Magazyny wodoru w stanie stałym usprawnią transformację energetyczną
Efektywne magazynowanie energii ma kluczowe znaczenie dla transformacji energetycznej, umożliwiając gromadzenie energii wytwarzanej w sposób ekologiczny i zrównoważony w czasie wytwarzania, a następnie wykorzystywanie jej, gdy pojawi się odpowiednie zapotrzebowanie. „Magazynowanie energii to proces, który można zrealizować na wiele sposobów”, wyjaśnia Marcello Baricco, koordynator projektu HyCARE z ramienia Uniwersytetu w Turynie we Włoszech. „Jednym z rozwiązań jest wodór. Wytwarzana energia może być wykorzystywana do produkcji wodoru, a następnie uwalniana dzięki wykorzystaniu gazu jako paliwa w silniku spalinowym lub ogniwie paliwowym”.
Zbiornik wodoru w stanie stałym
Głównym celem projektu HyCARE było opracowanie prototypu zbiornika do przechowywania wodoru w stanie stałym, opartego na innowacyjnej koncepcji. Rozwiązanie jest oparte na kilku procesach. Na początku energia wytwarzana ze źródeł odnawialnych (na przykład z ogniw fotowoltaicznych czy turbin wiatrowych) jest wykorzystywana do produkcji wodoru z wody za pośrednictwem elektrolizera. Gaz ten jest następnie przechowywany w zbiorniku dzięki zastosowaniu wodorków metalicznych. Po zwiększeniu ciśnienia wodorki metaliczne silnie wiążą się z wodorem, umożliwiając jego wygodne magazynowanie. Wodór może być następnie wykorzystany w ogniwie paliwowym wytwarzającym energię elektryczną. „Rozwiązanie obejmuje także system magazynowania ciepła”, mówi Baricco. „Ciepło odpadowe z procesów może być wykorzystane do wspomagania uwalniania wodoru z wodorków metalicznych”. Prace w ramach projektu rozpoczęły się od opracowania i scharakteryzowania materiałów oraz zaprojektowania systemu zbiorników. Przedsiębiorstwa i spółki wchodzące w skład konsorcjum opracowały następnie kluczowe elementy rozwiązania i zajęły się budową. Ostatnim etapem było uruchomienie oraz zbadanie prototypowego rozwiązania, co pozwoliło na sprawdzenie jego działania w skali pilotażowej.
Efektywne magazynowanie energii w skali pilotażowej
Zespół projektu HyCARE opracował w ten sposób zbiornik pozwalający na magazynowanie wodoru w stanie stałym, mieszczący 46 kilogramów tego gazu. „Ta pilotażowa instalacja pozwoliła nam wykazać, że efektywne magazynowanie energii dzięki wodorowi w stanie stałym jest możliwe, podobnie jak realizacja takich rozwiązań na szerszą skalę”, zauważa Baricco. „Było to możliwe dzięki konsorcjum obejmującemu różne podmioty, w którego skład weszły instytuty badawcze, dwie firmy z sektora małych i średnich przedsiębiorstw, a także dwie duże korporacje działające w sektorach materiałowym i energetycznym”. Partnerzy projektu przeprowadzili również analizę środowiskową i ekonomiczną rozwiązania HyCARE. Analizy te wykazały, że system HyCARE jest bardziej ekologiczny niż istniejące alternatywy, częściowo dlatego, że wykorzystuje ciepło odpadowe powstające w wyniku procesów do wspomagania uwalniania energii. „Inne zalety systemu HyCARE obejmują stabilność temperatury, nawet podczas długich okresów czuwania”, dodaje Baricco. „Udało nam się wykazać, że nasze rozwiązanie jest tanie i przyjazne dla środowiska”.
Sprawniejsza transformacja energetyczna
Zespół projektu uważa, że to dopiero pierwszy krok na drodze do popularyzacji technologii magazynowania wodoru w stanie stałym. Po opracowaniu prototypu, konsorcjum projektu HyCARE podpisało umowę współwłasności, aby kontynuować badania. Jednym z obszarów będą także analizy potencjału komercjalizacji. „Wyniki dotychczasowych badań potwierdziły zalety stosowania nośników wodoru opartych na wodorkach metalicznych”, mówi Baricco. „Takie rozwiązanie umożliwia magazynowanie dużych ilości wodoru przy zachowaniu niewielkiej objętości, co przekłada się na wysoką efektywność całego procesu”. Badacze mają nadzieję, że sukces projektu przyczyni się do popularyzacji technologii opartych na wodorze i pomoże przyspieszyć transformację energetyczną.
Słowa kluczowe
HyCARE, wodór, energia ze źródeł odnawialnych, energia elektryczna, paliwo, spalanie, wodorki
