Система хранения энергии Power-to-X

Опубликовано: 21 апреля 2021 г. / Обновлено: 21 августа 2024 г. – Автор: Konrad Wolfenstein

Power-to-X — ключевая технология для гибких решений хранения данных

Гибкое хранение энергии Power-to-X – Изображение: Xpert.Digital

Что такое Power-to-X?

Технология Power-to-X является ключевой для гибких решений в области хранения энергии. Power-to-X относится ко всем технологиям, которые преобразуют возобновляемые источники энергии или избыточную электроэнергию в энергию для хранения. Также распространены термины P2X и P2Y (PtX/PtY). P обозначает временный избыток, превышающий спрос, а X или Y представляет собой форму энергии или предполагаемое использование, в которое преобразуется электрическая энергия.

Для перевода всей системы энергоснабжения на 100% возобновляемые источники энергии в рамках декарбонизации, необходимой для защиты климата, требуются технологии преобразования энергии в возобновляемые источники (power-to-X) из-за колебаний в некоторых возобновляемых источниках энергии, а также для обеспечения теплоснабжения и транспортного сектора. Это связано с тем, что с дальнейшим увеличением доли возобновляемых источников энергии в будущем будут периоды, когда выработка электроэнергии из возобновляемых источников превысит спрос, а в периоды низкой выработки ветровой и солнечной энергии для удовлетворения спроса придется использовать системы хранения энергии.

Цель декарбонизации — преобразование экономики в направлении непрерывного сокращения выбросов углерода. Углерод встречается в природе как в чистом виде в алмазах, графите и чаоите, так и в химически связанном виде в форме карбидов, карбонатов, диоксида углерода, нефти, природного газа и угля. Долгосрочная экологическая цель — создание безуглеродной экономики, использующей энергию.

Классификация технологий Power-to-X по форме энергии

• «Power-to-Gas»
  (PtG) использует электролиз воды и электричество для производства топливного газа. Этот топливный газ (водород, аммиак, метан) может храниться для последующего использования. Среди прочих применений, он может использоваться в транспортном секторе в качестве топлива (особенно в качестве топлива для судов и самолетов), в качестве химического сырья (обычно называемого «энергия-химикаты») или храниться в газовой инфраструктуре для последующего преобразования в электроэнергию на газовых электростанциях.

• Технология Power-to-Heat (PtH)
  подразумевает выработку тепла с использованием электрической энергии. Это может осуществляться с помощью электрических котлов или тепловых насосов.

• Power-to-Liquid (PtL)
  подразумевает преобразование электроэнергии в жидкое топливо. Процесс PtL представляет собой серию различных подпроцессов. Хотя он еще не используется в промышленных масштабах, этот метод потенциально позволяет получать топливо из возобновляемой электроэнергии для отраслей, которые не могут обойтись без жидкого топлива (например, авиация). Помимо энергии и воды, CO2 является третьим важным компонентом процесса PtL.

Классификация технологий Power-to-X в соответствии с их предполагаемым применением

• Технология «Power-to-Ammonia»:
  Цель процесса «Power-to-Ammonia» — сделать энергию из возобновляемых источников пригодной для транспортировки и хранения путем химического хранения энергии в виде аммиака. Затем эта энергия может быть высвобождена снова путем использования аммиака непосредственно в качестве безуглеродного топлива или в качестве источника водорода.

• Технология Power-
  to-Chemicals (преобразование электроэнергии в химическую продукцию) подразумевает использование избыточной электрической энергии из возобновляемых источников для производства химического сырья посредством электролиза воды и последующих этапов обработки.

• Термин «Power-to-Fuel»
  обычно относится к производству синтетического топлива на основе электроэнергии, так называемого электронного топлива, для транспортного сектора. Этот термин является собирательным обозначением для различных способов преобразования электроэнергии в газ и жидкость, в которых электрическая энергия из возобновляемых источников используется для производства либо газового топлива на основе электроэнергии, либо жидкого топлива.

• Технология Power-to-Power
  относится к электростанциям с накопителями энергии, в которых электрическая энергия может временно храниться во время электроэнергетических работ и выработки электроэнергии. В зависимости от типа электростанции, накопители энергии преобразуют электрическую энергию в потенциальную энергию (гравитационную потенциальную энергию), кинетическую энергию, химическую энергию или тепловую энергию, которая хранится в этой форме в течение определенного периода времени и преобразуется обратно в электрическую энергию при необходимости.

• Преобразование энергии в белок:
  Белки для пищевых продуктов могут быть получены путем сочетания биосинтеза и электрохимических процессов. Это включает в себя производство белков из исходных химических веществ: углерода, кислорода, азота и водорода.

• Power-to-syntgas:
  Синтез-газ из воздуха и электроэнергии. Окисленный углерод (CO2) может быть получен из окружающего воздуха или, в более концентрированном виде, из дымовых газов с использованием аминной очистки, который затем может быть преобразован в метан в процессе Сабатье.

В связи с этим:

• Солнечные навесы для автомобилей с накопителями энергии, используемые в качестве солнечных зарядных станций для электромобилей
• хранение энергии
• Возобновляемые источники энергии: теперь все зависит от систем хранения энергии

Количество установок Power-to-X в Германии

Количество установок Power-to-X в Германии – Изображение: Xpert.Digital

в 2020 году действовало . Несколько установок были введены в эксплуатацию в 2019 году. Термин Power-to-X описывает преобразование электроэнергии из возобновляемых источников энергии, например, в водород («электролиз воды») и, при необходимости, далее в метан («метанизация»). Полученный газ затем может подаваться в газораспределительную сеть и храниться там.

Глобальное потребление первичной энергии по источникам энергии

Глобальное потребление первичной энергии по источникам энергии – Изображение: Xpert.Digital

Количество установок Power-to-X по типам в Германии

Количество установок Power-to-X по типам в Германии – Изображение: Xpert.Digital

в 2020 году (по состоянию на ноябрь 2020 года) было зарегистрированопроектов . Из них 23 находились на стадии планирования. Некоторые проекты уже были прекращены, например, водородная заправочная станция в Гамбурге. Термин power-to-X описывает преобразование электроэнергии из возобновляемых источников энергии в водород (электролиз воды) и, при необходимости, далее в метан (метанизация). Полученный газ затем может подаваться в газораспределительную сеть и храниться там (power-to-gas).

Количество заводов Power-to-X по конечному продукту в Германии

Количество установок Power-to-X по конечному продукту в Германии – Изображение: Xpert.Digital

В Германии в 2020 году действовало в общей сложности 16 установок Power-to-X, водород в качестве конечного продукта (по состоянию на ноябрь 2020 года). Термин Power-to-X описывает преобразование электроэнергии из возобновляемых источников энергии в водород («электролиз воды») и, при необходимости, далее в метан («метанизация»). Полученный газ затем может подаваться в газораспределительную сеть и храниться там («Power-to-Gas»).

Power-to-X

Важное примечание: PDF-файл защищен паролем. Пожалуйста, свяжитесь со мной. PDF-файл, разумеется, предоставляется бесплатно
.

Немецкая версия – Чтобы просмотреть PDF-файл, пожалуйста, нажмите на изображение ниже
.

Power-to-X – Загрузка PDF

Почему именно Xpert.Solar?

Xpert.Solar — это проект компании Xpert.Digital. Мы обладаем многолетним опытом поддержки и консультирования по складским решениям и оптимизации логистики, которые объединяем в рамках Xpert.Plus обширной сети Xpert.Solar мы объединяем тот же опыт в области фотовольтаики и возобновляемых источников энергии.

При желании вы также можете получить доступ к нашим обширным данным по исследованию рынка и анализу рыночной конъюнктуры в формате PDF. Подробнее здесь.

Konrad Wolfenstein

Я с удовольствием стану вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив форму обратной связи ниже, или просто позвонить мне по номеру +49 7348 4088 965 .

Я с нетерпением жду начала нашего совместного проекта.

Или запишитесь на онлайн-консультацию прямо здесь (видеозвонок через Microsoft Teams)

Xpert.Digital – Konrad Wolfenstein

Xpert.Digital — это центр для предприятий, специализирующийся на цифровизации, машиностроении, логистике/внутрипроизводственной логистике и фотовольтаике.

С помощью нашего комплексного решения для развития бизнеса мы поддерживаем известные компании на всех этапах, от привлечения новых клиентов до послепродажного обслуживания.

Анализ рынка, маркетинговый маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые рассылки, персонализированные кампании в социальных сетях и работа с потенциальными клиентами — все это входит в число наших цифровых инструментов.

Более подробную информацию можно найти по ссылкам: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus