АЗС майбутнього постачатиме відновлювану електроенергію, водень або метан - звіт про інновації
Заправка автомобіля на паливних елементах воднем. Фото: ZSW
У майбутньому все більше автомобілів будуть мати електродвигун або використовувати інші альтернативні приводи. Вчені з Центру сонячної енергії та досліджень водню в Баден-Вюртемберзі (ZSW) зараз розробляють відповідну АЗС. Дослідження розпочалися в середині лютого 2018 року.
Паливний насос майбутнього повинен забезпечувати водіїв електроенергією, воднем та замінником природного газу метаном із відновлюваних джерел - настільки ефективно, дешево та за потребою. Проект, що фінансується Федеральним міністерством економіки на суму близько 1,3 мільйона євро, триває п’ять років і є частиною проекту „КАРЕ 100”, в якому перевіряється повне відновлюване джерело енергії району.
Найближчі кілька років мобільність суттєво зміниться. Електроенергія від вітру та сонця для електричних автомобілів та відновлюваний водень для автомобілів на паливних елементах незабаром відіграватимуть дедалі важливішу роль. Метан із зеленої електроенергії для автомобілів на природному газі, виготовлених із зеленої електроенергії, також є кліматичним паливом.
Однак відповідна заправна станція все ще відсутня. Наразі електростанції та заправні станції для водню були значно розширені, в тому числі ті, що пропонують обидва види енергії. АЗС, яка постачає електроенергію, водень та метан, ще не існує. З проектом ZSW це тепер має змінитися.
Поступове використання відновлюваної енергії
Ідея вчених із Штутгарта: багатоенергетичний насос. Наприклад, відновлювана електроенергія від вітрогенераторів повинна заряджатися безпосередньо в акумулятор електричних автомобілів через електромережу. Якщо попит перевищує пропозицію, підключається підключена велика стаціонарна батарея, яка раніше була заповнена, коли надлишок електроенергії.
"Якщо акумулятор заповнений, а електромобілі, що заряджаються, більше не можуть брати електроенергію, при необхідності зелена електрика перетворюється у водень на другому етапі", - пояснює доктор. Ульріх Цубербюлер з ZSW. Паливні елементи використовують це паливо. Якщо водню виробляється більше, ніж потрібно, його зберігають у сховищі.
На третьому етапі заправна станція майбутнього буде виробляти метан. Це має відбуватися, коли резервуар для зберігання водню заповнений, а машини з паливними елементами не споживають газу. Діоксид вуглецю додається до водню для перетворення його в метан. Обидва гази реагують на каталізаторі до метану. Метан є основною складовою частиною природного газу. Автомобілі на природному газі можуть без проблем використовувати паливо. Якщо доступно більше, ніж заповнюється, метан зберігається в резервуарі. Коли він заповнений, метан подається в мережу природного газу.
"З нашим проектом зв'язок електромережі з мобільністю не обмежується лише електричними автомобілями", - пояснює Цубербюлер. "Інші альтернативні приводи також виграють від цього".
Вчені ZSW говорять про поетапне використання відновлюваної енергії. Пріоритет має використання з найменшими втратами енергії. Рівень 1 залишається лише тоді, коли його потенціал вичерпаний тощо. Найефективніше використання відновлюваної електроенергії використовується в електродвигунах.
Тут немає втрат на перетворення енергії, лише до 10 відсотків втрат акумулятора. Тільки при виконанні цієї вимоги можна розглядати наступні стадії: спочатку перетворення у водень, а потім метанування. Ефективність використання електроенергії для водню становить близько 75 відсотків, а для метану - близько 60 відсотків. Тривале зберігання хімічної речовини можна зберігати без втрат. Якщо використовується відпрацьоване тепло, яке утворюється під час перетворення, це збільшує ефективність на кілька відсоткових пунктів.
Розробляйте компоненти далі
Метою проекту ZSW є підвищення ефективності, терміну служби та економії двох основних компонентів. Вони являють собою електролізер лужного тиску і пластинчастий реактор для метанування. Вони будуть розвиватися далі в масштабі 100 кіловат. Для того, щоб відокремити електроліз та синтез метану один від одного, планується проміжне сховище водню, яке інститут розробив концептуально та оцінив з точки зору безпеки.
Дослідники мають три роки на технічну розробку, включаючи концепцію безпеки та роз'яснення всіх деталей затвердження. Потім все це слід перевірити в демонстраційній компанії на місці з 2020 року.
Проект ZSW є частиною проекту QUARREE100. У рамках проекту «маяк», який фінансується на 24 мільйони євро, інститути, компанії та державне управління здійснюють стійку конверсію енергопостачання міського кварталу в місті Хайде, округ Дітмаршен. АЗС виконує роль енергетичного центру для перетворення та зберігання енергії в кварталі.
Розгорніть зв'язок між секторами
Частка зеленої електроенергії в німецькій електромережі зараз становить близько третини, і ця тенденція зростає. До 2030 року це має становити 65 відсотків. Використання поза електромережею, наприклад, в електромобілях та як альтернативне паливо, зробить сектор мобільності більш екологічним. Поки що прогресу мало. Альтернативні види палива водень і метан також мають велику перевагу в тому, що їх можна довго зберігати у якості середовища для зберігання хімічних речовин без втрат та подавати в німецьку мережу природного газу, де вони також доступні для секторної муфти для нейтрального до CO2 опалення будівель.
Фінансування відбувається в рамках 6-ї Програми досліджень енергетики, ініціативи фінансування сонячного будівництва/енергоефективного міста, спільної ініціативи Федерального міністерства досліджень та Федерального міністерства економіки.
Центр сонячної енергії та досліджень водню Баден-Вюртемберг (ZSW) є одним з провідних інститутів прикладних досліджень у галузі фотоелектрики, регенеративного палива, акумуляторних технологій та паливних елементів, а також аналізу енергетичної системи. В даний час близько 235 вчених, інженерів та техніків працюють у трьох пунктах ZSW в Штутгарті, Ульмі та Віддерсталі. Також є 90 академічних та студентських асистентів.
ZSW є членом Баден-Вюртемберзького інноваційного альянсу (innBW), асоціації 13 неуніверситетських, пов'язаних з бізнесом дослідницьких інститутів.
Контактна особа для роботи з пресою