Power-to-X储能
发布日期：2021 年 4 月 21 日 / 更新日期：2021 年 4 月 21 日 - 作者： Konrad Wolfenstein
Power-to-X，灵活存储解决方案的关键技术
灵活的储能 Power-to-X – 图片：Xpert.Digital
什么是 X 的力量？
Power-to-X，灵活存储解决方案的关键技术。 Power-to-X是指所有将可再生能源或剩余电力转化为相应电力存储系统的技术。 P2X 或 P2Y (PtX/PtY) 名称也很常见。 P表示高于需求的暂时盈余，X或Y表示能量的形式或电能转换成的目的。
为了将整个能源供应系统转换为 100% 可再生能源，作为气候保护原因所需的脱碳的一部分，由于某些可再生能源的波动，需要使用 Power-to-X 技术来供应热力和交通部门。 原因在于，随着可再生能源占比不断增加，未来将有几个小时出现上网电量超过需求的情况，而当风电和太阳能发电疲软时，储能系统将不得不介入以满足需求。要求。
脱碳或去碳化的目的是将经济转变为持续减少碳排放。 它天然存在于金刚石、石墨或钙钛矿中，也以碳化物、碳酸盐、二氧化碳、石油、天然气和煤的形式化学结合。 长期的生态目标是创建无碳的能源利用经济（经济）。
Power-toX技术按能源形态划分
- 电转气 (PtG)
电转气（PtG 或 P2G）是一种利用水电解和电流产生燃气的技术。 这种燃气（氢气、氨气、甲烷）可以储存起来供以后使用。 除其他外，它可以以电力转化为燃料的形式用于运输（特别是作为船舶和飞机的燃料），用作化学原料（通常称为电力转化为化学品）或临时储存在天然气基础设施中，以便稍后在天然气发电厂中重新转换为电力。
- 电热发电 (PtH)
电热发电（PtH 或 P2H）是指利用电能产生热量。 这可以使用电锅炉和热泵来完成。
- 电能转化为液体 (PtL)
术语“电能转化为液体”（PtL 或 P2L）是指将电流转化为液体燃料。 PtL 流程是一系列不同的子流程。 该过程尚未大规模使用，但有可能为那些离不开液体燃料的部门（例如航空）提供可再生电力燃料。 除了能源和水之外，二氧化碳是 PtL 过程的第三个重要输入因素。
根据预期用途对 Power-to-X 技术进行分类
- 电转氨 电
转氨过程旨在通过以氨的形式化学储存能量，使可再生能源的能量可运输并能够储存。 通过直接使用氨作为无碳燃料或作为氢供应商，可以再次释放能量。
- 电力制化学品
电力制化学品是指利用可再生能源的多余电能，通过水电解和其他下游步骤生产化学原料的过程。
- 电力转燃料
电力转燃料通常是指为运输部门生产基于电力的合成燃料，即所谓的电子燃料。 该术语是各种电转气和电转液路径的统称，其中来自可再生能源的电能用于生产基于电力的燃气或液体燃料。
- Power-to-Power
Power-to-Power是指可以暂时储存电能的储能发电厂，作为电能技术和发电的一部分。 根据发电厂的类型，储能发电厂将电能转换为势能（位置能）、动能、化学能或热能，并以这种形式存储一段时间，然后再转换回电能必要时。
- 能量转化为蛋白质
食品用蛋白质可以通过生物合成和电化学过程的结合来生产。 换句话说，生产蛋白质的化学原料是碳、氧、氮和氢。
- 电力转化为合成
气 来自空气和电力的合成气。 使用胺洗涤，可以从环境空气中或更集中地从烟道气中获得氧化碳 (CO2)，这些氧化碳可以在萨巴蒂尔工艺中转化为甲烷。
适合：
德国 Power-to-X 系统的数量
德国 Power-to-X 系统的数量 – 图片：Xpert.Digital
2020 年，德国投入运行（截至 2020 年 11 月）。 特别是2019年，部分系统已投入运行。 Power-to-X 一词描述了将可再生能源产生的电力转化为氢气（“水电解”），并在必要时进一步转化为甲烷（“甲烷化”）。 然后，产生的气体可以输入天然气网络并储存在那里。
全球一次能源消费量（按能源来源）
按能源来源划分的全球一次能源消耗 – 图片：Xpert.Digital
德国按系统类型划分的 Power-to X 系统数量
德国按系统类型划分的 Power-to-X 系统数量 – 图片：Xpert.Digital
2020年德国共有项目（截至2020年11月）。 其中规划了 23 个系统。 一些项目已经停止，例如汉堡的加氢站。 Power-to-X 一词描述了将可再生能源产生的电力转化为氢气（“水电解”），并在必要时进一步转化为甲烷（“甲烷化”）。 然后，产生的气体可以输入天然气网络并储存在那里（“电转气”）。
德国按最终产品划分的 Power-to-X 系统数量
德国最终产品的 Power-to-X 系统数量 – 图片：Xpert.Digital
在德国，2020 年共有 16 个 Power-to-X 系统投入运行，其最终产品是氢气（截至 2020 年 11 月）。 Power-to-X 一词描述了将可再生能源产生的电力转化为氢气（“水电解”），并在必要时进一步转化为甲烷（“甲烷化”）。 然后，产生的气体可以输入天然气网络并储存在那里（“电转气”）。
给 X 供电
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德语版本 – 要查看 PDF，请单击下面的图片。
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