Szwajcarska droga do syntetycznego metanu jest bardziej solidna i elastyczna

Syntetyczne nośniki energii są neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla i umożliwiają transport i magazynowanie energii odnawialnej w perspektywie długoterminowej.
Syntetycznie produkowany metan jest jednym z nich, ale jest pewien problem: produkcja wiąże się z dość dużymi stratami energii; ponadto istniejące procesy wymagają oczyszczania metanu.
Aby zmienić tę sytuację, w Szwajcaria Badacze z EMPA opracowali nową koncepcję reaktora zoptymalizowaną pod kątem metanizacji, tj. generowania syntetycznego metanu.

Syntetyczna benzyna: przyszłość mobilności dzięki Porsche eFuel

Wytwarzana jest tylko taka ilość CO2, jaka została wcześniej usunięta przez parę wodną z atmosfery

Pomyślna transformacja energetyczna wymaga źródeł energii, które są przyjazne dla klimatu; oznacza to: możliwie najmniejszą emisję CO2 (najlepiej brak) podczas produkcji i użytkowania.
Jedną z najbardziej obiecujących opcji są syntetyczne nośniki energii, czyli otrzymywane z energii odnawialnej w procesach konwersji chemicznej.
Wykorzystanie tych nośników energii wytwarza jedynie taką ilość CO2, jaka została wcześniej usunięta z atmosfery w celu ich wytworzenia.

Szwajcaria: W kierunku ruchu drogowego neutralnego dla klimatu

Christian Bach: „Rozmaitości wykonane dla nas przez Climeworks, spin-off Politechniki w Zurychu”

Sztucznie produkowany metan należy do tej kategorii.
„Gaz syntetyczny ma ogromny potencjał, jeśli jest produkowany z atmosferycznego CO2 i wodoru wytwarzanego w sposób odnawialny”, wyjaśnia Chrześcijanin Bacha, kierownik laboratorium Automotive Powertrain Technologies imEMPA.
„Jednak do produkcji wodoru trzeba mieć dużo wody i odnawialnej energii elektrycznej. W naszym demonstratorze mobilności chcemy więc wydobywać nie tylko dwutlenek węgla, ale także wodę do produkcji wodoru bezpośrednio z atmosfery za pomocą kolektora CO2 wykonanego przez spółkę spin-off z Politechnika w Zurychu, Climateworks”.
W przyszłości koncepcje te mogłyby zostać wdrożone w regionach pustynnych, w których brakuje rezerw wody w stanie ciekłym.

Bezprecedensowy silnik jest produkowany w Szwajcarii… 8 lub 12 razy

Brak „H” po stronie powstałej w badaniach Kiefer, Nikolic, Borgschulte i Dimopoulos Eggenschwiler

Jednak produkcja syntetycznego metanu z wodoru i CO2, tzw. metanizacja, kryje w sobie pułapki.
W rzeczywistości metan wytwarzany w tym procesie katalitycznym nadal zawiera wodór, co uniemożliwia jego bezpośrednie wprowadzenie do sieci gazowej.
I ricercatori dell 'EMPA Floriana Kiefera, Marcin Nikolić, Andreasa Borgschulte’a e Panayotis Dimopoulos Eggenschwiler w związku z tym opracowali nową koncepcję reaktora, w którym zapobiega się tworzeniu wodoru po stronie produktu.
Prowadzi to do prostszego sterowania procesem i zwiększonej przydatności do pracy dynamicznej, np. do łączenia z niestabilnie dostępnymi energiami odnawialnymi.
Projekt jest wspierany przez Kanton Zurych, Avenenergy Suisse, Migros, Lidl Szwajcaria, Armasuisse, Swisspower oraz Federalną Radę ds. Instytutów Technologicznych.

Mapy Google dodają zrównoważone trasy do pokonania samochodem

Bezpośrednie wprowadzenie „neometan” do sieci gazowej jest możliwe dzięki adsorpcji H2O

Bezwodorowy metan jest wytwarzany w procesie zwanym metanizacją absorpcyjną.
Pomysł: woda powstająca podczas reakcji jest w sposób ciągły adsorbowana na porowatym nośniku katalizatora podczas metanizacji.
Adsorpcja, w odróżnieniu od absorpcji, jest zjawiskiem chemiczno-fizycznym polegającym na gromadzeniu się jednej lub kilku substancji płynnych na powierzchni kondensatu.
Ciągłe usuwanie wody pozwala na otrzymywanie wyłącznie metanu jako produktu, w czystej postaci, eliminując konieczność oczyszczania (poprzedniej) mieszaniny produktów.
Pod koniec reakcji materiał nośnika katalitycznego jest ponownie suszony przez obniżenie ciśnienia i jest gotowy do następnego cyklu reakcji.
„Ten proces jest bardziej elastyczny i stabilny niż poprzednie systemy, ale ma również pewien potencjał oszczędności energii, ponieważ możemy go prowadzić przy niższym ciśnieniu i obejść się bez separacji wodoru i recyrkulacji”, wyjaśnia Floriana Kiefera, lider projektu metanizacji o zwiększonej absorpcji w Przenieść.
„Jednak dokładna ocena efektywności energetycznej będzie możliwa dopiero wtedy, gdy demonstrator będzie w pełni operacyjny”.

O krok bliżej do paliw słonecznych wytwarzanych… z powietrza

Z laboratorium do zakładu przemysłowego: trzy lata badań z granulkami zeolitu zakończone patentem

Florianowi Kieferowi i jego zespołowi zajęło około trzech lat opracowanie nowej koncepcji reaktora z granulkami zeolitu, które działają jak porowate podłoże dla katalizatora i jednocześnie absorbują wodę wytwarzaną podczas reakcji metanizacji.
Skoncentrowano się również na zwiększeniu skali procesu: innymi słowy, rozważano koncepcję, w jaki sposób można wdrożyć ten proces w dużych zakładach.
W tym celu EMPA współpracowała z kilkoma partnerami przemysłowymi.
Czas regeneracji, tj. czas potrzebny do wysuszenia reaktora, ma kluczowe znaczenie dla projektowania reaktora i planowania procesu.
Aby zapewnić ciągłość produkcji syntetycznego metanu, co najmniej dwa reaktory muszą pracować naprzemiennie.
Zarządzanie ciepłem ma również kluczowe znaczenie dla osuszania reaktora, zarówno poprzez usuwanie ciepła z reaktora, jak i magazynowanie ciepła w złożu katalizatora.
A zespół Floriana Kiefera złożył już patent w tej dziedzinie.

Jaki będzie koszt Szwajcarii neutralnej pod względem emisji CO2?

Elastyczny system energetyczny dzięki synpaliwom: są łatwe w przechowywaniu i transporcie

Paliwa syntetyczne są stosowane w konwencjonalnych pojazdach napędzanych benzyną, olejem napędowym lub gazem.
Główną wadą paliw syntetycznych są wysokie straty konwersji: obecnie około 50 procent energii pierwotnej jest tracone podczas produkcji paliw syntetycznych z odnawialnej energii elektrycznej.
W przyszłości straty te można prawdopodobnie zmniejszyć do 40-45 proc.
Analizy ekonomiczne pokazują, że synpaliwa mają sens tylko w przypadkach, w których bezpośrednia elektryfikacja nie jest możliwa: na przykład w transporcie dalekobieżnym i ciężkim, statkach towarowych i samolotach.
Jednak biorąc pod uwagę cały system energetyczny, paliwa syntetyczne mają zdecydowaną przewagę: można je łatwo transportować na duże odległości, co pozwala również na eksploatację odległych źródeł energii odnawialnej.
Ponadto mogą być przechowywane przez długi czas bez żadnych strat.
W ten sposób znacznie uelastyczniają nasz domowy system OZE.

„Firma słonecznikowa” do walki z globalnym ociepleniem