Jak ukládat přebytečnou energii? Třeba jako metan!
Napsal: pát dub 12, 2019 12:24 pm
Dobrý den všem!
Protože je pátek, připravili jsme pro Vás další článek k zamyšlení a případné diskuzi.
Pěkný pátek přeji!
Karel Kilián
Jak ukládat přebytečnou energii? Třeba jako metan!
Jedním z největších nedostatků solární a větrné energetiky jsou výkyvy v produkci, způsobené zejména aktuální meteorologickou situací. Pokud je to možné, je vhodné získanou přebytečnou energii ukládat pro období, kdy elektrárna nebude poskytovat potřebný výkon. Vědci nyní přišli s nápadem, jak uložit energii „na horší časy“.
Uvedený problém je markantní zejména v oblastech s dlouhodobými výkyvy v dostupnosti obnovitelných zdrojů. Pokud někde svítí slunce například půl roku, lze energii získanou solárními panely uložit do akumulátorů. Nicméně ty mívají omezenou kapacitu a pokud bychom chtěli uložit energii na překlenutí několika měsíců, museli bychom jich mít velmi mnoho, což by znamenalo vysoké pořizovací náklady.
Z energie na metan
Výzkumníci ze Stanfordské univerzity pracují na levnějších alternativách k bateriím, které jsou postaveny na biologickém základě. Základní myšlenka je ve své podstatě prostá: hodlají použít mikroby, které dokážou přeměnit přebytečnou energii z obnovitelných zdrojů na metan. Z něj by se pak elektrická energie získávala zpět jeho spalováním.
Celý proces je ale o něco složitější, než by se na první pohled mohlo zdát. Vše začíná organismem s latinským názvem Methanococcus maripaludis. Jedná se o metanogen (též methanotvorný či methanprodukující organismus), který produkuje metan (CH4), tedy je schopný metanogeneze.
Metanogeny navazují na anaerobní rozkladné procesy organických látek, jako je celulóza, takže žijí v prostředí, kde tyto reakce probíhají. Typickým příkladem jsou mokřady, mořské sedimenty, ale zejména pak trávicí soustava přežvýkavců a termitů, kde žijí prvoci schopní trávit celulózu.
Tento organismus, zjednodušeně řečeno, spotřebovává vodík a oxid uhličitý a vylučuje metan. První problém, kde vzít vodík, vyřešili vědci tak, že využívají obnovitelné zdroje energie k rozkladu vody na vodík a kyslík. Vodíkové atomy jsou přiváděny k mikrobům, které si k němu ze vzduchu přidají oxid uhličitý a uvolňují metan. Plyn poté může být zachycen a skladován.
Z metanu na energii
Uskladněný metan lze následně použít v situaci, kdy elektrárny, využívající obnovitelné zdroje, nejsou z jakéhokoli důvodu schopné dodávat potřebné množství energie či v době špičkové spotřeby. Plyn se prostě spálí podobným způsobem, jako se spalují fosilní paliva.
Během vývoje byl největší brzdou fakt, že proces výroby metanu byl pro použití v praxi příliš pomalý. Kritickou novinkou v tomto směru bylo použití správných elektrod. Pomocí experimentů s různými kovy a nastavením dokázali výzkumníci Stanfordu získat produkci metanu v použitelném množství.
Při spalování metanu pochopitelně dochází k produkci oxidu uhličitého. Zde si ale musíme uvědomit, že na počátku celého procesu stály bakterie, které plyn vyprodukovaly z vodíku získaného z vody a oxidu uhličitého z atmosféry. V tomto směru je tedy následné spálení z hlediska uhlíkové stopy neutrální.
Jednou z výhod proti ukládání energie do akumulátorů je skutečnost, že metan může být přeměněn na elektřinu s použitím stávající infrastruktury. Zásadní otázkou tak nyní je efektivita z hlediska nákladů. V tuto chvíli je těžké říci, jestli tento způsob pomůže vyřešit největší výzvu v oblasti obnovitelné energie - problém skladování - ale určitě je to nový přístup.
Výsledky již přilákaly zájem investorů. Díky financím od ministerstva energetiky nyní výzkumníci spolupracují s Lawrence Livermore National Laboratory a Southern California Gas na efektivnějších způsobech získávání metanu z bakterií.
Zdroje: engadget.com, engineering.stanford.edu.
Co říkáte na tento způsob skladování energie?
Protože je pátek, připravili jsme pro Vás další článek k zamyšlení a případné diskuzi.
Pěkný pátek přeji!
Karel Kilián
Jak ukládat přebytečnou energii? Třeba jako metan!
Jedním z největších nedostatků solární a větrné energetiky jsou výkyvy v produkci, způsobené zejména aktuální meteorologickou situací. Pokud je to možné, je vhodné získanou přebytečnou energii ukládat pro období, kdy elektrárna nebude poskytovat potřebný výkon. Vědci nyní přišli s nápadem, jak uložit energii „na horší časy“.
Uvedený problém je markantní zejména v oblastech s dlouhodobými výkyvy v dostupnosti obnovitelných zdrojů. Pokud někde svítí slunce například půl roku, lze energii získanou solárními panely uložit do akumulátorů. Nicméně ty mívají omezenou kapacitu a pokud bychom chtěli uložit energii na překlenutí několika měsíců, museli bychom jich mít velmi mnoho, což by znamenalo vysoké pořizovací náklady.
Z energie na metan
Výzkumníci ze Stanfordské univerzity pracují na levnějších alternativách k bateriím, které jsou postaveny na biologickém základě. Základní myšlenka je ve své podstatě prostá: hodlají použít mikroby, které dokážou přeměnit přebytečnou energii z obnovitelných zdrojů na metan. Z něj by se pak elektrická energie získávala zpět jeho spalováním.
Celý proces je ale o něco složitější, než by se na první pohled mohlo zdát. Vše začíná organismem s latinským názvem Methanococcus maripaludis. Jedná se o metanogen (též methanotvorný či methanprodukující organismus), který produkuje metan (CH4), tedy je schopný metanogeneze.
Metanogeny navazují na anaerobní rozkladné procesy organických látek, jako je celulóza, takže žijí v prostředí, kde tyto reakce probíhají. Typickým příkladem jsou mokřady, mořské sedimenty, ale zejména pak trávicí soustava přežvýkavců a termitů, kde žijí prvoci schopní trávit celulózu.
Tento organismus, zjednodušeně řečeno, spotřebovává vodík a oxid uhličitý a vylučuje metan. První problém, kde vzít vodík, vyřešili vědci tak, že využívají obnovitelné zdroje energie k rozkladu vody na vodík a kyslík. Vodíkové atomy jsou přiváděny k mikrobům, které si k němu ze vzduchu přidají oxid uhličitý a uvolňují metan. Plyn poté může být zachycen a skladován.
Z metanu na energii
Uskladněný metan lze následně použít v situaci, kdy elektrárny, využívající obnovitelné zdroje, nejsou z jakéhokoli důvodu schopné dodávat potřebné množství energie či v době špičkové spotřeby. Plyn se prostě spálí podobným způsobem, jako se spalují fosilní paliva.
Během vývoje byl největší brzdou fakt, že proces výroby metanu byl pro použití v praxi příliš pomalý. Kritickou novinkou v tomto směru bylo použití správných elektrod. Pomocí experimentů s různými kovy a nastavením dokázali výzkumníci Stanfordu získat produkci metanu v použitelném množství.
Při spalování metanu pochopitelně dochází k produkci oxidu uhličitého. Zde si ale musíme uvědomit, že na počátku celého procesu stály bakterie, které plyn vyprodukovaly z vodíku získaného z vody a oxidu uhličitého z atmosféry. V tomto směru je tedy následné spálení z hlediska uhlíkové stopy neutrální.
Jednou z výhod proti ukládání energie do akumulátorů je skutečnost, že metan může být přeměněn na elektřinu s použitím stávající infrastruktury. Zásadní otázkou tak nyní je efektivita z hlediska nákladů. V tuto chvíli je těžké říci, jestli tento způsob pomůže vyřešit největší výzvu v oblasti obnovitelné energie - problém skladování - ale určitě je to nový přístup.
Výsledky již přilákaly zájem investorů. Díky financím od ministerstva energetiky nyní výzkumníci spolupracují s Lawrence Livermore National Laboratory a Southern California Gas na efektivnějších způsobech získávání metanu z bakterií.
Zdroje: engadget.com, engineering.stanford.edu.
Co říkáte na tento způsob skladování energie?
. Mělo by tu výhodu, že by mohli zůstat stávající tepelné elektrárny. Čisté syntetické uhlí je vlastně uměle vyrobený diamant, samotný dost blbě hoří, ale když se spaluje společně s kyslíkem má vynikající výhřevnost a hodně akumulované energie na 1kg.
Asi bys měl chodit dřív spát, nedošla ti Tomášova těžká ironie. 