エアランゲンにあるフラウンホーファー統合システムおよびコンポーネント技術研究所 IISB の白い鋼鉄のコンテナに入ると、少し窮屈です。内部にはテクノロジーが詰まっているからです。ここでは、電気エネルギーを効果的に貯蔵するために使用できる非常に小さなスペースで新しいプロセスが研究されています。
すべての背景: 太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーは、一定量の電力を供給するのではなく、天候に応じて変動します。現時点では、送電網の負担を軽減し、余剰電力を無駄にしないために、研究者らは余剰電力を貯蔵する方法を模索しており、それをできるだけ効果的に、大きな損失なく行うことができる。これは、たとえば揚水発電所で可能ですが、多くのスペースとそれに対応する勾配が必要です。
コンパクトなソリューションとしての化学品保管
もう 1 つの、より省スペースなソリューションは、化学エネルギー貯蔵です。これらのシステムでは、風力や太陽光発電によって生成された電気が一時的に化学エネルギーに変換され、この方法で貯蔵されます。その後再び電気が必要になった場合、この蓄えられたエネルギーは、燃料電池などの電気化学反応を通じて電気に変換されます。
エアランゲンにあるフラウンホーファー IISB の科学者たちは、このようなコンパクトなシステムを構築しました。液体水素キャリアに基づいて電気エネルギーの貯蔵と放出を可能にします。基本コンセプト: 余剰電力で水素が生成され、長期間にわたっても安全かつコンパクトに有機担体に保管されます。後で使用するために、水素は担体材料から放出され、燃料電池を使用して電気エネルギーに変換されます。
特殊なキャリア素材がこれを可能にします
新しいシステムのハイライトは、専門用語で LOHC (液体有機水素キャリア) として知られる、水素を貯蔵するために使用される液体キャリアです。このキャリア材料は、加熱および冷却プロセス用のサーマルオイルとして産業界で長い間使用されてきました。しかし、エアランゲンの研究者らは、この技術にエネルギー貯蔵の大きな可能性があるとも考えています。これは、液体キャリアが化学反応を通じて電解生成された水素を大量に吸収し、後で再び放出する可能性があるためです。
大きな利点は、通常高圧または非常に低い温度を必要とする他の水素貯蔵技術とは異なり、キャリア材料を通常の環境条件下で安全に貯蔵できることです。もう 1 つの利点: LOHC により、クローズド サイクル プロセスでエネルギーの貯蔵と放出を繰り返すことができます。化石燃料とは対照的に、LOHC は消費されませんが、水素の装填と取り出しを繰り返し行うことができます。
小さな工場には十分な電力
エアランゲンのコンテナは現在、約 300 リットルの LOHC を貯蔵できます。これは、水素に貯蔵されたほぼ 600 キロワット時のエネルギーに相当します。これは、小規模な産業会社の数時間分の電力需要をまかなうのに十分です。ただし、追加のタンク コンテナを使用するよりも、蓄えられるエネルギー量を簡単に何倍にも増やすことができます。これは、たとえば、大企業、データセンター、病院にも長期間にわたって供給できることを意味します。
このエネルギー貯蔵システムに関する研究は、世界でも類を見ないものであり、液体水素キャリアに基づく貯蔵システムを局所エネルギーシステムにどのように統合できるかについて重要な洞察を提供します。 「燃料電池システムの試運転により、最初の重要な一歩が踏み出されました。今、次の結果を楽しみにしています」とフラウンホーファー IISB のヨハネス・ガイリング氏は言います。
パイロットプラントは多くの質問に答えるべきです
科学者らは、この新しいシステムを使ってさまざまな疑問を解明したいと考えている。LOHC ベースのエネルギー貯蔵システムは、太陽光発電システムで発生するような変動するエネルギー生産プロセスにどのように対応できるのか?このようなシステムを単一のコンテナにコンパクトに統合するにはどうすればよいでしょうか?そして、そのようなシステムを産業用エネルギーネットワークに効率的に統合するにはどうすればよいでしょうか?
「重要な研究の焦点は、ストレージ システムに最適な動作モードを見つけることです」と Geiling 氏は言います。適切な運用戦略により、LOHC システムは再生可能エネルギーをより緊密に統合することを可能にし、同時に、工業企業、中規模企業、または大規模な複合施設や地区でも供給の安全性を確保し、それによってエネルギーの自己発電レベルを向上させます。十分。
出典: フラウンホーファー協会
