Power-to-X 에너지 저장

콘라드 울펜슈타인

4 년 전

유연한 스토리지 솔루션의 핵심 기술인 Power-to-X

유연한 에너지 저장 Power-to-X – 이미지: Xpert.Digital

Power to X란 무엇입니까?

유연한 스토리지 솔루션을 위한 핵심 기술인 Power-to-X. Power-to-X는 재생 에너지 또는 잉여 전력을 해당 전력 저장 시스템으로 변환하는 모든 기술을 의미합니다. P2X 또는 P2Y(PtX/PtY)라는 명칭도 일반적입니다. P는 수요를 초과하는 일시적 잉여분을 나타내고 X 또는 Y는 에너지의 형태 또는 전기 에너지가 변환되는 목적을 나타냅니다.

기후 보호를 위해 필요한 탈탄소화의 일환으로 전체 에너지 공급 시스템을 100% 재생 에너지로 전환하기 위해서는 특정 재생 에너지의 변동에 따라 Power-to-X 기술이 필요하며 열 및 모빌리티 부문에 공급됩니다. 그 이유는 재생 가능 에너지의 비중이 계속 증가함에 따라 미래에 발전 공급이 수요를 초과하는 시간이 있을 것이며, 풍력 및 태양광 발전 생산이 약할 때는 에너지 저장 시스템이 이를 감당해야 하기 때문입니다. 수요.

탈탄소화 또는 탈탄소화의 목표는 경제를 지속적인 탄소 감소로 전환하는 것입니다. 이는 다이아몬드, 흑연 또는 혼암석의 순수한 형태로 자연적으로 발생하며 탄화물, 탄산염, 이산화탄소, 석유, 천연 가스 및 석탄의 형태로 화학적으로 결합되어 있습니다. 장기적인 생태학적 목표는 탄소 없는 에너지 이용 경제(경제)를 창출하는 것입니다.

에너지 형태에 따른 Power-to-X 기술 구분

PtG(Power-to-Gas)
PtG 또는 P2G(Power-to-Gas)는 물 전기분해와 전류를 사용하여 연료 가스를 생산하는 기술입니다. 이 연료 가스(수소, 암모니아, 메탄)는 나중에 사용하기 위해 저장할 수 있습니다. 무엇보다도 운송 시 동력-연료 형태(특히 선박 및 항공기 연료)로 사용되거나, 화학 원료(보통 동력-화학물질이라고 함)로 사용되거나 임시 저장될 수 있습니다. 나중에 가스 발전소에서 전기로 재변환하기 위한 가스 기반시설이 필요합니다.

PtH(전력 대 열)
PtH 또는 P2H(전력 대 열)는 전기 에너지를 사용하여 열을 생성하는 것을 의미합니다. 이는 전기 보일러와 히트펌프를 모두 사용하여 수행할 수 있습니다.

전력 대 액체(PtL)
전력 대 액체(PtL 또는 P2L)라는 용어는 전류를 액체 연료로 변환하는 것을 의미합니다. PtL 프로세스는 일련의 다양한 하위 프로세스입니다. 이 공정은 아직 대규모로 사용되지는 않지만 액체 연료 없이는 할 수 없는 분야(예: 항공)에 재생 가능 전기로부터 연료 공급을 잠재적으로 가능하게 합니다. 에너지와 물 외에 CO2는 PtL 공정의 세 번째 필수 입력 요소입니다.

용도에 따른 Power-to-X 기술 분류

전력-암모니아
전력-암모니아 공정은 재생 가능 에너지원의 에너지를 운송 가능하게 만들고 에너지를 암모니아 형태로 화학적으로 저장함으로써 저장할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. 암모니아를 직접 무탄소 연료로 사용하거나 수소 공급원 역할을 함으로써 에너지를 다시 방출할 수 있습니다.

Power-to-Chemicals
Power-to-Chemicals는 재생 에너지에서 나오는 잉여 전기 에너지를 사용하여 물 전기 분해 및 기타 다운스트림 단계를 통해 화학 원료를 생산하는 프로세스를 의미합니다.

전력 대 연료
전력 대 연료는 일반적으로 운송 부문을 위한 전기 기반 합성 연료, 즉 e-연료의 생산을 의미합니다. 이 용어는 재생 에너지의 전기 에너지를 사용하여 전기 기반 연료 가스 또는 액체 연료를 생산하는 다양한 전력-가스 및 전력-액체 경로에 대한 총칭입니다.

Power-to-Power
Power-to-Power는 전기 에너지 기술 및 발전의 일부로 전기 에너지를 일시적으로 저장할 수 있는 저장 발전소를 의미합니다. 저장발전소는 발전소의 종류에 따라 전기에너지를 위치에너지(위치에너지), 운동에너지, 화학에너지, 열에너지로 변환하고, 이를 일정시간 동안 이런 형태로 저장했다가 다시 전기에너지로 변환하는 것을 말한다. 필요할 땐.

Power-to-Protein
단백질은 생합성과 전기화학 공정의 조합을 통해 생산될 수 있습니다. 즉, 화학원료인 탄소, 산소, 질소, 수소로부터 단백질을 생산하는 것이다.

전력-합성가스
공기와 전기의 합성가스. 아민 세정을 사용하면 주변 공기에서 산화탄소(CO2)를 얻을 수 있고, 더 농축적으로는 배기가스에서 얻을 수 있으며, 이는 Sabatier 공정에서 메탄으로 전환될 수 있습니다.

적합:

독일의 Power-to-X 시스템 수

독일의 Power-to-X 시스템 수 – 이미지: Xpert.Digital

2020년 독일에서는 운영 (2020년 11월 기준). 특히 2019년에는 일부 시스템이 가동됐다. Power-to-X라는 용어는 재생 에너지에서 전기를 수소(“물 전기분해”)로 변환하고, 필요한 경우 메탄(“메탄화”)으로 변환하는 것을 설명합니다. 생성된 가스는 천연가스 네트워크에 공급되어 그곳에 저장될 수 있습니다.

에너지원별 글로벌 1차 에너지 소비량

에너지원별 글로벌 1차 에너지 소비 – 이미지: Xpert.Digital

독일의 시스템 유형별 Power-to-X 시스템 수

독일의 시스템 유형별 Power-to-X 시스템 수 – 이미지: Xpert.Digital

2020년 독일에서는 프로젝트가 (2020년 11월 기준). 이 중 23개 시스템이 계획되었습니다. 함부르크의 수소 충전소와 같은 일부 프로젝트는 이미 중단되었습니다. Power-to-X라는 용어는 재생 에너지에서 전기를 수소(“물 전기분해”)로 변환하고, 필요한 경우 메탄(“메탄화”)으로 변환하는 것을 설명합니다. 생성된 가스는 천연가스 네트워크에 공급되어 그곳에 저장될 수 있습니다("전력-가스").

독일의 최종 제품별 Power-to-X 시스템 수

독일의 최종 제품별 Power-to-X 시스템 수 – 이미지: Xpert.Digital

독일에서는 2020년 총 16개의 Power-to-X 시스템이 운영되었으며, 그 최종 제품은 수소였습니다 (2020년 11월 기준). Power-to-X라는 용어는 전기를 재생 에너지에서 수소(“물 전기분해”)로 변환하고 필요한 경우 메탄(“메탄화”)으로 변환하는 것을 설명합니다. 생성된 가스는 천연가스 네트워크에 공급되어 그곳에 저장될 수 있습니다("전력-가스").

X에 전원 공급

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