Power-to-X エネルギーストレージ

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公開：2021年4月21日 /更新：2024年8月21日 - 著者： Konrad Wolfenstein

Power-to-X、柔軟なストレージソリューションの主要テクノロジー

柔軟なエネルギー貯蔵 Power-to-X – 画像: Xpert.Digital

Power to X とは何ですか?

Power-to-X は、柔軟なストレージソリューションの主要テクノロジーです。 Power-to-X とは、再生可能エネルギーまたは余剰電力を対応する蓄電システムに変換するすべてのテクノロジーを指します。 P2X または P2Y (PtX/PtY) という名称も一般的です。 P は需要を上回る一時的な余剰を示し、X または Y はエネルギーの形式、または電気エネルギーが変換される目的を示します。

気候保護上の理由から必要な脱炭素化の一環として、エネルギー供給システム全体を 100% 再生可能エネルギーに転換するには、特定の再生可能エネルギーの変動と熱とモビリティ分野への供給に Power-to-X 技術が必要です。その理由は、再生可能エネルギーの割合が増加し続けるにつれて、将来的には固定価格買取が需要を上回る時間帯が発生する一方、風力発電や太陽光発電の生産量が少ない場合には、エネルギー貯蔵システムがそれをカバーするために介入する必要があるためです。要求。

脱炭素化または脱炭素化の目的は、経済を炭素の継続的な削減に転換することです。天然には、ダイヤモンド、黒鉛、または朝石の純粋な形と、炭化物、炭酸塩、二酸化炭素、石油、天然ガス、石炭の形で化学的に結合した形で存在します。長期的なエコロジー目標は、カーボンフリーのエネルギー利用経済 (経済) を構築することです。

Power-to-X技術をエネルギーの形態に応じて分類

Power-to-Gas (PtG)
Power-to-Gas (PtG または P2G) は、水の電気分解と電流を使用して燃料ガスを生成する技術です。この燃料ガス (水素、アンモニア、メタン) は、後で使用するために保管できます。とりわけ、輸送中のパワーツーフューエルの形で使用したり（特に船舶や航空機の燃料として）、化学原料として使用したり（通常パワーツーケミカルと呼ばれます）、または一時的に保管したりできます。後でガス発電所で電気に再変換するためのガスインフラストラクチャになります。

Power-to-Heat (PtH)
Power-to-Heat (PtH または P2H) は、電気エネルギーを使用した熱の生成を指します。これは、電気ボイラーとヒートポンプの両方を使用して実行できます。

Power to Liquid (PtL)
Power to Liquid (PtL または P2L) という用語は、電流を液体燃料に変換することを指します。 PtL プロセスは、一連の異なるサブプロセスです。このプロセスはまだ大規模には使用されていませんが、液体燃料なしでは対応できない分野（航空など）への再生可能電力からの燃料供給が可能になる可能性があります。エネルギーと水に加えて、CO2 は PtL プロセスにとって 3 番目に重要な投入要素です。

用途に応じた Power-to-X テクノロジーの分類

電力からアンモニアへ
電力からアンモニアへのプロセスは、再生可能エネルギー源からのエネルギーをアンモニアの形で化学的に貯蔵することにより、輸送可能かつ貯蔵可能にすることを目的としています。アンモニアを炭素を含まない燃料として直接使用するか、水素供給源として機能することによって、エネルギーを再び放出することができます。

Power-to-Chemicals
Power-to-Chemicals とは、再生可能エネルギーからの余剰電気エネルギーを使用して、水の電気分解やその他の下流段階で化学原料を製造するプロセスを指します。

Power-to-Fuel
Power-to-fuel とは一般に、輸送部門向けの電気ベースの合成燃料、いわゆる e-fuel の生産を指します。この用語は、再生可能エネルギーからの電気エネルギーを使用して電気ベースの燃料ガスまたは液体燃料を生成する、電力からガスおよび電力から液体へのさまざまな経路の総称です。

パワー・トゥ・パワー
パワー・トゥ・パワーとは、電気エネルギー技術および発電の一部として電気エネルギーを一時的に貯蔵できる貯蔵発電所を指します。発電所の種類に応じて、貯蔵発電所は電気エネルギーを位置エネルギー（位置エネルギー）、運動エネルギー、化学エネルギー、または熱エネルギーに変換し、この形で一定期間貯蔵され、電気エネルギーに戻されます。必要に応じて。

Power-to-Protein
食品用のタンパク質は、生合成プロセスと電気化学プロセスを組み合わせて生産できます。言い換えれば、化学原料である炭素、酸素、窒素、水素からタンパク質を生産することです。

電力から合成ガスへ
空気と電気から合成ガスを生成します。アミン洗浄を使用すると、酸化炭素 (CO2) を周囲の空気から、またはより濃縮して燃焼排ガスから得ることができ、サバティエプロセスでメタンに変換できます。

に適し：

ドイツの Power-to-X システムの数

ドイツの Power-to-X システムの数 – 画像: Xpert.Digital

（2020年11月現在）にドイツで稼働し特に2019年には、一部の施設が稼働しました。 Power-to-Xという用語は、たとえば水素（「水電解」）への再生可能エネルギーからの電気の変換と、必要に応じて、さらにメタン（「メタン化」）に変換されています。得られたガスを天然ガスネットワークに供給し、そこに保管できます。

世界の一次エネルギー消費量（エネルギー源別）

エネルギー源別の世界の一次エネルギー消費 – 画像: Xpert.Digital

ドイツにおけるシステムタイプ別の Power-to-X システムの数

ドイツにおけるシステムタイプ別の Power-to-X システムの数 – 画像: Xpert.Digital

（2020年11月現在）にドイツでプロジェクトそれらの23の植物が計画されました。いくつかのプロジェクトはすでに停止しています。 Power-to-Xという用語は、たとえば水素（「水電解」）への再生可能エネルギーからの電気の変換と、必要に応じて、さらにメタン（「メタン化」）に変換されています。得られたガスを天然ガスネットワークに供給してそこに保存することができます（「パワーツーガス」）。

ドイツの最終製品ごとの Power-to-X システムの数

ドイツの最終製品ごとの Power-to-X システムの数 – 画像: Xpert.Digital

2020年には、ドイツで合計16の電力とXシステムが稼働しており、その最終製品は水素でした（2020年11月現在）。 Power-to-Xという用語は、たとえば水素（「水電解」）への再生可能エネルギーからの電気の変換と、必要に応じて、さらにメタン（「メタン化」）に変換されています。得られたガスを天然ガスネットワークに供給してそこに保存することができます（「パワーツーガス」）。

Xへのパワー

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