13.09.2021
Power-to-gas: biologiczna metanizacja
Ogólnie
Reaktor monokulturowy do biologicznej metanizacji, M. Sterner, I. Stadler; Energiespeicher: Bedarf, Technologien, Integration; 2 Auflage; Springer-Verlag, Berlin, 2017.
Power-to-Gas (PtG) odnosi się do procesu produkcji wodoru lub metanu przy użyciu energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii. Jest to proces chemiczny, który jest podobny do naturalnej fotosyntezy i stanowi alternatywę dla magazynowania energii. Podczas fotosyntezy rośliny przekształcają dwutlenek węgla i wodę w cukry lub węglowodany za pomocą energii słonecznej i w dwuetapowym procesie, podczas gdy tlen jest przekształcany i uwalniany jest do atmosfery. Rozszczepianie wody (pierwszy etap fotosyntezy) odbywa się technicznie w procesie PtG poprzez elektrolizę. Jednak w drugim etapie za pomocą CO2 zamiast węglowodanów generowany jest metan. Wodór wytworzony w pierwszym etapie lub gaz wytworzony przez metanizację można tymczasowo magazynować lub wykorzystywać bezpośrednio.
Metan kontra wodór
Aby wodór mógł być szeroko stosowany jako nośnik energii, niezbędna jest odpowiednia infrastruktura, aby można go było bezpośrednio zintegrować i wykorzystać. Obecnie jednak etap ten jest tak nieekonomiczny, że metanizacja wodoru jest bardziej wykonalną alternatywą pomimo dodatkowych kosztów, strat dodatkowej konwersji i zmniejszenia wydajności całego procesu. Metan o mocy 9,97kWh/m3 dzięki wyższej objętościowej gęstości energii jest lepszym nośnikiem magazynowym niż wodór (3,0kWh/m3) pod względem wielkości magazynu. Większą zaletą metanu jest jednak jego kompatybilność z istniejącą infrastrukturą gazu ziemnego do przechowywania i transportu. Jedyną wadą w porównaniu z wodorem jest to, że metan jako nośnik energii ma grawimetryczną gęstość energii, która jest trzykrotnie niższa (13,9 kWh/kg w porównaniu do 33,3 kWh/kg – a zatem cięższe magazynowanie przy tej samej ilości energii). /1/
Więcej informacji znajdą Państwo na Platformie Edukacyjnej.