Accumulo di energia Power-to-X

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

Che cos'è Power-to-X?

Power-to-X è una tecnologia chiave per soluzioni di accumulo di energia flessibili. Power-to-X si riferisce a tutte le tecnologie che convertono fonti di energia rinnovabile o elettricità in surplus in accumulo di energia. Sono comuni anche i termini P2X e P2Y (PtX/PtY). P indica il surplus temporaneo che supera la domanda, mentre X o Y rappresentano la forma di energia o l'uso previsto in cui l'energia elettrica viene convertita.

Per convertire l'intero sistema di approvvigionamento energetico al 100% da fonti rinnovabili, nell'ambito della decarbonizzazione necessaria per la tutela del clima, sono necessarie tecnologie "power-to-X" a causa delle fluttuazioni di alcune fonti di energia rinnovabile e per alimentare i settori del riscaldamento e della mobilità. Questo perché, con l'ulteriore aumento della quota di energie rinnovabili, in futuro ci saranno momenti in cui l'immissione in rete supererà la domanda, mentre nei periodi di bassa produzione di energia eolica e solare, i sistemi di accumulo di energia dovranno intervenire per soddisfare la domanda.

L'obiettivo della decarbonizzazione è trasformare l'economia verso una riduzione continua delle emissioni di carbonio. Il carbonio è presente in natura sia in forma pura in diamanti, grafite e caoite, sia legato chimicamente sotto forma di carburi, carbonati, anidride carbonica, petrolio, gas naturale e carbone. L'obiettivo ecologico a lungo termine è la creazione di un'economia energeticamente esente da emissioni di carbonio.

Classificazione delle tecnologie Power-to-X in base alla forma energetica

• Il Power-to-Gas
  (PtG) è una tecnologia che utilizza l'elettrolisi dell'acqua e l'elettricità per produrre un gas combustibile. Questo gas combustibile (idrogeno, ammoniaca, metano) può essere immagazzinato per un utilizzo successivo. Tra le altre applicazioni, può essere utilizzato nel settore dei trasporti come power-to-fuel (in particolare come carburante per navi e aerei), come materia prima chimica (solitamente denominata power-to-chemicals) o immagazzinato nell'infrastruttura del gas per la successiva riconversione in elettricità nelle centrali elettriche a gas.

• Il termine "Power-to-Heat" (PtH)
  si riferisce alla generazione di calore utilizzando l'energia elettrica. Questo può essere ottenuto utilizzando caldaie elettriche o pompe di calore.

• Il termine "Power-to-Liquid" (PtL)
  si riferisce alla conversione dell'elettricità in combustibile liquido. Il processo PtL è costituito da una serie di diversi sottoprocessi. Sebbene non sia ancora utilizzato su scala industriale, questo metodo consente potenzialmente la fornitura di combustibile 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 input essenziale per il processo PtL.

Classificazione delle tecnologie Power-to-X in base alla loro destinazione d'uso

• Power-to-Ammonia:
  il processo Power-to-Ammonia mira a rendere trasportabile e immagazzinabile l'energia proveniente da fonti rinnovabili, immagazzinandola chimicamente sotto forma di ammoniaca. Questa energia può quindi essere rilasciata nuovamente utilizzando l'ammoniaca direttamente come combustibile privo di carbonio o come fornitore di idrogeno.

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

• Con "Power-to-Fuel"
  si intende generalmente la produzione di carburanti sintetici a base di elettricità, i cosiddetti e-fuel, per il settore dei trasporti. Il termine è un termine collettivo che comprende vari processi "power-to-gas" e "power-to-liquid", in cui l'energia elettrica da fonti rinnovabili viene utilizzata per produrre gas combustibili a base di elettricità o combustibili liquidi.

• Il termine "Power-to-Power"
  si riferisce a una centrale elettrica ad accumulo in cui l'energia elettrica può essere immagazzinata temporaneamente durante le fasi di progettazione e produzione di energia elettrica. A seconda del tipo di centrale, le centrali ad accumulo convertono l'energia elettrica in energia potenziale (energia potenziale gravitazionale), energia cinetica, energia chimica o energia termica, che viene immagazzinata in questa forma per un periodo di tempo specifico e riconvertita in energia elettrica quando necessario.

• Energia in proteine:
  le proteine ​​per uso alimentare possono essere prodotte attraverso una combinazione di biosintesi e processi elettrochimici. Ciò comporta la produzione di proteine ​​a partire da materiali chimici di partenza come carbonio, ossigeno, azoto e idrogeno.

• Power-to-syngas:
  gas di sintesi da aria ed elettricità. Il carbonio ossidato (CO2) può essere ottenuto dall'aria ambiente o, in modo più concentrato, dai gas di combustione mediante lavaggio con ammina, che può poi essere convertito in metano nel processo Sabatier.

 

Adatto a:

• Carport solari con accumulo di energia 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 impianti Power-to-X in Germania

nel 2020 funzione . Diversi impianti sono entrati in funzione nel 2019. Il termine Power-to-X descrive la conversione di energia elettrica da fonti rinnovabili, ad esempio in idrogeno ("elettrolisi dell'acqua") e, se necessario, in metano ("metanizzazione"). Il gas risultante può quindi essere immesso nella rete del gas naturale e lì immagazzinato.

Consumo globale di energia primaria per fonte energetica

Numero di impianti Power-to-X per tipologia di impianto in Germania

nel 2020 (a novembre 2020) sono stati contati progetti . Di questi, 23 impianti erano in fase di pianificazione. Alcuni progetti sono già stati interrotti, come una stazione di rifornimento di idrogeno ad Amburgo. Il termine "power-to-X" descrive la conversione dell'elettricità da fonti rinnovabili in idrogeno (elettrolisi dell'acqua) e, se necessario, in metano (metanizzazione). Il gas risultante può quindi essere immesso nella rete del gas naturale e lì immagazzinato (power-to-gas).

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

In Germania, nel 2020 erano in funzione complessivamente 16 impianti Power-to-X, idrogeno come prodotto finale (dati aggiornati a novembre 2020). Il termine Power-to-X descrive la conversione dell'elettricità da fonti rinnovabili in idrogeno ("elettrolisi dell'acqua") e, se necessario, in metano ("metanizzazione"). Il gas risultante può quindi essere immesso nella rete del gas naturale e lì immagazzinato ("Power-to-Gas").

Potenza a X

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