Největší vodíkové úložiště energie na světě je v Německu
Společnost Siemens uvedla do provozu největší elektrolytickou výrobnu vodíku na světě – Energiepark Mainz. Zařízení, které se nachází v německé Mohuči, je unikátní nejen svojí výrobní kapacitou, ale také svojí schopností efektivně zužitkovávat nadbytečnou energii z obnovitelných zdrojů při produkčních špičkách. 
Celý projekt, na kterém se podíleli i odborníci ze společnosti Linde a RheinMainské univerzity, trval tři roky, a jeho realizace vyšla na 17 milionů eur. Energiepark Mainz zahájil provoz v červenci a k výrobě „zeleného“ vodíku používá přebytečnou elektřinu z okolních větrných elektráren.
Výrobna dokáže během pouhých několika sekund od zaznamenání zvýšené produkce elektřiny pojmout výkon až 6 MW, což z ní činí největší zařízení svého druhu na světě.
SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY
Toyota v Japonsku zkouší vodíkový autobus
Předpokládaná produkce vodíku je 200 tun ročně. Takovéto množství plynu by například postačilo pro až 2 000 českých řidičů na celý rok (tuzemští motoristé ročně nejčastěji ujedou mezi deseti a dvaceti tisíci kilometry).
Vodík vyrobený v Energieparku Mainz je využíván v průmyslu, je dopravován do vodíkových čerpacích stanic nebo je přidáván do stávající infrastruktury zemního plynu. Pod elektrotechnickým řešením projektu je podepsána společnost Siemens, za čištění, kondenzaci a uskladnění vodíku zodpovídá firma Linde. Vědeckou záštitu poskytla RheinMainská univerzita.
Srdcem zařízení je vysokotlaký elektrolyzér se speciální membránou propustnou výhradně pro protony, tedy ionty vodíku. Tato tzv. protonově výměnná membrána (zkráceně „PEM“ z anglického „proton exchange membrane“) vytváří přepážku mezi dvěma elektrodami, na nichž dochází k elektrickému rozkladu vody.
Po rozpadu vody u kladné elektrody je kladně nabitý vodíkový iont odveden skrz membránu k záporné elektrodě, kde vznikají dvouatomové molekuly plynného vodíku. Takto vzniklý plyn je pak dále odváděn do zásobníků, přičemž tlak plynu vystupujícího z elektrolyzéru dosahuje až 35 barů a pro další zpracování už tedy nepotřebuje další stlačování.
Mezi hlavní výhody membrány typu PEM však patří zejména její schopnost vést relativně velké množství elektrického proudu na jednotku plochy.
Všemocný vodík
Vyrobený vodík představuje surovinu s obrovským potenciálem pro celou řadu aplikací – ostatně se ho na celém světě spotřebuje každý rok těžko představitelných 500 bilionů metrů krychlových.
Přibližně 95 % z tohoto množství je však vyrobeno z uhlovodíkových plynů; elektrolýza, jejímž vstupním materiálem je pouze voda, tak představuje zajímavou alternativu.
Spotřeba vody je navíc překvapivě malá – pro uložení energie vyrobené jednou větrnou turbínou, což činí v průměru zhruba 4 GWh, ve formě vodíku, je potřeba pouhých 700 metrů krychlových vody, tedy zhruba tolik, kolik za rok spotřebuje pět domácností.
Vodík může být zpětně využit k výrobě elektřiny, elektrolýza vody tak slouží v podstatě jako další z možných způsobů pro uskladnění nadbytečné elektřiny při krátkodobých fluktuacích. Reakcí vodíku s CO2 lze vyrábět metan, hlavní složku zemního plynu, který může být dále zužitkován k vytápění, jako palivo do automobilů atd.
Vodík ovšem neslouží pouze jako palivo, ale hlavně jako důležitá surovina pro chemický průmysl. Reakcí s oxidem uhličitým za jiných podmínek lze vyrábět oxid uhelnatý (CO), hojně používaný zejména v organické chemii pro výrobu komplexnějších molekul (například metanolu, fosgenu atd.), s vodou jakožto vedlejším produktem. S využitím jiných katalyzátorů lze pak obdobným způsobem vyrábět i kyselinu mravenčí.
JEŠTĚ ŽE JE TO 500km DALEKO OD ČR ;)
Jinak by se to tu někdo pokusil zašlapat, ostatně v tom máme bohatou zkušenost. Od lokomotiv a souprav metra až po celá města (Etarea).
Nedávno si někdo někde stažoval že všechny naše vynálezy jdou do zahraničí, aby také ne když tu jsou lidé závistiví a úspěch neodpouští.
„Jinak by se to tu někdo pokusil zašlapat…“ Jinak bychom zkrachovali. Nemusíme se po německu opičit ve všem. Ten bilión vyhozený na oze parodie na elektrárny stačil.
Ano tak se nebudeme opičit a nebudeme se pokoušet o nic nového a budeme jen montovnou. V první řadě je nutné říct že toto je výzkumné zařízení, při nejhorším demonstrační, jehož cena je v přepočtu na koruny asi 480 milionů. Ano opravdu něco na čem zkrachujeme. Dovolím si hádat že na licencích vydělají mnohem více.
slideplayer.cz/slide/1931378/
Ukažte mi ten bilion, i nejhorší případ který je zmíněn na snímku 17 je i v nejhorším případě uvedeno asi 800 mld/20 let, se současným pak 367mld za 20 let, ten bilion je pak opravdu asi zě těch 50-60 let.
Jenže hážete do koše technologii pro špatně napsaný zákon, zkuste si projet tuto kalkulačku: ceska-solarni.cz/kalkulacka2011.php#
Odhadovaná cena 1kWp elektrárny je asi 39 000 Kč, ročně by měla v nejhorším případě vyrobit 950 kWh, to v prvním roce odpovída asi 41Kč za kWh, po desetil tech tato cena klesá na 4,1Kč a po 15 letech pak na 2,73Kč a po 20, což je životnost, což je jen pokles výkonu na definovanou mez, je cena 1kW 2,05Kč.
Kdybych vzal cenu asi 60 000Kč, což je nejvyšší, kterou jsem našel za 1kW elektrárnu, je to pak asi 63Kč/kWh v prvním roce, po deseti je to 6,3Kč a po dvaceti letech je to 3.15 Kč. A to se bavíme o tom nejdražším zdroji dostupném u nás. V zákoně byla definována návratnost 15 let, pak jsou to asi 4,2Kč/kWh, zákony na toto jsou u nás špatně napsány. Nebo ano ať je výkupní cena 12Kč, ale ať se redefinuje návratnost na 6 let a po zbytek doby ať se prodává dle ceny na burze, nebo nějaké minimální, třeba 1Kč/kWh.
U velkých instalací by cena na kW ještě klesla, je to asi ten nejrychleji instalovatelný zdroj energie, kde od začátku projektu to vezme pouze několik měsíců, když jde všechno dobře, do prvních dodaných kW. O výstavbě jaderné elektrárny se jenom mluví už asi tři roky, pak bude minimálně čtyři roky trvat projektová dokumentace, pak řízení několik let a pak několik let stavba, takže minimálně 15 let. Za stejnou dobu lze instalovat asi 15GW FVE o přibližně stejné produkci jako dva bloky jaderné elektrárny, přičemž cena je jen asi 3x vyšší.
Ovšem zde je jeden podstatný rozdíl. Zatímco JE je jedna obrovská investice, většinou se státní účastí, v Evropě si nikdo na vlastní podnikatelské riziko velkou jaderku netroufne stavět, do FVE, VTE a ostatních OZE může investovat v podstatě kdokliv. 40-60 tisíc jsou částky, které si může dovolit, buď je má, nebo si je může půjčit, skoro každý v republice. To znamená že, pokud i odečteme asi 2 miliony lidí pro různé důvody, je možné instalovat 8 milionů kW, tedy 8GW, které budou vlastnit lidé.
Ano, tak to je. Děkuji, že to také někdo jiný tak chápe. K té JE si ještě připočtěte navýšení, bude tam nějaký koeficient. Temelín stál zhruba 2x tolik, než kolik byla projektovaná cena a to i po odečtení inflace a stavěla to mnohem déle (19let i s přípravnými pracemi). Projektovaná cena: 60 mld, konečná cena: cca 120 mld. (nedá se přesně dohledat cena po dostavbě 2002). http://www.vlada.cz/cz/clenove-vlady/historie-minulych-vlad/!-zaverecna-zprava-dostavby-jaderne-elektrarny-temelin-2119/
to: Solárník
Přesto existuje, nebo existovala povinnost elektrárenských firem tuto energii vykoupit. Toto co je v tom zákonu je zhovadilost nejhrubšího zrna. Ale jak jsem psal není možné se omezovat při totmot na tento smradlavý a zahnívající rybník v naprosto zmateném a bláznivém okolí Evropy.
Z velmoci jsme se díky politikům a reakci veřejnosti stali outsidery. Byla doba kdy jsme měli nejvyšší počet wattů na osobu ve FVE. Popravdě mne fascinuje na jednu stranu obrovská dávka kritického myšlení vůči OZE a na druhou nekritické přijímání devastačních řešení od politiků.
Problém bude v tom že lze s cenou z OZE jít jen na jistou minimální úroveň, po jejím pdokročení se nevyplatí a investice skončí. Na druhou stranu životnost nekterých částí elektráren může být vyšší než se obecně předpokládá.
Pokud ale máme mít většinu, ne-li všechnu elektřinu (náhrada veškeré energie by byl ještě smělejší cíl) z OZE, pak se dá jen v velmi malou pravdpodobností počítat s tím že by cena ve skutečnosti šla do záporných čísel. Proto je lepší počítat s plnou výkupní cenou. Pokud by byla účinnost elektrolýzi 70% a následnoho spálení v PPE asi 55%, pajem na 38%, tedy cena z této zálohy by musela být minimálně 3-4x vyšší než ta za kterou byla elektřina odkoupena z OZE.
Nějaké velké přesuny elektřiny se také nedají předpokládat, u nás tomu efektivně brání vláda podoporou výstavyb jaderné elektrárny, místo přenosových vedení a akumulačních kapacit. (to že se neúčtuje proud podle toho jaká byla cena na burze je věc druhá, to vyžaduje složitejší infrastrukturu, kterou si musí udělat elektrárenské společnosti) Ve zybtku světa problémy s výstavou bových vedení, většinou se volí HVDC aniž by byla zhodnocena možnost nízkofrekvenčního (zde pord 50Hz)střídavého přenosu. Nejideálnější na realizaci něčeho takového je ale oblast mezi Čínou Japonskem a Koreou.
Dopsa, nevyplnil jsem nick.
Žádné investice nekončí. Nestíháme a hledáme další zaměstnance.
Pokud se týče ceny zařízení a ceny elektřiny. Podívejte se ta to tak, že to není generátor elektřiny, ale prvek, který s určitými ztrátami slouží ke stabilizaci sítě. Ztráty jsou při přenosu, při odpojování elektráren v případě přebytku, atd. Navýšení ceny se rozpustí v ceně podobně jako ztráty při distribuci na delší vzdálenosti. Dále, tohle není status quo navždy, cena zařízení půjde dolů, účinnost nahoru, jsem o tom přesvědčený. Teoretická účinnost je velmi vysoká, klidně by to mohlo pracovat s účinností 80-90%. https://www.cez.cz/edee/content/file/vzdelavani/palivove-clanky.pdf
Pokud budou zdroje schopny i za ne zrovna příznivých podmínek dodat dostatek energie a toto bude sloužit jen pro vyrovnávání akutích případů a podíl elektřiny z těchto záloh nebde významný, tedy jen jednotky procent, pak se to na ceně příliš nemusí projevit.
Pokud se to ale používat pro dlouhodobé skladování velkých množství energie, pak by se to mohlo cenově projevit poměrně dost, pokud by nebyla energie pro výrobu vodíku dostatečně levná.
Tak tohle je další hozená rukavice sýčkům prorokujícím nemožnost regulovat OZE a kritizujícím Smart Grids jako prázdný pojem.
Za 17 mil eur mohli mít 77 MWh baterii Tesla Powerpack s regulačním rozsahem -15 MW až +15 MW. Další praktická ukázka nesmyslnosti vodíku pro ukládání energie.
Přečtěte si pořádně článek. Vodík je potřeba a tohle bude jednoznačně do budoucna jednoznačně nejlevnější způsob. Cena výrobní jednotky, pokud se osvědčí a bude víc instalací, půjde dolů.
Pokud je to chemická fabrika, tak ať tomu neříkají „ukládání energie“. Mě na tom dráždí právě ta pokoutná snaha označovat výrobu vodíku jako efektivní způsob ukládání elektřiny.
Ano, zatím je to drahé a zřejmě se to nebude vyplácet. Ale tohle je pilotní projekt. Tam jde hlavně o to, získat zkušenosti, ověřit proveditelnost a získat další potřebné údaje, například o životnosti ap. Komerční využití může přijít rychleji nebo později, ale buď te si jistý, že komerční řešení bude mít cenu jinde.
Jaké je účinnost tohoto procesu? Je vyšší než 40%? bylo by třeba aby byla kolem 60% až 80% aby to mělo smysl jako skladování elektřiny, mnohem lepší by byly baterie s vysokými nabíjecími proudy, které by mohly sloužit podobně.
Na druhou stranu pokud se bavíme o tom že by zde byl nadbytek skutečně levné energie z OZE, tak by mohla produkce dlouhodobě uložit v méně problematickém porduktu – oxidu uhelnatém, hlavní to složce svítiplynu. Tento by se pak mohl používat pro průmyslové účely jako pohon záložních generátorů apod.
Ucinnost :) ?
Celý cyklus od vody do metanu má 86%, tedy víc než přečerpávací elektrárny. Pokud se zůstane u vodíku a nebude pokračovat dále k metanu tak potom je účinnost větší, ale metan se lépe skladuje a má větší využití.
Účinnost ale nehraje velkou roli, protože to funguje na odpadní přebytečnou energii jejíž cena je zpravidla záporná a za větší spotřebu dostanou více zaplaceno :-) + systémové služby.
Srovnání s přečerpávací elektrárnou je nesmysl, protože do těch vašich 86% nemáte započítanou přeměnu vodíku (nebo metanu) zpátky na elektřinu. Pak by to padlo někam k 25%. A účinnost hraje vždy samozřejmě velkou roli. Obnovitelné zdroje se přece staví proto, aby vydělávaly peníze, ne na okrasu.
Už dávno nestavíme FVE pro výdělek peněz, oficiálně od 1.1.204 kdy byla zrušená „podpora“ a současná „podpora“ má zápornou hodnotu a ani nelze odmítnout. Takže se „prodávat“ do sítě nevyplatí a přebytky energie likvidujeme v odporech a sudech s vodou. Pokud by produktem likvidace přebytečné energie byl metan, benzín nebo nafta byl by to jen + i kdyby byla účinnost 1%.
http://archiv.ihned.cz/c1-64501140-nafta-z-vody-a-vzduchu
oprava: 1.1.2014
Nemůžete srovnávat tady naši zemi, kde zase začíná zítra znamenat předevčírem, ve světě se budují nové velké instalace OZE, ty budou potřebovat efektivní zálohu, pokud mjí kdy nahradit fosilní paliva.
Navíc v mnoha případech je podpora vytvořena tak že se plaí za všechnu energii, kterou OZE vyrobí, pevná cena. Buď by se musel změnit model financování, nebo se musí počítat s tím, jaká bude cena elektřiny za záložních zdrojů.
Ideální by bylo kdyby bylo možné odebírat elektřinu podle aktuální ceny, to by mohlo lidi vést k efektivnějšímu využívání elektřiny.
Carlos:
„Navíc v mnoha případech je podpora vytvořena tak že se plaí za všechnu energii, kterou OZE vyrobí, pevná cena.“
Žádná podpora se v případě OZE nevyplácí v době záporné ceny při prodeji veškeré energie do sítě a za dodávku elektřiny se v této době platí. Toto platí i v Německu.
viz. zákon č. 165/2012 Sb, § 11, odstavec 9 a 10.
http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/obnovitelne-zdroje/podpora-oze/aktuality/6.html
Od 1.1.2014 je „podpora“ pro nové zdroje záporná vždy i když je cena elektřiny kladná :-)
Jenže ten vodík a metan nepoužívají jen na zpětnou výrobu elektřiny, ale i jako chemickou surovinu a palivo. Takže se účinnosti nedopočítáte.
„Účinnost?“ Účinnost bude mizerná, ale to zdaleka není hlavní problém takových to zařízení. Hlavní problémy jsou jak skladovat velká množství vodíku a pak samozřejmě cena. Zavádět něco takového ve velkém je jednoduchá a rychlá cesta jak zkrachovat.
Podle článku https://en.wikipedia.org/wiki/Power_to_gas by měla vycházet účinost i při zpětném převodu na elektřinu na 34–44 % (v případě efektivního využití odpadního tepla (48–62 %). To podle mě nejsou vůbec špatná čísla.
To vskutku ne, právě naopak jedná se o čísla velmi pěkná, pokud úvážíme účinnost nejlepších parních cyklů, která je 42%, či spalovacích motorů s účinností 35% (zhruba) U parolynu je tato účinnost asi 60% stejně jako u palivových článků, uvidíme co z toho bude nejlepší pro kombinaci s výrobou vodíku.
Round-trip účinnost li-ion baterií je >92%, takže vodík ne-e.
Nevím, jak jste k tomu číslu došel. Paroplynové turbínové elektrárny mají jednu z nejvyšších účinností z klasických tepelných elektráren díky dvoustupňovému systému, až něco kolem 70%, teoreticky by to mohlo být ještě lepší. Stacionární Fuel Cell články (jiné typy než jsou v autech) jsou na tom také dobře, také kolem 60-80%. Teoretická účinnost se blíží 100% (například u zemního plynu je to neuvěřitelných 99,8%). Naopak nevěřím Solárníkovi, že účinnost přeměny H2O -> CH4 je tak vysoká, elektrolýza ano, tam je účinnost opravdu hodně vysoká, ale výroba CH4 zatím tak efektivní není.