Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с питания на газ )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Газовая энергия (часто сокращенно P2G ) - это технология, использующая электроэнергию для производства газообразного топлива . [1] При использовании избыточной энергии от ветровой генерации эту концепцию иногда называют ветрогазом .

В большинстве систем P2G для производства водорода используется электролиз . Водород может быть использован непосредственно, [2] или дальнейшие шаги (известные как системы двухступенчатого P2G) могут преобразовывать водород в синтез - газ , метан , [3] или сжиженный нефтяной газ . [4] Также существуют одноступенчатые системы P2G для производства метана, такие как технология обратимых твердооксидных элементов (ReSOC). [5]

Газ можно использовать в качестве химического сырья или преобразовать обратно в электричество с помощью обычных генераторов, таких как газовые турбины. [6] Power-to-gas позволяет хранить и транспортировать энергию электричества в виде сжатого газа, часто с использованием существующей инфраструктуры для долгосрочной транспортировки и хранения природного газа . P2G часто считается наиболее перспективной технологией для сезонного хранения возобновляемой энергии. [7] [8]

Хранение и транспортировка энергии [ править ]

Системы преобразования энергии в газ могут быть развернуты в качестве дополнения к ветряным паркам или солнечно-электрической генерации . Избыточная мощность или внепиковая мощность, генерируемая ветряными генераторами или солнечными батареями, может быть использована спустя часы, дни или месяцы для производства электроэнергии для электрической сети . До перехода на природный газ газовые сети Германии эксплуатировались на газе , который на 50–60% состоял из водорода. Емкость газовой сети Германии составляет более 200 000 ГВтч, чего достаточно для удовлетворения потребности в энергии в течение нескольких месяцев. Для сравнения, мощность всех немецких гидроаккумулирующих электростанций составляет всего около 40 ГВтч. Хранение природного газаэто зрелая отрасль, существующая с викторианских времен. Потребность в мощности для хранения / извлечения энергии в Германии оценивается в 16 ГВт в 2023 году, 80 ГВт в 2033 году и 130 ГВт в 2050 году. [9] Стоимость хранения на киловатт-час оценивается в 0,10 евро для водорода и 0,15 евро для метана. [10]

Существующая газотранспортная инфраструктура транспортирует огромные объемы газа на большие расстояния по трубопроводам с выгодой. Теперь стало выгодно доставлять природный газ между континентами с помощью танкеров-газовозов . Транспортировка энергии по газовой сети осуществляется с гораздо меньшими потерями (<0,1%), чем в сети электропередачи (8%). Эта инфраструктура может транспортировать метан, производимый P2G, без изменений. Его также можно использовать для водорода. Использование существующих трубопроводов природного газа для водорода изучалось в рамках проекта EU NaturalHy [11] и Министерства энергетики США . [12] Технология смешения также используется в HCNG .

Эффективность [ править ]

В 2013 году эффективность хранения энергии и газа в обоих направлениях была значительно ниже 50%, при этом водородный тракт мог достичь максимальной эффективности ~ 43%, а метан - ~ 39% за счет использования электростанций с комбинированным циклом. Если используются когенерационные установки, которые производят как электроэнергию, так и тепло, эффективность может быть выше 60%, но все же меньше, чем гидроаккумулятор или аккумуляторная батарея. [13] Однако есть потенциал для повышения эффективности хранения энергии в газ. В 2015 году исследование, опубликованное в журнале Energy and Environmental Science, показало, что за счет использования обратимых твердооксидных электрохимических ячеек и утилизации отработанного тепла в процессе хранения можно достичь КПД от электричества к электричеству более 70% при низких затратах.[14] Исследование 2018 года, в котором также использовались обратимые твердооксидные топливные элементы под давлением и аналогичная методология, показало, что эффективность работы в оба конца (мощность-мощность) может достигать 80%. [15]

Общая эффективность преобразования энергии в зависимости от пути и топлива
с использованием электролиза воды и метанирования для производства метана [16]
ТопливоЭффективностьУсловия
Путь: Электричество → Газ
Водород54–72%Сжатие 200 бар
Метан ( SNG )49–64%
Водород57–73%Сжатие 80 бар (трубопровод природного газа)
Метан (SNG)50–64%
Водород64–77%без сжатия
Метан (SNG)51–65%
Путь: Электричество → Газ → Электричество
Водород34–44%Сжатие 80 бар до 60% возврата к электричеству
Метан (SNG)30–38%
Путь: Электричество → Газ → Электричество и тепло ( когенерация )
Водород48–62%Сжатие 80 бар и электричество / тепло для 40/45%
Метан (SNG)43–54%

Технология электролиза [ править ]

  • Относительные преимущества и недостатки технологий электролиза. [17]
Щелочной электролиз
ПреимуществоНедостаток
Коммерческие технологии (уровень готовности к высоким технологиям)Ограниченный потенциал снижения затрат и повышения эффективности
Электролизер с низкими инвестициямиВысокая интенсивность обслуживания
Большой размер стекаУмеренная реактивность, скорость нарастания и гибкость (минимальная нагрузка 20%)
Чрезвычайно низкая примесь водорода (0,001%)Для стеков мощностью менее 250 кВт требуются необычные преобразователи переменного / постоянного тока.
 Коррозийный электролит портится при номинальном простое
Протонообменный мембранный электролиз (PEME)
ПреимуществоНедостаток
Надежная технология (без кинетики) и простой, компактный дизайнВысокие инвестиционные затраты (благородные металлы, мембрана)
Очень быстрое время откликаОграниченный срок службы мембран
Потенциал снижения затрат (модульная конструкция)Требуется высокая чистота воды
Ячейка для электролиза твердых оксидов (SOEC)
ПреимуществоНедостаток
Высочайшая эффективность электролизаОчень низкий уровень технологической готовности (подтверждение концепции)
Низкие капитальные затратыНизкий срок службы из-за высокой температуры и снижения стабильности материала
Возможности интеграции с химическим метанированием (рециркуляция тепла)Ограниченная гибкость; требуется постоянная нагрузка

Электропитание в водород [ править ]

Все существующие системы P2G начинаются с использования электричества для разделения воды на водород и кислород посредством электролиза. В системе «энергия-водород» полученный водород вводится в сеть природного газа или используется на транспорте или в промышленности, а не для производства другого типа газа. [2]

ITM мощность выиграла тендер в марте 2013 года для Thüga группы проекта, на поставку 360 кВт самообеспечения повышения давления под высокого давлением электролиза быстрого реагирования PEM электролизера быстрое реагирование Электролиз питание к газу аккумулирование энергии растений. Установка производит 125 кг газообразного водорода в день и включает в себя силовую электронику AEG . Он будет расположен на производственной площадке Mainova AG на Schielestraße, Франкфурт, в земле Гессен.. Операционные данные будут предоставлены всей группой Thüga - крупнейшей сетью энергетических компаний в Германии, насчитывающей около 100 муниципальных коммунальных предприятий. Партнерами проекта являются: badenova AG & Co. kg, Erdgas Mittelsachsen GmbH, Energieversorgung Mittelrhein GmbH, erdgas schwaben GmbH, Gasversorgung Westerwald GmbH, Mainova Aktiengesellschaft, Stadtwerke Ansbach GmbH, Stadtwerke Bad HersfelgEM GmbH, Thüga GmbH, ESWE Versorgungs AG с Thüga Aktiengesellschaft в качестве координатора проекта. Научные партнеры будут участвовать в оперативной фазе. [18]Он может производить 60 кубометров водорода в час и подавать в сеть 3 000 кубометров природного газа, обогащенного водородом, в час. С 2016 года планируется расширение пилотной установки, что позволит полностью преобразовать производимый водород в метан, который будет напрямую закачиваться в сеть природного газа. [19]

Такие установки, как HGas компании ITM Power, вырабатывают водород, который напрямую закачивается в газовую сеть в качестве энергии для газа.

В декабре 2013 года компании ITM Power , Mainova и NRM Netzdienste Rhein-Main GmbH начали закачку водорода в газораспределительную сеть Германии, используя ITM Power HGas , установку для протонообменных мембранных электролизеров с быстрым откликом . Потребляемая мощность электролизера 315 киловатт. Он производит около 60 кубометров водорода в час и, таким образом, за один час может подать в сеть 3000 кубометров природного газа, обогащенного водородом. [20]

28 августа 2013 г. E.ON Hanse , Solvicore и Swissgas открыли коммерческую установку по переработке электроэнергии в газ в Фалькенхагене , Германия. Установка мощностью два мегаватта может производить 360 кубометров водорода в час. [21] Завод использует ветроэнергетику и оборудование для электролиза Hydrogenics [22] для преобразования воды в водород, который затем закачивается в существующую региональную систему транспортировки природного газа. Swissgas, представляющая более 100 местных газовых компаний, является партнером проекта с 20-процентной долей капитала и соглашением о покупке части добываемого газа. Второй проект по производству электроэнергии на газе мощностью 800 кВт стартовал в Гамбурге./ Райтбрук [23] и, как ожидается, откроется в 2015 году. [24]

В августе 2013 года ветропарк мощностью 140 МВт в Грапцове , Мекленбург-Передняя Померания, принадлежащий E.ON, получил электролизер. Произведенный водород можно использовать в двигателе внутреннего сгорания или ввести в местную газовую сеть. Система сжатия и хранения водорода хранит до 27 МВтч энергии и увеличивает общую эффективность ветропарка за счет использования энергии ветра, которая в противном случае была бы потрачена впустую. [25] Электролизер производит 210 Нм 3 / ч водорода и управляется RH2-WKA . [26]

Проект INGRID стартовал в 2013 году в Апулии , Италия. Это четырехлетний проект с хранилищем 39 МВтч и электролизером мощностью 1,2 МВт для мониторинга и управления интеллектуальной сетью. [27] Водород используется для балансировки энергосистемы, транспорта, промышленности и закачки в газовую сеть. [28]

Избыточная энергия от ветряной электростанции Prenzlau Windpark мощностью 12 МВт в Бранденбурге , Германия [29], будет вводиться в газовую сеть с 2014 года.

В 2015 году откроется 6 МВт Energiepark Mainz [30] от Stadtwerke Mainz, RheinMain University of Applied Sciences , Linde и Siemens в Майнце (Германия).

Энергия для газа и другие схемы хранения энергии для хранения и использования возобновляемой энергии являются частью Energiewende (программа энергетического перехода) Германии . [31]

Во Франции MINERVE, демонстрирующая AFUL Chantrerie (Федерация ассоциации муниципальных коммунальных предприятий), направлена ​​на содействие разработке энергетических решений для будущего с участием избранных представителей, компаний и гражданского общества в целом. Он нацелен на эксперименты с различными реакторами и катализаторами. Синтетический метан, произведенный демонстратором MINERVE (0,6 Нм3 / ч CH4), рекуперируется в качестве СПГ-топлива, которое используется в котлах котельной AFUL Chantrerie. Установка была спроектирована и построена французским SME Top Industrie., при поддержке Leaf. В ноябре 2017 года он достиг прогнозных показателей - 93,3% от CH4. Этот проект был поддержан ADEME и ERDF-Pays de la Loire Region, а также несколькими другими партнерами: Conseil départemental de Loire -Atlantic, Engie-Cofely, GRDF, GRTGaz, Nantes-Metropolis, Sydela и Sydev. [32]

Внедрение сетки без сжатия [ править ]

Ядром системы является электролизер с протонообменной мембраной (PEM) . Электролизер преобразует электрическую энергию в химическую, что, в свою очередь, способствует накоплению электричества. Газосмесительная установка гарантирует, что доля водорода в потоке природного газа не превышает двух процентов по объему, что является технически допустимым максимальным значением, когда заправочная станция природного газа расположена в местной распределительной сети. Электролизер подает водородно-метановую смесь под тем же давлением, что и в газораспределительной сети, а именно 3,5 бар.[33]

Энергия в метан [ править ]

Метанирование CO 2 водородом, полученным электролитическим способом.

Система преобразования энергии в метан объединяет водород из системы преобразования энергии в водород с диоксидом углерода для производства метана [34] (см. Природный газ ) с использованием реакции метанирования, такой как реакция Сабатье или биологического метанирования, что приводит к дополнительным потерям преобразования энергии 8%, [ цитата необходима ], метан может затем подаваться в сеть природного газа, если достигается требование чистоты. [35]

ZSW (Центр исследований солнечной энергии и водорода) и SolarFuel GmbH (ныне ETOGAS GmbH) реализовали демонстрационный проект с входной электрической мощностью 250 кВт в Штутгарте, Германия. [36] Завод был введен в эксплуатацию 30 октября 2012 года. [37]

Первая промышленная установка по производству метана была построена компанией ETOGAS для Audi AG в Верльте, Германия. Завод с входной электрической мощностью 6 МВт использует CO 2 из биогазовой установки и периодически возобновляемую энергию для производства синтетического природного газа (SNG), который напрямую подается в местную газовую сеть (которая находится в ведении EWE). [38] Завод является частью программы Audi по производству электронного топлива. Произведенный синтетический природный газ, получивший название Audi e-gas, обеспечивает нейтральную подвижность CO 2 в стандартных автомобилях, работающих на КПГ. В настоящее время он доступен покупателям первого автомобиля Audi, работающего на сжатом природном газе, Audi A3 g-tron. [39]

Прототип HELMETH Power-to-Gas

В апреле 2014 года Европейского союза финансируется совместно и от KIT координированного [40] HELMETH [41] (Integrated H IGH-Temperature EL ectrolysis и МЕТ anation для эффективной мощности для газовой конверсии) научно - исследовательский проект начался. [42] Целью проекта является подтверждение концепции высокоэффективной технологии преобразования энергии в газ путем термической интеграции высокотемпературного электролиза ( технология SOEC ) с метанированием CO 2 . Благодаря тепловой интеграции экзотермического метанирования и генерации пара для повышения эффективности преобразования парового электролиза при высоких температурах> 85% (более высокая теплотворная способность произведенного метана в расчете на использованную электрическую энергию) теоретически возможны. Процесс состоит из электролиза высокотемпературным паром под давлением и модуля метанирования CO 2 под давлением . Проект был завершен в 2017 году, и его эффективность составила 76% для прототипа с указанным потенциалом роста 80% для промышленных предприятий. [43] Рабочими условиями метанирования CO 2 являются давление газа 10-30 бар, производство SNG 1-5,4 м 3 / ч (NTP) и конверсия реагентов, при которой получается SNG с H 2 <2 об. -% соотв. CH 4 > 97 об.%. [44]Таким образом, произведенный замещающий природный газ можно без ограничений закачивать во всю газовую сеть Германии. [45] В качестве охлаждающей среды для экзотермической реакции используется кипящая вода с температурой до 300 ° C, что соответствует давлению водяного пара около 87 бар. SOEC работает с давлением до 15 бар, конверсией пара до 90% и производит один стандартный кубический метр водорода из 3,37 кВтч электроэнергии в качестве сырья для метанирования.

Технологическая зрелость Power to Gas оценивается в рамках европейского партнерского проекта STORE & GO, который стартовал в марте 2016 года и рассчитан на четыре года. [46] Три различных технологических концепции демонстрируются в трех разных европейских странах ( Фалькенхаген / Германия , Золотурн / Швейцария , Троя / Италия ). Используемые технологии включают биологическое и химическое метанирование , прямой улавливание CO 2 из атмосферы, сжижение синтезированного метана в био- СПГ., и прямой впрыск в газовую сеть. Общая цель проекта - оценить эти технологии и различные способы их использования по техническим, [47] экономическим, [48] и юридическим [49] аспектам, чтобы определить бизнес-кейсы в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Проект софинансируется исследовательской и инновационной программой Европейского союза Horizon 2020 (18 миллионов евро) и правительством Швейцарии (6 миллионов евро), а еще 4 миллиона евро поступают от участвующих промышленных партнеров. [50] Координатором всего проекта является исследовательский центр DVGW [51], расположенный в KIT .

Микробное метанирование [ править ]

Биологическое метанирование объединяет оба процесса: электролиз воды с образованием водорода и последующее восстановление CO 2 до метана с использованием этого водорода . Во время этого процесса образующие метан микроорганизмы (метаногенные археи или метаногены ) выделяют ферменты, которые снижают перенапряжение некаталитического электрода ( катода ), чтобы он мог производить водород . [52] [53]Эта микробная реакция превращения энергии в газ происходит в условиях окружающей среды, то есть при комнатной температуре и pH 7, с эффективностью, которая обычно достигает 80-100%. [54] [55] Однако метан образуется медленнее, чем в реакции Сабатье из-за более низких температур. Также постулировалось прямое преобразование CO 2 в метан , что исключает необходимость в производстве водорода . [56] Микроорганизмы, участвующие в реакции микробного превращения энергии в газ, обычно являются членами отряда Methanobacteriales . Роды, которые, как было показано, катализируют эту реакцию, - это Methanobacterium , [57] [58] Methanobrevibacter, [59] и Methanothermobacter ( термофил ). [60]

Производство сжиженного нефтяного газа [ править ]

Метан можно использовать для производства СНГ путем синтеза СПГ с частичным обратным гидрированием при высоком давлении и низкой температуре. Сжиженный нефтяной газ, в свою очередь, может быть преобразован в алкилат, который является смесью бензина премиум-класса, поскольку он обладает исключительными антидетонационными свойствами и обеспечивает чистое горение. [4]

Питание [ править ]

Синтетический метан, генерируемый из электричества, также может быть использован для экономичного производства кормов, богатых белком, для крупного рогатого скота, птицы и рыбы путем выращивания культуры бактерий Methylococcus capsulatus с крошечным следом земли и воды. [61] [62] [63] Углекислый газ, производимый в качестве побочного продукта на этих заводах, может быть переработан для производства синтетического метана (SNG). Точно так же газообразный кислород, образующийся как побочный продукт в результате электролиза воды и процесса метанирования, может быть использован при выращивании культуры бактерий. С помощью этих интегрированных установок можно превратить обильный возобновляемый потенциал солнечной / ветровой энергии в ценные продукты питания без какого-либо загрязнения воды или выбросов парниковых газов.(ПГ) выбросы. [64]

Превращение биогаза в биометан [ править ]

В третьем способе диоксид углерода на выходе из генератора древесного газа или биогазовой установки после установки для обогащения биогаза смешивается с водородом, полученным из электролизера, с получением метана. Бесплатное тепло, поступающее из электролизера, используется для снижения затрат на отопление биогазовой установки. Примеси диоксида углерода, воды, сероводорода и твердых частиц должны быть удалены из биогаза, если газ используется для хранения трубопровода, чтобы предотвратить повреждение. [3]

2014 - Служба сточных вод Avedøre в Аведёре , Копенгаген (Дания) добавляет электролизер мощностью 1 МВт для модернизации биогаза анаэробного сбраживания из осадка сточных вод. [65] Полученный водород используется с диоксидом углерода из биогаза в реакции Сабатье для производства метана. Electrochaea [66] тестирует другой проект вне P2G BioCat с биокаталитическим метанированием. Компания использует адаптированный штамм термофильного метаногена Methanothermobacter thermautotrophicus и продемонстрировала свою технологию в лабораторных условиях в промышленных условиях. [67]Предкоммерческий демонстрационный проект с корпусом реактора емкостью 10 000 литров был реализован в период с января по ноябрь 2013 года в Фулуме , Дания. [68]

В 2016 году Torrgas , Siemens , Stedin , Gasunie , A.Hak, Hanzehogeschool / EnTranCe и Energy Valley намерены открыть объект Power to Gas мощностью 12 МВт в Делфзейле (Нидерланды), где биогаз из Torrgas ( биоуголь ) будет обновляться водородом из электролиза. и доставлены ближайшим промышленным потребителям. [69]

Энергия-синтез-газ [ править ]

Синтез-газ - это смесь водорода и окиси углерода. Он использовался с викторианских времен, когда его добывали из угля и называли «тоггаз». Система преобразования энергии в синтез-газ использует водород из системы преобразования энергии в водород для производства синтез-газа.

  • 1-й этап: электролиз воды ( SOEC ) - вода расщепляется на водород и кислород.
  • 2-й этап: конверсионный реактор ( RWGSR ) - водород и диоксид углерода являются входами в конверсионный реактор, который выводит водород, монооксид углерода и воду.
3H 2 + CO 2 → (2H 2 + CO) синтез-газ + H 2 O
  • Синтез-газ используется для производства синтетического топлива .
Сырье для получения синтез-газа такое же, как и сырье, полученное из других источников.

Инициативы [ править ]

В других инициативах по созданию синтез-газа из двуокиси углерода и воды могут использоваться другие методы разделения воды .

  • CSP
    • 2004 Солнечное сияние в бензин - Сандийские национальные лаборатории . [70] [71] [72] [73] [74]
    • 2013 NewCO2Fuels —New CO2 Fuels Ltd ( IL ) и Институт науки Вейцмана . [75] [76] [77] [78]
    • 2014 Solar-Jet Fuels —Партнеры консорциума ETH , SHELL , DLR , Bauhaus Luftfahrt, ARTTIC. [79] [80] [81] [82] [83] [84]
  • HTE / Электролиз щелочной воды
    • 2004 Syntrolysis Fuels - Национальная лаборатория Айдахо и Ceramatec, Inc. (США). [85] [86] [87] [88] [89] [90]
    • 2008 WindFuels —Doty Energy (США). [91] [92]
    • 2012 Air Fuel Synthesis —Air Fuel Synthesis Ltd (Великобритания). [93] [94] [95] [96] [97] Air Fuel Synthesis Ltd стала неплатежеспособной. [98]
    • 2013 Green Feed - BGU и Израильский фонд стратегических альтернативных источников энергии (I-SAEF). [99] [100] [101] [102]
    • 2014 E-diesel - Sunfire, компания, занимающаяся чистыми технологиями, и Audi . [103] [104] [105]

Лаборатория военно-морских исследований США (NRL) разрабатывает систему преобразования энергии в жидкости с использованием процесса Фишера-Тропша для создания топлива на борту корабля в море [106] из основных продуктов - диоксида углерода (CO 2 ) и воды (H 2 O), полученный из морской воды с помощью «конфигурации электрохимического модуля для непрерывного подкисления источников щелочной воды и извлечения CO 2 при непрерывном производстве газообразного водорода». [107] [108]

См. Также [ править ]

  • Углеродно-нейтральное топливо
  • Электрометаногенез
  • Электротопливо
  • Электрогидрогенез
  • Сетевое хранилище энергии
  • Водородная экономика
  • Метанирование
  • Список проектов по хранению энергии
  • Power-to-X
  • Возобновляемый природный газ
  • Хронология водородных технологий

Заметки [ править ]

  1. ^ DLR-Power to gas in transport-Status quo (Статус-кво) и перспективы развития
  2. ^ a b Эберле, Ульрих; Мюллер, Бернд; фон Гельмольт, Риттмар (2012). «Электромобили на топливных элементах и ​​водородная инфраструктура: статус 2012» . Энергетика и экология . 5 (10): 8780. DOI : 10.1039 / C2EE22596D . Архивировано 9 февраля 2014 года . Проверено 16 декабря 2014 .
  3. ^ a b NREL 2013: Добавление водорода в трубопроводные сети природного газа: обзор ключевых вопросов
  4. ^ a b "BPN Бутан - Новости пропана" . Архивировано 30 декабря 2017 года . Проверено 10 апреля 2017 года .
  5. ^ Могенсен MB, Chen M, Frandsen HL, Graves C, Хансен JB, Hansen К., Hauch A, Jacobsen T, Jensen SH, Скафте TL, вс X (сентябрь 2019). «Реверсивные твердооксидные элементы для чистой и устойчивой энергетики» . Чистая энергия . 3 (3): 175–201. DOI : 10.1093 / CE / zkz023 .Легкодоступно более чем в 100 раз больше солнечной фотоэлектрической энергии, чем необходимо, и этот практически доступный ветер сам по себе может обеспечить достаточное энергоснабжение мира. Из-за непостоянства этих источников необходима эффективная и недорогая технология преобразования и хранения энергии. Представлено обоснование возможного применения в электролизе обратимых твердооксидных элементов (RSOC), включая сравнение энергии в топливо / топлива в энергию с другими технологиями преобразования и хранения энергии.
  6. ^ "EUTurbines" . www.poertheeu.eu . EUTurbines.
  7. ^ Эндрюс, Джон; Шабани, Бахман (январь 2012 г.). «Переосмысление роли водорода в устойчивой энергетической экономике». Международный журнал водородной энергетики . 37 (2): 1184–1203. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2011.09.137 .
  8. ^ Стаффелл, Иэн; Мошенник, Дэниел; Веласкес Абад, Энтони; Балкомб, Пол; Доддс, Пол Э .; Экинс, Пол; Шах, Нилай; Уорд, Кейт Р. (2019). «Роль водорода и топливных элементов в мировой энергетической системе» . Энергетика и экология . 12 (2): 463–491. DOI : 10.1039 / C8EE01157E .
  9. ^ Хранение электроэнергии в немецком энергетическом переходе (PDF) (Отчет). Agora Energiewende. Декабрь 2014 . Проверено 11 февраля 2020 .
  10. ^ «Энергия ветра на водород» . привет! тех . Сименс . Архивировано 14 июля 2014 года . Проверено 21 июня 2014 .
  11. ^ Проект NaturalHY. «Использование существующей системы природного газа для водорода» . ЭКСЕРГИЯ. Архивировано 29 октября 2014 года . Проверено 21 июня 2014 .
  12. ^ NREL - Добавление водорода в трубопроводные сети природного газа Обзор ключевых вопросов
  13. ^ Фолькер Квашнинг , Система регенеративной энергии. Technologie - Berechnung - Simulation , Hanser 2013, стр. 373.
  14. ^ Дженсен; и другие. (2015). «Крупномасштабное хранилище электроэнергии с использованием обратимых твердооксидных элементов в сочетании с подземным хранилищем CO.
    2    и CH
    4    ». Энергетика и экология . 8 (8):. 2471-2479 DOI : 10.1039 / c5ee01485a .
  15. ^ Бутера, Джакомо; и другие. (2019). «Новая система для крупномасштабного хранения электроэнергии в виде синтетического природного газа с использованием обратимых твердооксидных ячеек под давлением» (PDF) . Энергия . 166 : 738–754. DOI : 10.1016 / j.energy.2018.10.079 .
  16. ^ (Немецкий) Fraunhofer -Energiewirtschaftliche und ökologische Bewertung eines Windgas-Angebotes , стр. 18
  17. ^ Гронд, Лукас; Гольштейн, Йохан (февраль 2014 г.). «Энергия-газ: подъем по лестнице технологической готовности» (PDF) . Архивировано 3 марта 2020 года (PDF) . Дата обращения 3 марта 2020 .
  18. ^ «Первая продажа завода« Электроэнергия »в Германии -» . Архивировано 2 мая 2013 года . Проверено 17 мая 2013 .
  19. ^ Первого сломано на ITM Мощность пилотной установке мощности и газ во Франкфурте Архивированных 2013-11-11 в Wayback Machine
  20. ^ "Закачка водорода в газораспределительную сеть Германии -" . Архивировано 8 марта 2014 года . Проверено 5 декабря 2013 .
  21. ^ «E.ON торжественно открывает блок по производству газа в Фалькенхагене на востоке Германии» . e · on (пресс-релиз). 2013-08-28. Архивировано из оригинала на 2013-09-11.
  22. ^ «Hydrogenics и Enbridge для разработки накопителей энергии в масштабе коммунальных услуг» . Архивировано 11 ноября 2013 года . Проверено 11 ноября 2013 .
  23. ^ "E.on Hanse начинает строительство завода по производству электроэнергии из газа в Гамбурге" . Архивировано 15 марта 2014 года . Проверено 19 ноября 2013 .
  24. ^ "Пилотная установка E.ON для преобразования энергии в газ в Фалькенхагене в первый год эксплуатации" . Архивировано 11 ноября 2014 года . Проверено 10 ноября 2014 .
  25. ^ "Немецкий ветряной парк с гидрогеническим электролизером мощностью 1 МВт для хранения энергии из энергии в газ" . Акцент на возобновляемые источники энергии . 17 октября 2013 года. Архивировано 1 июня 2017 года . Проверено 21 июля 2017 года .
  26. ^ "RH2-WKA" . Архивировано 24 ноября 2013 года . Проверено 11 ноября 2013 .
  27. ^ «Проект INGRID по запуску электролизера мощностью 1,2 МВт с хранилищем на 1 тонну для интеллектуальной балансировки энергосистемы в Италии» . Архивировано 11 ноября 2013 года . Проверено 11 ноября 2013 .
  28. ^ "Балансировка сети, Электроэнергия на газ (PtG)" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 11.11.2013 . Проверено 11 ноября 2013 .
  29. ^ Prenzlau Windpark (Германия)
  30. ^ Energiepark Mainz
  31. ^ Schiermeier, Quirin (10 апреля 2013). «Возобновляемые источники энергии: энергетическая игра Германии: амбициозный план по сокращению выбросов парниковых газов должен устранить некоторые серьезные технические и экономические препятствия» . Природа . Архивировано 13 апреля 2013 года . Проверено 10 апреля 2013 года .
  32. ^ "Un demonstrateur Power to gas en service à Nantes" . Lemoniteur.fr (на французском). 2018 . Проверено 9 февраля 2018 ..
  33. ^ "Архив энергопотребления и декарбонизации" . Архивировано 5 декабря 2013 года . Проверено 5 декабря 2013 .
  34. ^ "DNV-Kema Systems анализирует мощность газа" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 24 января 2015 года . Проверено 21 августа 2014 .
  35. ^ Гаиб, Карим; Бен-Фарес, Фатима-Захра (2018). «Power-to-Methane: современный обзор» (PDF) . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 81 : 433–446. DOI : 10.1016 / j.rser.2017.08.004 . Проверено 1 мая 2018 .
  36. ^ «Немецкие сетевые компании объединяются, чтобы построить завод по производству электроэнергии из газа» . Рейтер . 2018-10-16. Архивировано 16 октября 2018 года . Проверено 17 октября 2018 года .
  37. ^ "Weltweit größte Power-to-Gas-Anlage zur Methan-Erzeugung geht in Betrieb" . ZSW-BW.de (на немецком языке). Архивировано из оригинала на 2012-11-07 . Проверено 1 декабря 2017 .
  38. ^ «Оборот энергии в баке» . Audi.com . Архивировано из оригинала на 2014-06-06 . Проверено 3 июня 2014 .
  39. ^ "Компания" . Audi.com . Архивировано 06.06.2014 . Проверено 4 июня 2014 .
  40. ^ "Подразделение Института Энглера-Бунте технологии сжигания - Проект HELMETH" . Проверено 31 октября 2014 .
  41. ^ "Домашняя страница проекта - HELMETH" . Проверено 31 октября 2014 .
  42. ^ «Технологический институт Карлсруэ - пресс-релиз 044/2014» . Проверено 31 октября 2014 .
  43. ^ «Технологический институт Карлсруэ - пресс-релиз 009/2018» . Проверено 21 февраля 2018 .
  44. ^ "Домашняя страница проекта - HELMETH" . Проверено 21 февраля 2018 .
  45. ^ DIN EN 16723-2: 2017-10 - Erdgas und Biomethan zur Verwendung im Transportwesen und Biomethan zur Einspeisung ins Erdgasnetz
  46. ^ "Deutscher Verein des Gas und Wasserfaches eV: Пресс-релиз - Project Store & Go" . Архивировано из оригинала на 2016-08-01 . Проверено 12 декабря 2016 .
  47. ^ "Watt d'Or 4 all:" Store & Go "- Erdgasnetz als Riesen-Batterie" . Архивировано из оригинала на 2017-02-21 . Проверено 12 декабря 2016 .
  48. ^ «Store & Go, инновационные крупномасштабные технологии хранения энергии и концепции преобразования энергии в газ после оптимизации» . Архивировано 24 ноября 2016 года . Проверено 12 декабря 2016 .
  49. ^ "Het juridische effect van Innovatieve energieconversie en –opslag" . Проверено 12 декабря 2016 .
  50. ^ "Домашняя страница проекта - МАГАЗИН И ИДТИ" . Проверено 12 декабря 2016 .
  51. ^ «Deutscher Verein des Gas und Wasserfaches eV: пресс-релиз - инновационный проект STORE & GO на 28 миллионов евро начал показывать, что крупномасштабное хранение энергии с помощью технологии Power-to-Gas возможно уже сегодня» (PDF) . Проверено 12 декабря 2016 .
  52. ^ Deutzmann, Jörg S .; Сахин, Мерве; Спорман, Альфред М. (2015). "Deutzmann, JS; Sahin, M .; Spormann, AM, Внеклеточные ферменты способствуют захвату электронов при биокоррозии и биоэлектросинтезе" . mBio . 6 (2). DOI : 10,1128 / mBio.00496-15 . PMC 4453541 . PMID 25900658 .  
  53. ^ Йейтс, Мэтью Д .; Зигерт, Майкл; Логан, Брюс Э. (2014). «Выделение водорода, катализируемое жизнеспособными и нежизнеспособными клетками на биокатодах». Международный журнал водородной энергетики . 39 (30): 16841–16851. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2014.08.015 .
  54. ^ Маршалл, CW; Росс, Делавэр; Fichot, EB; Норман, РС; Май, HD (2012). «Электросинтез товарных химикатов автотрофным микробным сообществом» . Прил. Environ. Microbiol . 78 (23): 8412–8420. DOI : 10,1128 / aem.02401-12 . PMC 3497389 . PMID 23001672 .  
  55. ^ Зигерт, Майкл; Йейтс, Мэтью Д.; Звоните, Дуглас Ф .; Чжу, Сюпин; Спорман, Альфред; Логан, Брюс Э. (2014). «Сравнение неблагородных металлических катодных материалов для производства метана электрометаногенезом» . ACS Устойчивая химия и инженерия . 2 (4): 910–917. DOI : 10.1021 / sc400520x . PMC 3982937 . PMID 24741468 .  
  56. ^ Чэн, Шаоань; Син, Дефэн; Звоните, Дуглас Ф .; Логан, Брюс Э. (2009). «Прямое биологическое преобразование электрического тока в метан посредством электрометаногенеза». Наука об окружающей среде . 43 (10): 3953–3958. Bibcode : 2009EnST ... 43.3953C . DOI : 10.1021 / es803531g . PMID 19544913 . 
  57. ^ Биз-Васбендер, Паскаль Ф .; Гроте, Ян-Филипп; Гаррелфс, Джулия; Стратманн, Мартин; Майрхофер, Карл JJ (2015). «Селективный микробный электросинтез метана чистой культурой морского литоавтотрофного архея». Биоэлектрохимия . 102 : 50–5. DOI : 10.1016 / j.bioelechem.2014.11.004 . PMID 25486337 . 
  58. ^ Зигерт, Майкл; Йейтс, Мэтью Д.; Спорман, Альфред М .; Логан, Брюс Э. (2015). « Methanobacterium доминирует в биокатодных сообществах архей в метаногенных микробных электролизерах» . ACS Устойчивая химия и инженерия . 3 (7): 1668–1676. DOI : 10.1021 / acssuschemeng.5b00367 .
  59. ^ Зигерт, Майкл; Ли, Сю-Фен; Йейтс, Мэтью Д.; Логан, Брюс Э. (2015). «Присутствие гидрогенотрофных метаногенов в посевном материале улучшает производство газообразного метана в ячейках для микробного электролиза» . Границы микробиологии . 5 : 778. DOI : 10,3389 / fmicb.2014.00778 . PMC 4295556 . PMID 25642216 .  
  60. ^ Сато, Козо; Кавагути, Хидео; Кобаяши, Хадзиме (2013). «Биоэлектрохимическая конверсия диоксида углерода в метан в геологических резервуарах-хранилищах». Преобразование энергии и управление . 66 : 343. DOI : 10.1016 / j.enconman.2012.12.008 .
  61. ^ "Производство биопротеинов" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 мая 2017 года . Проверено 31 января 2018 года .
  62. ^ «Еда из природного газа скоро будет кормить сельскохозяйственных животных - и нас» . Архивировано 12 декабря 2019 года . Проверено 31 января 2018 года .
  63. ^ «Новое предприятие выбирает участок Cargill в Теннесси для производства Calysta FeedKind® Protein» . Архивировано 30 декабря 2019 года . Проверено 31 января 2018 года .
  64. ^ «Оценка воздействия белка FeedKind на окружающую среду» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 2 августа 2019 года . Проверено 20 июня 2017 года .
  65. ^ «Избыточная энергия ветра превращается в зеленый газ в Аведёре» . Архивировано из оригинала на 2014-05-31 . Проверено 30 мая 2014 .
  66. ^ "Электрохеи" . Архивировано 12 января 2014 года . Проверено 12 января 2014 .
  67. ^ Мартин, Мэтью R .; Форнеро, Джеффри Дж .; Старк, Ребекка; Mets, Laurens; Ангенент, Ларгус Т. (2013). "Биопроцесс с одной культурой Methanothermobacter thermautotrophicus для улучшения биогаза фермента за счет CO2-to- CH4Преобразование с H2" . Археи . 2013 : 157529. дои : 10,1155 / 2013/157529 . PMC  3806361 . PMID  24194675 Статья ID 157529..
  68. ^ "Энергия для хранения энергии в газе - Описание технологии" . Electrochaea.com . Архивировано из оригинала на 2014-01-12 . Проверено 12 января 2014 .
  69. ^ "Электрогазовая установка для Делфзейла" . Архивировано 31 мая 2014 года . Проверено 30 мая 2014 .
  70. ^ "Солнце к бензину" . Сандийские национальные лаборатории . Министерство энергетики США (DOE) . Дата обращения 15 мая 2015 .
  71. ↑ SNL: Sunshine to Petrol - Солнечная переработка углекислого газа в углеводородное топливо
  72. ^ «Sandia и Sunshine-to-Petrol ™: возобновляемые источники топлива для транспорта» . Федеральные возможности для бизнеса . Федеральное правительство США. 29 октября 2013 . Дата обращения 15 мая 2015 .
  73. ^ Biello, Дэвид (23 сентября 2010). «Обратное сгорание: можно ли превратить CO2 обратно в топливо?» . Scientific American - Энергия и устойчивость . Scientific American, подразделение Nature America, Inc. Архивировано 16 мая 2015 года . Дата обращения 17 мая 2015 .
  74. ^ Lavelle, Marianne (11 августа 2011). «Рециркуляция углерода: использование воздуха в качестве топлива» . National Geographic - Новости . Национальное географическое общество. Архивировано 20 мая 2015 года . Дата обращения 19 мая 2015 .
  75. ^ «Яркий способ преобразовать парниковый газ в биотопливо» . Weizmann UK . Weizmann UK. Registered Charity No. 232666. 18 декабря 2012 . Дата обращения 19 мая 2015 .[ постоянная мертвая ссылка ]
  76. ^ " CO2и H2O диссоциация Процесс» . NCF - Process Technology . Топлива New CO2 Ltd . Проверено +19 May +2015 .
  77. ^ "Информационный бюллетень NewCO2Fuels, Выпуск 1" (PDF) . Сентябрь 2012 г.
  78. ^ "От проблемы к возможности New CO2Топливо: Введение ... " (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 30 мая 2015 года . Дата обращения 30 мая 2015 .
  79. ^ "SOLAR-JET Project" . СОЛНЕЧНЫЙ ДЖЕТ . Проектный офис SOLAR-JET: ARTTIC. Архивировано из оригинального 18 мая 2015 года . Дата обращения 15 мая 2015 .
  80. ^ "Солнечный свет к топливу для реактивных двигателей" . ETH Zurich . Eidgenössische Technische Hochschule Zürich. Архивировано 10 сентября 2014 года . Дата обращения 15 мая 2015 .
  81. ↑ Александр, Мэг (1 мая 2014 г.). « » Солнечный «топливо для реактивных двигателей создан из воды и двуокиси углерода» . Гизмаг . Гизмаг. Архивировано 18 мая 2015 года . Дата обращения 15 мая 2015 .
  82. ^ «SOLARJET демонстрирует полный процесс термохимического производства возобновляемого реактивного топлива из H2O и CO2» . Конгресс зеленых автомобилей . БиоАдж Групп, ООО. 28 апреля 2015 года архивация с оригинала на 18 мая 2015 года . Дата обращения 15 мая 2015 .
  83. ^ "Альдо Стейнфельд - Солнечный синтез-газ" . Решите для <X> . Google Inc.[ постоянная мертвая ссылка ]
  84. ^ «Варка топлива в солнечной печи» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 19 мая 2015 года . Проверено 30 мая 2015 .
  85. ^ «Синтролиз, синтетическое топливо из двуокиси углерода, электричества и пара» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 21 мая 2015 года . Проверено 30 мая 2015 .
  86. ^ «Синтетическое топливо (синтролиз)» . Thoughtware.TV . Thoughtware.TV. 17 июня 2008 . Дата обращения 20 мая 2015 .
  87. ^ Стоутс, см; О'Брайен, JT; Хартвигсен, Дж. (2007). «Производство синтез-газа с нейтральным углеродом посредством высокотемпературного электролитического восстановления пара и CO.2" (PDF) . Международный конгресс и выставка по машиностроению ASME 2007. Международный конгресс и выставка по машиностроению ASME 2007 , 11–15 ноября 2007 г., Сиэтл, Вашингтон, США. 15: Устойчивые продукты и процессы. Стр. 185–194. Doi : 10.1115 / IMECE2007-43667 . ISBN 978-0-7918-4309-3. Архивировано из оригинального (PDF) 21 мая 2015 года . Проверено 30 мая 2015 года .
  88. ^ Обзор Инициативы по ядерному водороду
  89. ^ Технология производства ядерного водорода
  90. ^ Электролиз для производства синтетического топлива. Архивировано 30 мая 2015 г. в Wayback Machine.
  91. ^ «Учебник по WindFuels ™ - Основное объяснение для неученых» . Doty Energy . Doty Energy. Архивировано 16 мая 2015 года . Дата обращения 16 мая 2015 .
  92. ^ "Обеспечение нашего энергетического будущего за счет эффективной переработки CO2в Transportation Fuels " (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 04.03.2016 . Проверено 30.05.2015 .
  93. ^ «Процесс AFS - превращение воздуха в устойчивое топливо» . Синтез воздушного топлива - Технический обзор . Компания Air Fuel Synthesis Limited. Архивировано из оригинала 3 апреля 2015 года . Дата обращения 19 мая 2015 .
  94. ^ Пример использования: демонстрационный образец AFS [ постоянная мертвая ссылка ]
  95. ^ "Автомобили, заправляемые воздухом?" . PlanetForward.org . Планета Вперед . Дата обращения 20 мая 2015 .
  96. ↑ Рапира, Роберт (31 октября 2012 г.). «Инвесторы опасаются топлива из разреженного воздуха» . Ежедневное инвестирование . Архивировано 18 мая 2015 года . Дата обращения 17 мая 2015 .
  97. ^ Уильямс, KR; ван Лукерен Кампань, Н. Синтетическое топливо из атмосферного углекислого газа (PDF) (отчет). Архивировано из оригинального (PDF) 04 марта 2013 года.
  98. ^ "Air Fuel Synthesis Limited" . www.thegazette.co.uk . Газета . Проверено 19 октября 2018 года .
  99. ^ "Исследователи BGU изобретают Зеленую альтернативу сырой нефти" . Университет Бен-Гуриона в Негеве . Университет Бен-Гуриона в Негеве. 13 ноября 2013 . Дата обращения 17 мая 2015 .
  100. ^ «Недавняя история успеха: преобразование двуокиси углерода, вредного парникового газа, в топливо, которое можно использовать для транспортировки» . I-SAEF . Израильский фонд стратегической альтернативной энергетики . Дата обращения 15 мая 2015 .
  101. ^ «Исследователи BGU разрабатывают новый тип сырой нефти с использованием углекислого газа и водорода» . Американские партнеры (Университет Бен-Гуриона в Негеве) . Американские партнеры (AABGU). Архивировано из оригинального 18 мая 2015 года . Дата обращения 15 мая 2015 .
  102. ^ "Исследователи BGU разрабатывают более эффективный процесс гидрирования CO2 в синтетическую нефть" . Конгресс зеленых автомобилей . БиоАдж Групп, ООО. 21 ноября 2013 года. Архивировано 4 августа 2015 года . Дата обращения 15 мая 2015 .
  103. ^ «Топливо будущего: исследовательский центр в Дрездене производит первую партию Audi e-diesel» . Audi MediaServices - Пресс-релиз . Ингольштадт / Берлин: AUDI AG. 2015-04-21. Архивировано 19 мая 2015 года . Дата обращения 23 мая 2015 .
  104. ↑ Рапира, Роберт. «Является ли дизельный двигатель Audi с нейтральным выбросом углерода, меняет правила игры?» . Energy Trends Insider . Energy Trends Insider. Архивировано 18 мая 2015 года . Дата обращения 15 мая 2015 .
  105. ↑ Новелла, Стивен (28 апреля 2015 г.). «28 апреля 2015 Audi E-Diesel» . НейроЛогикаБлог - Технологии . Стивен Новелла, доктор медицины. Архивировано 30 мая 2015 года . Дата обращения 24 мая 2015 .
  106. ^ «Как ВМС США планируют превратить морскую воду в реактивное топливо» . Альтернативная энергия . altenergy.org . Дата обращения 8 мая 2015 .
  107. ^ «Патент: US 20140238869 A1» . Патенты Google . Архивировано 18 мая 2015 года . Дата обращения 8 мая 2015 .
  108. ^ Общее содержание углерода в Мировом океане составляет примерно 38 000 ГтС. Более 95% этого углерода находится в форме растворенного бикарбонат-иона (HCO 3 - ). Клайн, Уильям (1992). Экономика глобального потепления . Вашингтон, округ Колумбия: Институт международной экономики. Растворенные бикарбонат и карбонат океана по существу связаны CO 2, и сумма этих частиц вместе с газообразным CO 2 , показанная в следующем уравнении, представляет собой общую концентрацию углекислого газа [CO 2 ] T в мировом океане. Σ [CO 2 ] T = [CO 2 (г)] l + [HCO3 - ] + [CO 3 2− ][ требуется проверка ]

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Гётц, Мануэль; Лефевр, Джонатан; Мёрс, Фридеманн; Макдэниел Кох, Эми; Граф, Франк; Баджор, Зигфрид; Реймерт, Райнер; Колб, Томас (2016). «Возобновляемая энергия в газ: технологический и экономический обзор» . Возобновляемая энергия . 85 : 1371–1390. DOI : 10.1016 / j.renene.2015.07.066 .
  • Méziane Boudellal. "Le Power-to-Gas, Stockage de l'électricité d'origine Renouvelable". 192 страницы. Только на французском языке. Редактор: Dunod, июнь 2016 г.
  • Méziane Boudellal. «Электроэнергия в газ. Возобновляемая водородная экономика для перехода к энергетике». 212 страниц. Английское издание. Редактор: de Gruyter, февраль 2018 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Трехминутное поясняющее видео от Института энергетических технологий (2016 г.)
  • Zentrum für Sonnenenergie-und Wasserstoff-Forschung (ZSW) Баден-Вюртемберг
  • Смедли, Тим. Накопление энергии на основе газа может помочь заменить использование ископаемого топлива , The Guardian , 4 июля 2014 г. Получено с theguardian.com, 21 июля 2014 г.