Accumulo di energia Power-to-X

Pubblicato il: 21 aprile 2021 / Aggiornamento del: 21 aprile 2021 - Autore: Konrad Wolfenstein

Power-to-X, una tecnologia chiave per soluzioni di storage flessibili

Accumulo flessibile di energia Power-to-X – Immagine: Xpert.Digital

Cos'è Power to X?

Power-to-X, una tecnologia chiave per soluzioni di storage flessibili. Power-to-X si riferisce a tutte le tecnologie che convertono le energie rinnovabili o l’elettricità in eccesso nei corrispondenti sistemi di stoccaggio dell’elettricità. Sono comuni anche le denominazioni P2X o P2Y (PtX/PtY). P indica le eccedenze temporanee rispetto alla domanda e X o Y indica la forma di energia o lo scopo in cui viene convertita l'energia elettrica.

Per convertire l’intero sistema di approvvigionamento energetico in energie rinnovabili al 100% nell’ambito della decarbonizzazione necessaria per motivi di protezione del clima, sono necessarie tecnologie Power-to-X a causa della fluttuazione di determinate energie rinnovabili e per alimentare il settore del calore e della mobilità. La ragione di ciò è che, poiché la quota di energie rinnovabili continua ad aumentare, ci saranno ore in futuro in cui l’immissione in rete supererà la domanda, mentre quando la produzione di energia eolica e solare sarà debole, i sistemi di stoccaggio dell’energia dovranno intervenire per coprire richiesta.

Lo scopo della decarbonizzazione o decarbonizzazione è convertire l’economia alla continua riduzione del carbonio. Si presenta naturalmente sia in forma pura nel diamante, grafite o caoite, sia chimicamente legato sotto forma di carburi, carbonati, anidride carbonica, petrolio, gas naturale e carbone. L’obiettivo ecologico a lungo termine è creare un’economia (economia) che utilizzi energia senza emissioni di carbonio.

Divisione delle tecnologie Power-to-X in base alla forma di energia

• Power-to-Gas (PtG)
  Power-to-Gas (PtG o P2G) è una tecnologia che produce un gas combustibile utilizzando l'elettrolisi dell'acqua e la corrente elettrica. Questo gas combustibile (idrogeno, ammoniaca, metano) può essere immagazzinato per un uso successivo. Tra le altre cose, può essere utilizzato sotto forma di power-to-fuel nei trasporti (in particolare come carburante per navi e aerei), fungere da materia prima chimica (solitamente denominata power-to-chemicals) o essere immagazzinato temporaneamente nelle infrastrutture del gas per la successiva riconversione in energia elettrica nelle centrali a gas.

• Power-to-Heat (PtH)
  Power-to-Heat (PtH o P2H) si riferisce alla generazione di calore utilizzando energia elettrica. Questo può essere fatto utilizzando sia caldaie elettriche che pompe di calore.

• Power-to-Liquid (PtL)
  Il termine Power to Liquid (PtL o P2L) si riferisce alla conversione della corrente elettrica in combustibile liquido. Il processo PtL è costituito da una serie di diversi sottoprocessi. Questo processo non è ancora utilizzato su larga scala, ma consente potenzialmente la fornitura di carburante da elettricità rinnovabile per settori che non possono fare a meno del combustibile liquido (come l’aviazione). Oltre all’energia e all’acqua, la CO2 è il terzo fattore di input essenziale per il processo PtL.

Classificazione delle tecnologie Power-to-X in base all'uso previsto

• Power-to-Ammonia
  Il processo power-to-ammonia mira a rendere l'energia proveniente da fonti energetiche rinnovabili trasportabile e in grado di essere immagazzinata immagazzinando chimicamente l'energia sotto forma di ammoniaca. L’energia può essere nuovamente rilasciata utilizzando direttamente l’ammoniaca come combustibile privo di carbonio o fungendo da fornitore di idrogeno.

• Power-to-Chemicals
  Power-to-Chemicals si riferisce a un processo in cui l'energia elettrica in eccesso proveniente da energie rinnovabili viene utilizzata per produrre materie prime chimiche tramite l'elettrolisi dell'acqua e altre fasi a valle.

• Power-to-fuel
  Il power-to-fuel si riferisce generalmente alla produzione di carburanti sintetici basati sull'elettricità, i cosiddetti e-fuel, per il settore dei trasporti. Il termine è un nome collettivo per vari percorsi power-to-gas e power-to-liquid in cui l’energia elettrica proveniente da energie rinnovabili viene utilizzata per produrre gas combustibili basati sull’elettricità o combustibili liquidi.

• Power-to-Power
  Power-to-Power si riferisce a una centrale elettrica di accumulo in cui l'energia elettrica può essere temporaneamente immagazzinata come parte della tecnologia dell'energia elettrica e della produzione di elettricità. A seconda del tipo di centrale elettrica, le centrali ad accumulo convertono l'energia elettrica in energia potenziale (energia di posizione), energia cinetica, energia chimica o energia termica, che viene immagazzinata in questa forma per un certo periodo di tempo e viene riconvertita in energia elettrica quando necessario.

• Power-to-Protein
  Le proteine ​​per gli alimenti possono essere prodotte da una combinazione di biosintesi e processi elettrochimici. In altre parole, la produzione di proteine ​​dalle materie prime chimiche carbonio, ossigeno, azoto e idrogeno.

• Power-to-Syngas
  Syngas da aria ed elettricità. Utilizzando lo scrubbing amminico, è possibile ottenere carbonio ossidato (CO2) dall'aria ambiente o, in modo più concentrato, dai gas di combustione, che può essere convertito in metano nel processo Sabatier.

Adatto a:

• Tettoie solari con accumulo di elettricità come stazioni di ricarica solare per auto elettriche
• Accumulo di energia
• Energie rinnovabili: ora è tutta una questione di sistemi di accumulo dell'energia

Numero di sistemi Power-to-X in Germania

Numero di sistemi Power-to-X in Germania – Immagine: Xpert.Digital

(a novembre 2020) in Germania funzione Nel 2019 in particolare sono entrati in funzione alcuni impianti. Il termine Power-to-X descrive la conversione dell’elettricità da energie rinnovabili, ad esempio, in idrogeno (“elettrolisi dell’acqua”) e, se necessario, ulteriormente in metano (“metanizzazione”). Il gas risultante può quindi essere immesso nella rete del gas naturale e ivi immagazzinato.

Consumo globale di energia primaria per fonte energetica

Consumo globale di energia primaria per fonte energetica – Immagine: Xpert.Digital

Numero di sistemi Power-to-X per tipo di sistema in Germania

Numero di sistemi Power-to-X per tipo di sistema in Germania – Immagine: Xpert.Digital

Nel 2020 in Germania sono stati contati progetti (a novembre 2020). Di questi sono stati progettati 23 impianti. Alcuni progetti sono già stati interrotti, come ad esempio una stazione di rifornimento di idrogeno ad Amburgo. Il termine Power-to-X descrive la conversione dell’elettricità da energie rinnovabili, ad esempio, in idrogeno (“elettrolisi dell’acqua”) e, se necessario, ulteriormente in metano (“metanizzazione”). Il gas risultante può quindi essere immesso nella rete del gas naturale e ivi immagazzinato (“power-to-gas”).

Numero di sistemi Power-to-X per prodotto finale in Germania

Numero di sistemi Power-to-X per prodotto finale in Germania – Immagine: Xpert.Digital

In Germania nel 2020 erano in funzione complessivamente 16 sistemi Power-to-X, il cui prodotto finale era l’idrogeno (a novembre 2020). Il termine Power-to-X descrive la conversione dell’elettricità da energie rinnovabili, ad esempio, in idrogeno (“elettrolisi dell’acqua”) e, se necessario, ulteriormente in metano (“metanizzazione”). Il gas risultante può quindi essere immesso nella rete del gas naturale e ivi immagazzinato (“power-to-gas”).

Potenza a X

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