Armazenamento de energia Power-to-X

Publicado em: 21 de abril de 2021 / Atualização de: 21 de abril de 2021 - Autor: Konrad Wolfenstein

Power-to-X, uma tecnologia chave para soluções de armazenamento flexíveis

Armazenamento de energia flexível Power-to-X – Imagem: Xpert.Digital

O que é poder para X?

Power-to-X, uma tecnologia chave para soluções de armazenamento flexíveis. Power-to-X refere-se a todas as tecnologias que convertem energias renováveis ​​ou eletricidade excedente em sistemas de armazenamento de eletricidade correspondentes. As designações P2X ou P2Y (PtX/PtY) também são comuns. P denota os excedentes temporários acima da demanda e X ou Y denota a forma de energia ou a finalidade para a qual a energia elétrica é convertida.

Para converter todo o sistema de abastecimento de energia em energias 100 por cento renováveis ​​como parte da descarbonização necessária por razões de protecção climática, as tecnologias Power-to-X são necessárias devido à flutuação de certas energias renováveis ​​e para abastecer o sector do calor e da mobilidade. A razão para isto é que, à medida que a quota de energias renováveis ​​continua a aumentar, haverá horas no futuro em que a alimentação excederá a procura, enquanto quando a produção de energia eólica e solar for fraca, os sistemas de armazenamento de energia terão de intervir para cobrir demanda.

O objetivo da descarbonização ou descarbonização é converter a economia para a redução contínua de carbono. Ocorre naturalmente tanto na forma pura em diamante, grafite ou caoíta quanto quimicamente ligado na forma de carbonetos, carbonatos, dióxido de carbono, petróleo, gás natural e carvão. O objetivo ecológico de longo prazo é criar uma economia (economia) livre de carbono e que utilize energia.

Divisão das tecnologias Power-to-X de acordo com a forma de energia

• Power-to-Gas (PtG)
  Power-to-Gas (PtG ou P2G) é uma tecnologia que produz um gás combustível usando eletrólise de água e corrente elétrica. Este gás combustível (hidrogênio, amônia, metano) pode ser armazenado para uso posterior. Entre outras coisas, pode ser utilizado sob a forma de energia para combustível nos transportes (particularmente como combustível para navios e aeronaves), servir como matéria-prima química (geralmente referida como energia para produtos químicos) ou ser armazenado temporariamente. na infra-estrutura de gás para posterior reconversão em electricidade em centrais eléctricas a gás.

• Energia para calor (PtH)
  Energia para calor (PtH ou P2H) refere-se à geração de calor usando energia elétrica. Isso pode ser feito usando caldeiras elétricas e bombas de calor.

• Potência para Líquido (PtL)
  O termo Potência para Líquido (PtL ou P2L) refere-se à conversão de corrente elétrica em combustível líquido. O processo PtL é uma série de diferentes subprocessos. Este processo ainda não é utilizado em grande escala, mas permite potencialmente o fornecimento de combustível a partir de eletricidade renovável para setores que não podem prescindir de combustíveis líquidos (como a aviação). Além da energia e da água, o CO2 é o terceiro fator de entrada essencial para o processo PtL.

Classificação das tecnologias Power-to-X de acordo com o uso pretendido

• Transformação de energia em amônia
  O processo de conversão de energia em amônia visa tornar a energia proveniente de fontes de energia renováveis ​​transportável e capaz de ser armazenada por meio do armazenamento químico da energia na forma de amônia. A energia pode ser liberada novamente usando amônia diretamente como combustível livre de carbono ou servindo como fornecedor de hidrogênio.

• Power-to-Chemicals
  Power-to-Chemicals refere-se a um processo no qual o excesso de energia elétrica proveniente de energias renováveis ​​é usado para produzir matérias-primas químicas por meio de eletrólise da água e outras etapas posteriores.

• Power-to-Fuel
  Power-to-fuel refere-se geralmente à produção de combustíveis sintéticos baseados em electricidade, os chamados e-combustíveis, para o sector dos transportes. O termo é um nome coletivo para vários caminhos de energia para gás e energia para líquido nos quais a energia elétrica proveniente de energias renováveis ​​é usada para produzir gases combustíveis baseados em eletricidade ou combustíveis líquidos.

• Power-to-Power
  Power-to-Power refere-se a uma usina de armazenamento na qual a energia elétrica pode ser armazenada temporariamente como parte da tecnologia de energia elétrica e da geração de eletricidade. Dependendo do tipo de usina, as usinas de armazenamento convertem energia elétrica em energia potencial (energia posicional), energia cinética, energia química ou energia térmica, que é armazenada nesta forma por um determinado período de tempo e é convertida novamente em energia elétrica. quando necessário.

• Power-to-Protein
  Proteínas para alimentos podem ser produzidas a partir de uma combinação de biossíntese e processos eletroquímicos. Ou seja, a produção de proteínas a partir das matérias-primas químicas carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio.

• Power-to-Syngas
  Syngas do ar e da eletricidade. Utilizando a lavagem com aminas, o carbono oxidado (CO2) pode ser obtido do ar ambiente ou, mais concentradamente, dos gases de combustão, que podem ser convertidos em metano no processo Sabatier.

Adequado para:

• Carports solares com armazenamento de eletricidade como estações de carregamento solar para carros elétricos
• Armazenamento de energia
• Energias renováveis: agora tudo gira em torno de sistemas de armazenamento de energia

Número de sistemas Power-to-X na Alemanha

Número de sistemas Power-to-X na Alemanha – Imagem: Xpert.Digital

operação na Alemanha em 2020 (em novembro de 2020). Em 2019, em particular, alguns sistemas entraram em funcionamento. O termo Power-to-X descreve a conversão de eletricidade proveniente de energias renováveis, por exemplo, em hidrogénio (“eletrólise da água”) e, se necessário, ainda em metano (“metanização”). O gás resultante pode então ser alimentado na rede de gás natural e aí armazenado.

Consumo global de energia primária por fonte de energia

Consumo global de energia primária por fonte de energia – Imagem: Xpert.Digital

Número de sistemas Power-to-X por tipo de sistema na Alemanha

Número de sistemas Power-to-X por tipo de sistema na Alemanha – Imagem: Xpert.Digital

projetos foram contabilizados na Alemanha em 2020 (em novembro de 2020). Destes, 23 sistemas foram planejados. Alguns projetos já foram interrompidos, como um posto de abastecimento de hidrogénio em Hamburgo. O termo Power-to-X descreve a conversão de eletricidade proveniente de energias renováveis, por exemplo, em hidrogénio (“eletrólise da água”) e, se necessário, ainda em metano (“metanização”). O gás resultante pode então ser alimentado na rede de gás natural e aí armazenado (“power-to-gas”).

Número de sistemas Power-to-X por produto final na Alemanha

Número de sistemas Power-to-X por produto final na Alemanha – Imagem: Xpert.Digital

Na Alemanha, um total de 16 sistemas Power-to-X estavam em operação em 2020, cujo produto final era o hidrogénio (em novembro de 2020). O termo Power-to-X descreve a conversão de eletricidade proveniente de energias renováveis, por exemplo, em hidrogénio (“eletrólise da água”) e, se necessário, ainda em metano (“metanização”). O gás resultante pode então ser alimentado na rede de gás natural e aí armazenado (“power-to-gas”).

Potência para X

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