Odnawialne i długoterminowe magazynowanie energii dzięki metanowi Dzięki nowatorskim technologiom opracowanym w Unii Europejskiej możemy przetwarzać energię ze źródeł odnawialnych w metan, co rozwiązuje problem związany z jej magazynowaniem. Energia © Regio Energie Solothurn Pomimo tego, że nowe technologie związane z energetyką odnawialną cieszą się dużym zainteresowaniem społeczeństwa, świat niezmienne opiera się na paliwach kopalnych, ponieważ produkcja energii odnawialnej nadal nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania. Problem ten staje się szczególnie widoczny, gdy spojrzymy na niego z perspektywy pór roku. W lecie wytwarzanie energii jest bardzo proste, jednak szczyt zapotrzebowania przychodzi dopiero w zimie. Kluczem do rozwiązania tego problemu jest długoterminowe magazynowanie energii. W przypadku dostaw energii na skalę kontynentalną magazynowanie chemiczne w formie paliw ciekłych i gazowych to jedyna technologia, która gwarantuje stabilne składowanie energii przez wiele miesięcy. Magazynowanie energii w postaci gazu Zespół finansowanego przez Unię Europejską projektu STOREandGO dopracował stosowną metodę magazynowania opierającą się na przekształcaniu energii elektrycznej w gaz. W tym wypadku energia ze źródeł odnawialnych jest wykorzystywana do wytwarzania metanu, który może być magazynowany przy pomocy konwencjonalnej infrastruktury gazowej. Omawiany projekt pokazał gotowość koncepcji do integracji z istniejącymi sieciami energetycznymi. Zademonstrowano to na przykładzie trzech instalacji testowych w ośrodkach o dużym zróżnicowaniem klimatu, zlokalizowanych w południowych Włoszech, Szwajcarii oraz w północnych Niemczech. W ramach badania powstał także plan wdrożenia tej technologii na terenie całej Unii Europejskiej. Pierwszy etap procesu przetwarzania energii elektrycznej na gaz polega na wykorzystaniu energii odnawialnej, wytworzonej przez elektrownie słoneczne lub wiatrowe, do zasilania elektrolizerów, które rozdzielają cząsteczki wody na wodór i tlen. W drugim etapie wodór jest łączony z dwutlenkiem węgla, w wyniku czego powstaje syntetyczny metan. Połączenie to jest osiągane w procesie chemicznym zwanym metanizacją, który odbywa się z udziałem katalizatorów chemicznych w wysokiej temperaturze bądź z udziałem przypominających bakterie organizmów z rodziny Archaea w niskiej temperaturze. „W sytuacji, gdy dwutlenek węgla wykorzystywany w procesie pochodzi ze źródeł odnawialnych, takich jak ścieki lub pozostałości biomasy, metan wytwarzany w taki sposób może być uznany za odnawialne źródło energii”, wyjaśnia dr Simon Verleger, koordynator operacyjny projektu STOREandGO. Wytworzony metan może być następnie magazynowany i transportowany w formie ciekłej lub gazowej za pośrednictwem istniejącej infrastruktury. Magazynowanie i transport W obiektach testowych na terenie Niemiec i Francji syntetyczny metan był wtłaczany bezpośrednio do istniejących sieci gazowych składających się z rurociągów i podziemnych zbiorników. Zawartość metanu wynosiła przeszło 99 %, co stanowi wartość wyższą niż w przypadku konwencjonalnego gazu. W przypadku włoskiego obiektu metan był skraplany, co umożliwiło jego wykorzystanie i transport na zasadach podobnych jak w przypadku skroplonego gazu ziemnego. Skroplony metan może znaleźć zastosowanie szczególnie w silnikach pojazdów ciężarowych oraz statków. Wymiana silników tych emitujących duże ilości zanieczyszczeń pojazdów na motory gazowe, połączona z procesem przetwarzania energii elektrycznej na gaz, oznaczałaby niemal całkowite wyeliminowanie emisji z tego sektora. Co więcej, technologię skraplania gazu wystarczy wdrożyć wyłącznie w kilku kluczowych zakładach. Z przeprowadzonych testów i badań wynika, że obie metody sprawdzają się doskonale w zbliżonych do realnych warunkach działania. W Szwajcarii udało się osiągnąć sprawność procesu wynoszącą 76 %, a Verleger twierdzi, że bez problemu można podnieść tę wartość aż do 88 %, co wskazuje na to, że technologia przetwarzania energii elektrycznej na gaz jest konkurencyjna wobec technologii wodorowych i wykorzystujących wyłącznie energię elektryczną. Badacze stwierdzili, że nawet wykorzystując tylko ekologiczne źródła dwutlenku węgla, już w 2050 roku byłoby możliwe wytwarzanie 1 200 TWh energii z odnawialnego metanu, co wystarczyłoby na pokrycie kilkumiesięcznego zapotrzebowania Unii Europejskiej na gaz. Wśród czynników, które mają umożliwić wdrożenie tej technologii na szeroką skalę, analiza opracowana przez badaczy wymienia kwestie ważniejsze niż sprawność oraz koszty samych rozwiązań, w szczególności przepisy unijne. „Jeśli Unia Europejska zdecyduje się na wspieranie transformacji w kierunku technologii przetwarzania energii elektrycznej na gaz, konieczne byłoby stworzenie rynków zbytu dla gazów odnawialnych, kwot gazów odnawialnych dla określonych sektorów, a także zwiększenie ceny emisji CO2”, dodaje Verleger. Wprowadzenie takich zmian sprawiłoby, że rozwijana w ramach projektu technologia miałaby prawdziwą przyszłość i umożliwiłaby magazynowanie energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Słowa kluczowe STOREandGO, metan, odnawialne, przetwarzanie energii elektrycznej na gaz, energia, magazynowanie, metanizacja
