Waterstofproductie als opslagmedium voor groene-stroom

Waterstofproductie op basis van windenergie kan nu al commercieel haalbaar zijn. Tot nu toe werd algemeen aangenomen dat deze milieuvriendelijke energie-naar-gas-technologie niet rendabel kon worden geïmplementeerd. Economen aan de Technische Universiteit van München (TUM), de Universiteit van Mannheim en Stanford University hebben nu, gebaseerd op de marktsituaties in Duitsland en Texas, beschreven hoe flexibele productiefaciliteiten deze technologie tot een sleutelcomponent kunnen maken in de transitie van het energiesysteem.

 

69bc9b30a726569141600ef0b3887cc7_medium.

Van kunstmestproductie, koelmiddel voor krachtcentrales of in brandstofcellen voor auto's: waterstof is een zeer veelzijdig gas. Tegenwoordig wordt de meeste waterstof voor industriële toepassingen geproduceerd met fossiele brandstoffen, vooral met aardgas en steenkool. In een milieuvriendelijk energiesysteem kan waterstof echter een andere rol spelen: als een belangrijk opslagmedium en als middel om energiedistributienetwerken in balans te houden: overtollige wind- en zonne-energie kan worden gebruikt om waterstof te produceren door middel van waterelektrolyse. Dit proces staat bekend als energie-naar-gas. De waterstof kan de energie later terugwinnen, bijvoorbeeld door energie en warmte in brandstofcellen te genereren, waterstof in het aardgaspijplijnnetwerk te mengen of in synthesegas om te zetten.

 

Power-to-gas-technologie werd echter altijd als niet-concurrerend beschouwd. Gunther Glenk van de voorzitter van Management Accounting bij TUM en Prof. Stefan Reichelstein, een onderzoeker aan de Universiteit van Mannheim en Stanford University, hebben nu een analyse voltooid die de haalbaarheid aantoont van nul-emissie en winstgevende waterstofproductie. Hun onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Energy, laat zien dat één factor essentieel is in de huidige marktomgevingen in Duitsland en Texas:

Het concept vereist faciliteiten die zowel kunnen worden gebruikt om stroom aan het net te leveren als om waterstof te produceren. Deze gecombineerde systemen, die nog niet algemeen worden gebruikt, moeten optimaal reageren op de grote schommelingen in windenergieoutput en prijzen in vermogensmarkten. "De operator kan op elk moment beslissen: moet ik de energie verkopen of omzetten," legt Stefan Reichelstein uit.

Productie in sommige industrieën zou nu al winstgevend zijn

In Duitsland en Texas, tot bepaalde productie-outputniveaus, zouden dergelijke faciliteiten al waterstof kunnen produceren tegen concurrerende prijzen met faciliteiten die fossiele brandstoffen gebruiken. In Duitsland zou de door de overheid toegekende prijs echter moeten worden betaald voor de opwekking van elektriciteit in plaats van deze aan het net te leveren.

"Voor middelgrote en kleinschalige productie zouden deze faciliteiten nu al winstgevend zijn," zegt Reichelstein. Productie op die schaal is bijvoorbeeld geschikt voor de metaal- en elektronicasector, of voor het aandrijven van een heftruckpark op een fabrieksterrein. De economen voorspellen dat het proces ook in 2030 competitief zal zijn in grootschalige productie, bijvoorbeeld voor raffinaderijen, ammoniakproductie, ervan uitgaande dat de kosten van windenergie en elektrolyt het neerwaartse traject van de afgelopen jaren handhaven. "Het gebruik in brandstofcellen voor vrachtwagens en schepen is ook denkbaar", zegt Glenk.

 

174023da6f21bd65b1b4c9d661dbc6dd_medium.

 

Energiebronnen voor intelligente infrastructuur

Het model van de econoom biedt een planningsblauwdruk voor het industrie- en energiebeleid. Het kan rekening houden met vele andere factoren, zoals kosten voor koolstofemissies, en de optimale dimensionering van de twee subsystemen berekenen. Het is ook van toepassing op andere landen en regio's.

"Energie-naar-gas biedt nieuwe bedrijfsmodellen voor bedrijven in verschillende sectoren", zegt Glenk. "Power utilities kunnen waterstofleveranciers worden voor de industrie, terwijl fabrikanten zich met hun eigen gecombineerde faciliteiten kunnen aansluiten bij de gedecentraliseerde stroomopwekkingsactiviteiten, zodat we een klimaatvriendelijke en intelligente infrastructuur kunnen ontwikkelen die energieopwekking, productie en energie optimaal koppelt. en transport. "

 

Bronnen

Gunther Glenk, Stefan Reichelstein. Economics of converting renewable power to hydrogen. Nature Energy, 2019; DOI: 10.1038/s41560-019-0326-1

 

246

3 Reacties

ZiaRia

Monday, March 25, 2019 Reply

Klinkt bijzonder veelbelovend, deze nieuwe ontwikkelingen.

Asmay

Monday, March 25, 2019 Reply

Beslist interessante ontwikkelingen. Goed artikel!

Leonardo

Monday, March 25, 2019 Reply

Ja..., hier ligt een stuk toekomst dat zich rap zal ontwikkelen, lijkt mij.

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *

Name *
Email *
Website