211service.com
Duitsland en Canada bouwen watersplitters om energie op te slaan
Duitsland, dat de afgelopen jaren sterk afhankelijk is geworden van wind- en zonne-energie, lanceert meer dan 20 demonstratieprojecten waarbij energie wordt opgeslagen door water te splitsen in waterstofgas en zuurstof. De projecten zouden kunnen helpen vast te stellen of elektrolyse, zoals de technologie bekend staat, een van de grootste dreigende uitdagingen voor hernieuwbare energie kan aanpakken: de intermitterende werking ervan.
Gasstroom : Een Hydrogenics-elektrolyse-installatie in Falkenhagen, Duitsland, kan twee megawatt overtollige hernieuwbare energie opnemen en opslaan in de vorm van waterstof.
De elektrolyseprojecten in aanbouw in Duitsland bestaan doorgaans uit een paar gebouwen, elk ter grootte van een zeecontainer, die op zonnige en winderige dagen overtollige hernieuwbare energie verbruiken door deze om te zetten in een elektrische stroom die de watersplitsingsreactie aandrijft. De resulterende waterstof kan vervolgens worden gepompt in de opslag- en distributie-infrastructuur die al wordt gebruikt voor aardgas en uiteindelijk weer worden omgezet in elektriciteit via verbranding of brandstofcellen. Het kan ook voor verschillende andere doeleinden worden gebruikt, zoals het aandrijven van voertuigen op aardgas, het verwarmen van huizen en het maken van kunstmest.
Duitsland is niet het enige land dat investeert in de opslag van waterstofenergie. Canada komt ook in actie met een grote demonstratiefaciliteit gepland voor Ontario.
Elektrolyse heeft voordelen ten opzichte van enkele andere opties voor energieopslag. Het kan bijna overal worden ingezet, het kan enorme hoeveelheden energie opslaan en de waterstof kan worden gebruikt om fossiele brandstoffen te vervangen, niet alleen in de elektriciteitsproductie, maar ook in de industrie en het transport, die verantwoordelijk zijn voor veel meer koolstofemissies.
Toch werd het lange tijd beschouwd als een relatief slechte manier om energie op te slaan vanwege het lage rendement: ongeveer 65 procent van de energie in de oorspronkelijke elektriciteit gaat verloren. Maar verbeteringen aan de technologie verlagen de kosten en het grootschalige gebruik van hernieuwbare energie creëert nieuwe behoeften aan opslag, waardoor elektrolyse op steeds meer plaatsen een praktische optie wordt.
Stroomstoring : Deze nieuwe minikoelkast-elektrolyzer van Hydrogenics kan evenveel waterstof produceren als 12 conventionele.
Eerder dit jaar brak Siemens de grond in Mainz, Duitsland, met wat naar eigen zeggen 's werelds grootste protonenuitwisselingsmembraan (PEM) elektrolyzer zal zijn. Terwijl andere elektrolyzers zijn ontworpen om te werken met constante vermogensniveaus, presteert het PEM-systeem goed, zelfs met snel veranderende hoeveelheden stroom van wind en zon. Wanneer het volgend jaar wordt geopend, zal het de capaciteit hebben om 650.000 kilogram waterstof per jaar te produceren, het energie-equivalent van 650.000 gallons benzine. (Als demonstratiefabriek zal deze echter waarschijnlijk niet continu draaien.)
Hydrogenics, dat elektrolyzers heeft geleverd voor veel van de grootste projecten in Duitsland, ontwerpt een systeem van 40 megawatt dat het equivalent van 4,3 miljoen gallons benzine per jaar zal produceren. Het bedrijf heeft onlangs een PEM-elektrolyser ontwikkeld die minder dan een tiende zo groot is als de conventionele alkaline-elektrolyzers. Het kleine formaat maakt het niet alleen gemakkelijk om de elektrolysers te plaatsen, maar kan ook helpen om de kosten te verlagen.
Ook dalen de kosten doordat overtollige wind- en zonne-energie zorgt voor een overschot aan stroom op het net. Omdat stroom moet worden gebruikt zodra deze is opgewekt om het net stabiel te houden, worden de prijzen soms tot nul verlaagd, zodat kopers kunnen worden gevonden. Goedkope elektriciteit maakt elektrolyse veel concurrerender.
Elektrolyse blijft duurder dan het produceren van waterstof uit aardgas, althans in de Verenigde Staten, waar aardgas goedkoop is. Maar het kan concurreren met opslagopties zoals batterijen, zegt Kevin Harrison, een senior engineer bij het National Renewable Energy Laboratory in Golden, Colorado. Het is ook veelzijdiger dan de goedkoopste manier om energie op te slaan: water op een heuvel pompen en het dan weer laten zakken om een turbine aan te drijven. Die benadering wordt ernstig beperkt door de geografie, maar, zegt hij, je kunt bijna overal een elektrolyseapparaat plaatsen.