211service.com
Tyskland och Kanada bygger vattendelare för att lagra energi
Tyskland, som har kommit att förlita sig mycket på vind- och solkraft under de senaste åren, lanserar mer än 20 demonstrationsprojekt som går ut på att lagra energi genom att dela upp vatten till vätgas och syre. Projekten kan hjälpa till att fastställa huruvida elektrolys, som tekniken är känd, skulle kunna ta itu med en av de största hotande utmaningarna för förnybar energi - dess intermittens.
Gaskraft : Ett Hydrogenics elektrolyssystem i Falkenhagen, Tyskland, kan absorbera två megawatt överskott av förnybar energi och lagra den i form av väte.
Elektrolyserprojekten som är under uppbyggnad i Tyskland består vanligtvis av ett fåtal byggnader, var och en i storleken som en fraktcontainer, som förbrukar överskott av förnybar energi under soliga och blåsiga dagar genom att omvandla den till en elektrisk ström som driver den vattensplittrande reaktionen. Det resulterande vätet kan sedan pumpas in i den lagrings- och distributionsinfrastruktur som redan används för naturgas och så småningom omvandlas till elektricitet via förbränning eller bränsleceller. Den kan också användas för en mängd andra ändamål, som att driva naturgasfordon, värma bostäder och göra konstgödsel.
Tyskland är inte det enda landet som investerar i lagring av väteenergi. Kanada går också in i aktionen, med en stor demonstrationsanläggning planerad för Ontario.
Elektrolys har fördelar jämfört med vissa andra energilagringsalternativ. Den kan användas nästan var som helst, den kan lagra enorma mängder energi och vätgasen kan användas för att ersätta fossila bränslen inte bara i elproduktion utan även inom industri och transporter, som står för mycket mer koldioxidutsläpp.
Trots det har det länge ansetts vara ett relativt uselt sätt att lagra energi på grund av dess låga verkningsgrad – cirka 65 procent av energin i den ursprungliga elen går förlorad. Men förbättringar av tekniken minskar kostnaderna och den storskaliga användningen av förnybar energi skapar nya behov av lagring, vilket gör elektrolys till ett praktiskt alternativ på ett växande antal platser.
Strömavbrott : Denna nya elektrolysator i mini-kylskåp från Hydrogenics kan producera lika mycket väte som 12 konventionella.
Tidigare i år slog Siemens mark i Mainz, Tyskland, på vad de säger kommer att vara världens största elektrolysör för protonbytesmembran (PEM). Medan andra elektrolysatorer är designade för att fungera med jämna effektnivåer, presterar PEM-systemet bra även med snabbt föränderliga mängder kraft från vind och sol. När den öppnar nästa år kommer den att ha kapacitet att producera 650 000 kilo väte om året, vilket motsvarar 650 000 liter bensin. (Som en demonstrationsanläggning kommer den dock förmodligen inte att köras kontinuerligt.)
Hydrogenics, som har levererat elektrolysörer till många av de största projekten i Tyskland, designar ett 40-megawatt-system som kommer att producera motsvarande 4,3 miljoner liter bensin per år. Företaget utvecklade nyligen en PEM-elektrolysör som är mindre än en tiondel av storleken på sina konventionella alkaliska. Den lilla storleken, förutom att göra det enkelt att placera elektrolysörerna, kan bidra till lägre kostnader.
Kostnaderna minskar också eftersom överskott av vind- och solenergi skapar ett överflöd av kraft på nätet. Eftersom ström måste användas så snart den genereras för att hålla nätet stabilt, sänks priserna ibland till noll så att köpare kan hittas. Billig el gör elektrolysen mycket mer konkurrenskraftig.
Elektrolys är fortfarande dyrare än att producera väte från naturgas - åtminstone i USA, där naturgas är billig. Men det kan konkurrera med lagringsalternativ som batterier, säger Kevin Harrison, senior ingenjör vid National Renewable Energy Laboratory i Golden, Colorado. Det är också mer mångsidigt än det billigaste sättet att lagra energi: pumpa vatten uppför en kulle och sedan släppa ner det igen för att driva en turbin. Det tillvägagångssättet är starkt begränsat av geografi - men, säger han, du kan placera en elektrolysör nästan var som helst.