe stanowią kolejną opcję przekształcania wodoru w energię elektryczną i ciepło bez emisji CO2 wytwarzając jedynie wodę. Mogą one osiągnąć sprawność elektryczną ponad 60 proc. i wykazują wyższą wydajność przy częściowym obciążeniu niż przy pełnym, co czyni je szczególnie atrakcyjnymi dla elastycznych operacji, takich jak równoważenie obciążenia.

Istnieją różne technologie ogniw paliwowych do stacjonarnych zastosowań energetycznych:
  • Ogniwa paliwowe z polimerowymi membranami elektrolitowymi wykonanymi z polimeru sulfono-fluoro-węglowego (PEMFC), które działają w stosunkowo niskich temperaturach (poniżej 100 stopni C) i charakteryzują się krótkim czasem rozruchu. Wymagają jednak czystego strumienia wodoru lub zewnętrznego reaktora do reformingu, jeśli paliwem jest gaz ziemny.
  • Ogniwa paliwowe, w których elektrolitem jest stężony kwas fosfororanowy umieszczony w osnowie z węglika krzemu i teflonu (PAFC). Obecnie te ogniwa znajdują zastosowanie jako stacjonarne agregaty prądotwórcze o mocy w zakresie 100-400 kW. Oprócz energii elektrycznej wytwarzają również ciepło o temperaturze ok. 180 stopni C.
  • Ogniwa paliwowe, w których elektrolitem są stopione węglany litu i potasu lub litu i sodu (MCFC) oraz ogniwa paliwowe z zestalonym elektrolitem tlenkowym, którym jest najczęściej tlenek itru 203 (Y203) stabilizowany tlenkiem zyrkonu (ZrO2) w ilości 8-10 proc. (SOFC). Ogniwa MCFC i SOFC pracują w wyższych temperaturach, odpowiednio 600 stopni C i 800-1 000 stopni C.
MCFC są wykorzystywane w skali MW do wytwarzania energii, a dodatkowo wytworzone ciepło możne być wykorzystane do ogrzewania lub chłodzenia w budynkach czy procesach przemysłowych.

SOFC mają podobne obszary zastosowania, często na mniejszą skalę, w zakresie kW, takie jak mikrokogeneratory lub zasilanie poza siecią.

Globalnie zainstalowana stacjonarna pojemność ogniw paliwowych gwałtownie rośnie w ciągu ostatnich dziesięciu lat, osiągając prawie 1,6 GW w 2018 r. (wykres poniżej), chociaż tylko około 70 MW wykorzystuje wodór jako paliwo. Większość istniejących ogniw paliwowych jest obecnie zasilana gazem ziemnym. Liczba zainstalowanych na całym świecie ogniw paliwowych wynosi około 363 tys., w dużej mierze zdominowanych przez systemy mikrokogeneracji. Japońska inicjatywa wprowadzania na rynek domowych ogniw paliwowych ENE-FARM (obecnie ok. 276 tys.) stanowi większość, ale to jedynie 12 proc. zainstalowanej mocy (193 MW). Poza Japonią, rynek ogniw paliwowych dla gospodarstw domowych rozwija się również w Niemczech dzięki programowi wsparcia KfW433. Większe systemy ogniw paliwowych o mocy powyżej 100 kW do 2,4 MW są nadal prawie wyłącznie stosowane w Korei i Stanach Zjednoczonych o zainstalowanych mocach odpowiednio 300 MW i 150 MW.

(820x457)Stacjonarne ogniwa paliwowe odnotowały silny wzrost w ciągu ostatniej dekady pod względem zainstalowanej mocy i liczby jednostek, ale nadal stanowią zaledwie 0,02% globalnej mocy wytwórczej, Źródło: IEA 2019

Bardzo niewiele krajów określiło wyraźne cele w zakresie wykorzystania wodoru lub paliw wodorowych w energetyce. Japonia jest jednym z nielicznych wyjątków: dąży do osiągnięcia 1 GW mocy opartej na wodorze do 2030 r. (co odpowiada rocznemu zużyciu wodoru w ilości 0,3 Mt) oraz do 15-30 GW w dłuższej perspektywie (co odpowiada rocznemu zużyciu wodoru w ilości 15-30 Mt).

Korea Południowa, to kolejny wyjątek. W koreańskich planach ukierunkowanych na wykorzystanie wodoru w sektorze energetycznym określono docelową moc zainstalowanych ogniw paliwowych na 1,5 GW do 2022 r. i 15 GW do 2040 r.

W Japonii, Niderlandach i Australii prowadzone są badania i projekty pilotażowe mające na celu wprowadzenie wodoru i amoniaku jako paliw do turbin gazowych i elektrowni węglowych.

Wykorzystanie ogniw paliwowych do zapewnienia zasilania rezerwowego i dostępu do energii elektrycznej

Dostarczanie rezerwowej energii elektrycznej i energii poza siecią (off-grid) jest dziś zdominowane przez generatory diesla. Ogniwa paliwowe stanowią możliwą alternatywę, w wielu przypadkach zmniejszając lokalne zanieczyszczenie powietrza, a także ilość importowanego oleju napędowego. W 2018 r. wdrożono ok. 3 tys. takich systemów.

Branża telekomunikacji mobilnej jest przykładem sektora, który potrzebuje zasilania rezerwowego i off-grid. Szacuje się, że na świecie działa 7 milionów stacji bazowych a ich liczba rośnie o ponad 100 tys. rocznie, głównie w gospodarkach rozwijających się i wschodzących. Aby zapewnić niezawodne dostawy energii elektrycznej dla tych stacji, w których infrastruktura elektryczna jest słaba lub nie jest dostępne połączenie sieciowe, stosuje się w nich własne zasilanie elektryczne. Często zapewniają je wysokoprężne generatory lub systemy hybrydowe z silnikami wysokoprężnymi. Każda taka stacja bazowa zużywa od 10 tys. do 12 tys. litrów oleju napędowego rocznie. Na przykład Indie mają dziś około 650 tys. wież telekomunikacyjnych, z których około 20 proc. opiera się na generatorach diesla, co powoduje roczne zużycie oleju napędowego w ilości 5 mld litrów i emisję CO2 na poziomie 5 Mt rocznie.

Systemy ogniw paliwowych, opierające się na wodorze, metanolu lub amoniaku jako paliwach, stanowią alternatywę dla generatorów diesla lub układów akumulatorowych. W porównaniu do systemów akumulatorowych ogniwa paliwowe mogą pracować w temperaturach od -40 stopni C do 50 stopni C bez potrzeby chłodzenia. (Doniesiono również, że w porównaniu do generatorów diesla, systemów fotowoltaicznych i akumulatorów, ogniwa paliwowe i ich paliwo wydają się mniej atrakcyjne dla złodziei.). W Kenii, 800 stacji bazowych przechodzi z generatorów diesla na 4 kW alkaliczne systemy ogniw paliwowych na bazie amoniaku. Pojedynczy 12-tonowy zbiornik amoniaku może zapewnić wystarczającą ilość paliwa do obsługi stacji bazowej przez rok.

W Afryce Południowej firma Vodacom wprowadziła do końca 2018 r. ponad 300 stacjonarnych systemów ogniw paliwowych, aby zapewnić rezerwowe zasilanie dla bazowych stacji telekomunikacyjnych, a kolejne 250 zaplanowanych było na 2019 r.

Ogniwa paliwowe mogą również pomóc w zapewnieniu zasilania awaryjnego w przypadku dysfunkcji zasilania i dostępu do energii elektrycznej w odległych wioskach, szkołach i klinikach. W Południowej Afryce mała wioska złożona z 34 gospodarstw domowych została zelektryfikowana w 2014 r. w ramach projektu pilotażowego z wykorzystaniem minisieci, polegającej na dostawie energii elektrycznej z trzech ogniw paliwowych metanolowych o mocy 5 kW w połączeniu ze zbiornikiem metanolu o pojemności 14 m sześc. i zestawem akumulatorów na 73 kWh.

Ulepszenia stacjonarnych systemów ogniw paliwowych doprowadziły do prób na większą skalę, przy czym nowsze wdrożenia w prowincji Kwa Zulu Natal obejmowały dostawy energii dla ponad 500 gospodarstw domowych w dwóch wioskach, a także dystrybucję wody na tym obszarze.

W 2015 r. zainstalowano system ogniw paliwowych w klinice w prowincji Gauteng (RPA), aby zapewnić zapasową energię do chłodzenia leków i szczepionek podczas przerw w dostawie prądu. W tym samym roku w prowincji Prowincji Przylądkowej Wschodniej w RPA, zainstalowano wodorowe ogniwa paliwowe w szkołach jako stacje ładowania komputerów, tabletów i faksów.

Zwyżkuje również rynek stacjonarnych instalacji energetycznych przystosowanych do ciągłego i rezerwowego dostarczania energii o mocy do ok. 5 MW. Ogniwa paliwowe, w szczególności SOFC, mogą być wytwarzane technikami przemysłu elektronicznego i instalowane szybko i modułowo w gęsto zaludnionych obszarach. Działają one cicho, bez emisji tlenków azotu i zapewniają odporność na awarie sieci energetycznej, wykorzystując sieć gazu ziemnego i tym samym unikając konieczności magazynowania paliwa na miejscu. Modułowa natura ogniw paliwowych oznacza, że nadają się one do monitorowania w czasie rzeczywistym i serwisowania komponentów bez przestojów, co z kolei dobrze wpisuje się w trend większej digitalizacji w działaniach i brandingu.

Potencjał przyszłego zapotrzebowania na wodór w energetyce

Wodór i paliwa wodorowe, takie jak amoniak i syntetyczny gaz ziemny, mogą być paliwami do wytwarzania energii. Amoniak może być współspalany w elektrowniach węglowych w celu zmniejszenia zużycia węgla i zmniejszenia ich śladu węglowego.

Wodór i amoniak mogą być również stosowane jako paliwa w turbinach gazowych, w układach gazowo-parowych z turbiną gazową (CCGT) lub ogniwach paliwowych, zapewniając w ten sposób elastyczną i potencjalnie niskoemisyjną opcję wytwarzania energii.

Paliwa wodorowe są również opcjami dla wielkoskalowego i długoterminowego magazynowania energii w celu zrównoważenia sezonowych zmian zapotrzebowania na energię elektryczną lub jej zmiennego wytwarzania z OZE.

Współspalanie amoniaku w elektrowniach węglowych

W 2017 r. japońska korporacja Chugoku Electric Power Corporation z powodzeniem zademonstrowała współspalanie amoniaku i węgla z 1 proc. udziałem amoniaku w jednej ze swoich komercyjnych elektrowni węglowych o mocy 120 MW. Wykorzystanie amoniaku jako paliwa budzi obawy o wzrost emisji tlenków azotu, ale demonstracja wykazała, że można utrzymać je w normatywnym reżimie i uniknąć wycieku do spalin.

Wyższe udziały mieszania do 20 proc. amoniaku, pod względem energetycznym, mogą być możliwe przy niewielkich zmianach w instalacjach elektrowni węglowych. W mniejszych kotłach o mocy cieplnej 10 MW, osiągnięto 20 proc. udziału amoniaku bez jego wycieku do spalin.

Ekonomika zastępowania węgla amoniakiem zależy od dostępności taniego amoniaku. Mógłby on pomóc w zmniejszaniu emisji, gdyby był wytwarzany z wodoru o dużej czystości. Do 2030 r. ok. 1 250 GW mocy z elektrowni węglowych na całym świecie, które są obecnie w eksploatacji lub w budowie, może nie tylko nadal działać, ale także mieć żywotność, co najmniej przez 20 lat. Współspalanie z 20 proc. udziałem amoniaku mogłoby zmniejszyć roczną emisję CO2 określaną na 6 Gt o 1,2 Gt. Osiągnięcie 20 proc. udziału spowodowałoby roczne zapotrzebowanie na amoniak w wysokości 670 Mt, czyli ponad trzy razy więcej niż dzisiejsza globalna produkcja amoniaku, co z kolei wymagałoby 120 Mt wodoru.

Elastyczne wytwarzanie energii

Wodór może być stosowany jako paliwo w turbinach gazowych i CCGT (układ gazowo-parowy z turbiną gazową - Combined Cycle Gas Turbine). Większość istniejących konstrukcji turbin gazowych może już pracować na mieszance wodorowej wynoszącej 3-5 proc., a niektóre mogą obsługiwać udziały wynoszące nawet 30 proc. lub więcej. Do 2030 r. przemysł będzie w stanie dostarczyć standardowe turbiny, które mogłyby całkowicie pracować na wodorze.

Bezpośrednie wykorzystanie amoniaku jako potencjalnego paliwa dla turbin gazowych, zostało z powodzeniem zademonstrowane w mikroturbinach gazowych o mocy do 300 kW. W większych turbinach gazowych o mocy powyżej 2 MW, kinetyka powolnej reakcji amoniaku z powietrzem, stabilność płomienia i emisje tlenków azotu są w dalszym ciągu przedmiotem badań.

Zamiast bezpośredniego spalania amoniaku, alternatywnym podejściem jest przekształcenie go najpierw w wodór i azot, aby spalić wodór w komorze spalania turbiny gazowej. Ciepło potrzebne do rozkładu (lub krakowania) amoniaku w temperaturach 600-1 000 stopni C (temperatura zależy od katalizatora) może być dostarczane przez turbinę gazową, choć nieznacznie zmniejsza to wydajność wytwarzania energii elektrycznej w całym procesie.

Ogniwa paliwowe mogą być również stosowane jako elastyczna technologia wytwarzania energii. Przy zakładanej sprawności energetycznej wynoszącej 50-60 proc., są porównywalne do CCGT. Pod względem ekonomicznym, wybór między ogniwami paliwowymi a CCGT zależy w dużej mierze od ich kosztu kapitału.

Obecnie ogniwa paliwowe nadal mają jeszcze krótszą żywotność techniczną niż turbiny gazowe (od 10 tys. do 40 tys. godzin pracy), a stacjonarne ogniwa paliwowe mają zwykle mniejszą moc wyjściową (do 50 MW dla największych elektrowni), co czyni je najbardziej odpowiednimi dla generacji rozproszonej. Dla porównania jednostki CCGT mogą osiągnąć moc 400 MW.

Ciepło generowane przez ogniwo paliwowe podczas wytwarzania energii można wykorzystać do zapewnienia dodatkowego strumienia przychodów.

Przyszłe obniżki kosztów ogniw paliwowych będą zależeć od zaawansowania wdrożeń oraz wynikających z tego efektów. Przy optymistycznych założeniach, CAPEX na wodorowe ogniwa paliwowe może spaść do 425 USD/kW do 2030 r. w porównaniu do 1 600 USD/kW dla jednostki PEMFC o mocy 1 MW lub 1000 USD/kW dla CCGT dzisiaj.

Wodór i amoniak mogłyby oferować niskoemisyjną elastyczność dla systemów elektrycznych przy rosnącym udziale zmiennej energii odnawialnej. Alternatywne opcje niskoemisyjnej elastycznej generacji, to elektrownie opalane gazem ziemnym lub biogazem wyposażone w CCUS. Obie alternatywy charakteryzują się wyższymi kosztami inwestycyjnymi na jednostkę mocy niż w przypadku elektrowni CCGT opalanej wodorem ze względu na dodatkowe wyposażenie do wychwytywania CO2.

Wodór może być konkurencyjny pod względem kosztów dla gazu ziemnego z CCS i biogazu jako elastyczną opcją wytwarzania energii elektrycznej, szczególnie przy niskim obciążeniu.

Konkurencyjność elektrowni wytwarzających energię z gazu ziemnego wspieranych wodorem do równoważenia obciążenia i generowania obciążenia szczytowego zależy od ceny gazu i poziomu cen emisji CO2. Patrząc na przykład, przy współczynniku obciążenia 15 proc. i cenie gazu ziemnego 7 USD/MBtu (1 Btu ≈ 252 cal), cena za emisję CO2 musiałaby wynosić 100 USD/t, aby wytwarzać energię elektryczną z wodoru przy jego cenie 1,5 USD/kg jako konkurencyjnego do gazu ziemnego. Gdyby cena wodoru wynosiła 2 USD/kg, cena emisji CO2 musiałaby wynosić 175 USD/t, aby energia elektryczna z wodoru była konkurencyjna w stosunku do gazu ziemnego (Ryc.).

(1138x564)GT - turbina gazowa; CCGT - turbina gazowa o cyklu kombinowanym; FC - ogniwo paliwowe; NG - gaz ziemny. CAPEX - 500 USD/kW GT, 1000 USD/kW CCGT bez CCS i CCGT opalanego wodorem, 1000 USD/kW FC. Sprawności brutto (LHV) - 42% GT, 61% CCGT bez CCS i CCGT opalany wodorem, 55% FC. Ekonomiczny okres użytkowania - 25 lat dla GT i CCGT, 20 lat dla FC. Współczynnik wydajności - 15%. Źródło: IEA 2019

Gdyby 1 proc. (25 GW) globalnie zainstalowanej mocy gazowej było spalane przez wodór (lub amoniak), w 2030 r. spowodowałoby to roczną produkcję energii elektrycznej około 90 TWh (przy współczynniku obciążenia 40 proc.) i zapotrzebowanie na wodór wynoszące 4,5 Mt (lub 30 Mt amoniaku).

To, czy wytwarzanie energii na bazie wodoru do równoważenia obciążenia może konkurować z ceną gazu ziemnego i emisji CO2, zależy od cen wodoru w poszczególnych krajach.

Magazynowanie wodoru

Wysokie udziały OZE w systemie elektroenergetycznym mogą powodować potrzebę długoterminowego i sezonowego magazynowania, na przykład w celu dostarczania energii elektrycznej przez kilka dni przy bardzo niewielkim wietrze i nasłonecznieniu.

Wodór i paliwa wodorowe, takie jak metan, ciekłe nośniki wodoru organicznego (LOHCs - Liquid Organic Hydrogen Carriers) oraz amoniak wytwarzany z energii elektrycznej przez elektrolizę są potencjalnymi opcjami długoterminowego i wielkoskalowego magazynowania energii. Kawerny solne są najlepszym wyborem do podziemnego magazynowania czystego wodoru ze względu na ich szczelność i niskie ryzyko zanieczyszczenia. Badane są również alternatywne podziemne opcje magazynowania wodoru, takie jak jaskinie, formacje wodonośne oraz miejsca pozostałe po wydobyciu ropy naftowej i gazu.

Przetwarzanie energii elektrycznej w metan za pomocą energii wytwarzanej z gazu ziemnego jest kolejną opcją długoterminowego magazynowania wodoru. Obecnie realizowanych jest kilkadziesiąt projektów wytwarzania energii z gazu przeznaczonej do produkcji metanu (większość w Europie).

Przechowywanie energii w postaci amoniaku, to kolejna opcja długoterminowego magazynowania wodoru na dużą skalę. Duże stalowe zbiorniki do jego przechowywania są już powszechnie stosowane w przemyśle nawozowym.

Czysty wodór, w większości przypadków, magazynuje się w zbiornikach ciśnieniowych. Dostępnych jest niewiele materiałów konstrukcyjnych stosowanych do produkcji zbiorników nadających się do przechowywania wodoru, ponieważ zwiększa on znacznie ich kruchość. Najlepszym obecnie rozwiązaniem są ultralekkie materiały kompozytowe, które wytrzymują ciśnienia powyżej 20 bar. Są one używane w prototypach samochodów i autobusów. Wśród nich należy wymienić:
  • Zbiorniki metalowe wykonane ze stali, wytrzymujące ciśnienie 200 bar, lub z aluminium, wytrzymujące maksymalne ciśnienie 175 bar.
  • Zbiorniki aluminiowe zbrojone włóknem szklanym, aramidowym lub włóknami węglowymi, wytrzymujące maksymalne ciśnienia powyżej 250 bar.
  • Butle wykonane z kompozytów włókno szklane/aramid lub włókno węglowe z wkładem metalowym, wytrzymujące maksymalne ciśnienia odpowiednio 305 i 438 bar.
  • Butle wykonane są z typowego włókna węglowego pokrytego warstwą polimerową, które są w stanie wytrzymać ciśnienie powyżej 661 bar.
Materiałem przyszłości do wykonywania zbiorników na wodór mogą się stać nanowłókna węglowe, wśród których należy wskazać nanorurki węglowe - struktury o wyjątkowych właściwościach elektrycznych i mechanicznych, przypominających pod mikroskopem elektronowym matę splecioną z węglowych lin. Dobrze przewodzą ciepło i wykazują wysoką wytrzymałość przez co są obecnie jednymi z najmocniejszych i najsztywniejszych odkrytych materiałów.

Niektóre zbiorniki wykorzystywane są do długoterminowego przechowywania wodoru a inne przystosowane do ciągłego napełniania i opróżniania.

Wodór magazynowany jest także w postaci ciekłej. Zbiorniki z ciekłym wodorem można wykorzystywać w transporcie oraz urządzeniach przenośnych. Technologia wytwarzania ciekłego wodoru wymaga jednak dużych nakładów energetycznych, ponieważ jako sprężony należy go schłodzić do bardzo niskiej temperatury (-252,87 stop. C).

Najważniejszą zaletą magazynowania wodoru w postaci ciekłej zamiast gazowej, jest to, że zajmuje on znacznie mniejszą objętość.

Skroplony wodór znalazł zastosowanie jako paliwo rakietowe w silnikach spalinowych i ogniwach paliwowych. W trakcie spalania wodoru w silniku rakiety, wytwarzane są duże ilości energii z wydzieleniem wody oraz śladowych ilości ozonu i nadtlenku wodoru.

Ekonomika opcji wielkoskalowego magazynowania wodoru nie jest dzisiaj zachęcająca. Mają one niską sprawność, i to w obie strony: w procesie przekształcania elektryczności w wodór przez elektrolizę, a następnie wodór z powrotem w elektryczność traci się około 60 proc. pierwotnej energii elektrycznej, podczas gdy w przypadku baterii litowo-jonowej - ok. 15 proc. W przypadku baterii, jest mało prawdopodobne, aby były używane do przechowywania długoterminowego i na dużą skalę, ponieważ ulegają samorozładowaniu oraz potrzebna ich byłaby ogromna ilość. Pojedynczy, duży chłodzony zbiornik ciekłego amoniaku o średnicy 50 metrów i wysokości 30 metrów, zwykle stosowany w przemyśle nawozowym, może przechowywać energię rzędu 150 GWh, porównywalną z rocznym zużyciem energii elektrycznej w 100-tysięcznym mieście. Przechowywanie takiej samej ilości energii elektrycznej przy użyciu akumulatorów wymagałoby około 1150-krotności instalacji australijskiej rezerwy akumulatorów Hornsdale, największej obecnie na świecie przechowalni akumulatorów litowo-jonowych o pojemności 129 MWh.

Wodór jako opcję magazynowania energii elektrycznej można również łączyć z innymi zastosowaniami, np. do produkcji amoniaku (by wytwarzać z niego potem nawozy sztuczne), wykorzystując do otrzymywania wodoru energię elektryczną z OZE.

Na podstawie:
The Future of Hydrogen. Seizing today's opportunities,
raportu przygotowanego przez IEA na szczyt G20 w Japonii, IEA 2019
.

KOMENTARZE ( 2 )


Autor: Yoda 15.01.2020r. 12:01
"Pozostaje opracowanie konkurencyjnych cenowo, wydajnych i szybkich metod jego produkcji, transportu i... pełna treść komentarza
ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI

Autor: kreatywny innowator 17.02.2020r. 14:19
oczywiście w postaci deuteru
ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI
Dodaj nowy Komentarze ( 2 )

DODAJ KOMENTARZ
Redakcja portalu CIRE informuje, że publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników portalu CIRE. Redakcja portalu CIRE nie ponosi odpowiedzialności za ich treść.

Przesłanie komentarza oznacza akceptację Regulaminu umieszczania komentarzy do informacji i materiałów publikowanych w portalu CIRE.PL
Ewentualne opóźnienie w pojawianiu się wpisanych komentarzy wynika z technicznych uwarunkowań funkcjonowania portalu. szczegóły...

Podpis:


Poinformuj mnie o nowych komentarzach w tym temacie




cire
©2002-2020
Agencja Rynku Energii S.A.
mobilne cire
IT BCE