Švicarski put do sintetičkog metana čvršći je i fleksibilniji

Sintetski nosači energije neutralni su ugljik i čine obnovljivu energiju prenosivom i dugoročno pohranjivom.
Sintetski proizveden metan je jedan od njih, ali postoji problem: proizvodnja uključuje prilično velike gubitke energije; nadalje, postojeći procesi zahtijevaju pročišćavanje metana.
Kako bi promijenili ovu situaciju, u Švajcarska Istraživači EMPA-e razvili su novi koncept reaktora optimiziran za metanaciju, odnosno stvaranje sintetskog metana.

Sintetički benzin: budućnost mobilnosti iz Porsche eFuel

Proizvodi se samo ona količina CO2 koju je vodena para prethodno uklonila iz atmosfere

Uspješna energetska tranzicija zahtijeva izvore energije koji su prihvatljivi za klimu; to znači: najmanja moguća emisija CO2 (idealno nikakva), tijekom proizvodnje i uporabe.
Sintetski nositelji energije, tj. oni dobiveni iz obnovljivih izvora energije kemijskim procesima pretvorbe, jedna su od najperspektivnijih opcija.
Korištenjem ovih energenata proizvodi se samo ona količina CO2 koja je prethodno uklonjena iz atmosfere za njihovu proizvodnju.

Švicarska: prema klimatski neutralnom cestovnom prometu

Christian Bach: "Razdjelnik koji je za nas napravio Climeworks, spin-off Politehnike u Zurichu"

Umjetno proizvedeni metan spada u ovu kategoriju.
“Sintetski plin nudi ogroman potencijal ako se proizvodi iz atmosferskog CO2 i vodika generiranog na obnovljiv način.”objašnjava Christian Bach, voditelj laboratorija Automotive Powertrain TechnologiesEMPA.
“Međutim, za proizvodnju vodika potrebno je imati puno vode i obnovljive električne energije. U našem demonstratoru mobilnosti stoga želimo ekstrahirati ne samo ugljični dioksid, već i vodu za proizvodnju vodika izravno iz atmosfere uz pomoć kolektora CO2 kojeg je izradila tvrtka spin-off iz Politehnika u Zurichu, Climateworks”.
U budućnosti bi se ovi koncepti mogli primijeniti u pustinjskim regijama kojima nedostaju tekuće vodene rezerve.

Motor bez presedana proizveden je u Švicarskoj... 8 ili 12 puta

Nema "H" na strani proizvedenoj u studijama Kiefera, Nikolića, Borgschultea i Dimopoulosa Eggenschwilera

Međutim, proizvodnja sintetskog metana iz vodika i CO2, takozvana metanacija, ima zamke.
Zapravo, metan proizveden ovim katalitičkim procesom još uvijek sadrži vodik, što sprječava njegovo izravno uvođenje u plinsku mrežu.
Ja bogatiji dell 'EMPA Florian Kiefer, Marin Nikolić, Andreas Borgschulte e Panayotis Dimopoulos Eggenschwiler stoga su razvili novi koncept reaktora, u kojem je spriječeno stvaranje vodika na strani proizvoda.
To dovodi do jednostavnije kontrole procesa i povećane prikladnosti za dinamički rad, npr. za spajanje s nestabilno dostupnim obnovljivim energijama.
Projekt podupiru Kanton Zürich, Avenergy Suisse, Migros, Lidl Switzerland, Armasuisse, Swisspower i Federal Institutes of Technology Council.

Google karte dodaju održive rute za vožnju automobilom

Izravno uvođenje "neometana" u plinsku mrežu moguće je zahvaljujući adsorpciji H2O

Metan bez vodika proizvodi se postupkom koji se naziva apsorpcijsko metaniranje.
Ideja: voda proizvedena tijekom reakcije kontinuirano se adsorbira na poroznom nosaču katalizatora tijekom metanacije.
Adsorpcija je, za razliku od apsorpcije, kemijsko-fizička pojava koja se sastoji u nakupljanju jedne ili više tekućih tvari na površini kondenzata.
Kontinuirano uklanjanje vode omogućuje da se dobije samo metan kao proizvod, u čistom obliku, čime se eliminira potreba za pročišćavanjem (prethodne) smjese proizvoda.
Na kraju reakcije katalitički potporni materijal se ponovno suši snižavanjem tlaka i spreman je za sljedeći reakcijski ciklus.
"Ovaj je proces fleksibilniji i stabilniji od prethodnih sustava, ali također ima određeni potencijal za uštedu energije jer ga možemo izvoditi pri nižem tlaku i bez odvajanja i recirkulacije vodika."objašnjava Florian Kiefer, voditelj projekta za metanaciju pojačanu apsorpcijom Potez.
"Međutim, precizna procjena energetske učinkovitosti bit će moguća tek kada demonstrator bude u punom pogonu."

Korak bliže solarnim gorivima proizvedenim… iz zraka

Od laboratorija do industrijskog pogona: tri godine istraživanja sa zeolitnim kuglicama zaključeno patentom

Florianu Kieferu i njegovom timu trebalo je oko tri godine da razviju novi koncept reaktora sa zeolitnim kuglicama koje djeluju kao porozna podloga za katalizator i istovremeno apsorbiraju vodu koja nastaje tijekom reakcije metanacije.
Fokus je također bio na nadogradnji procesa: drugim riječima, razmišljali su o konceptu kako se ovaj proces može implementirati za velika postrojenja.
U tu je svrhu EMPA surađivala s nekoliko industrijskih partnera.
Vrijeme regeneracije, tj. vrijeme potrebno za isušivanje reaktora, ključno je za dizajn reaktora i planiranje procesa.
Da bi se osigurala kontinuirana proizvodnja sintetskog metana, najmanje dva reaktora moraju raditi naizmjenično.
Upravljanje toplinom također je ključno za sušenje reaktora, kako uklanjanjem topline iz reaktora tako i skladištenjem topline unutar sloja katalizatora.
A tim Floriana Kiefera već je prijavio patent u ovom području.

Kolika će biti cijena CO2 neutralne Švicarske?

Fleksibilan energetski sustav zahvaljujući sintetičkim gorivima: lako ih je skladištiti i transportirati

Sintetička goriva koriste se u konvencionalnim vozilima na benzin, dizel ili plin.
Veliki gubici pretvorbe glavni su nedostatak sintetičkih goriva: danas se oko 50 posto primarne energije gubi tijekom proizvodnje sintetičkih goriva iz obnovljive električne energije.
U budućnosti bi se ti gubici vjerojatno mogli smanjiti na 40-45 posto.
Ekonomske analize pokazuju da sintetička goriva imaju smisla samo u slučajevima kada izravna elektrifikacija nije moguća: na primjer, u transportu na velikim udaljenostima i teškim robama, teretnim brodovima i zrakoplovima.
No, ako se promatra cjelokupni energetski sustav, sintetička goriva imaju odlučujuću prednost: mogu se lako transportirati na velike udaljenosti, što omogućuje i iskorištavanje udaljenih obnovljivih izvora energije.
Nadalje, mogu se skladištiti dulje vrijeme bez ikakvih gubitaka.
Na taj način oni naš kućni sustav obnovljive energije čine mnogo fleksibilnijim.

“Tvrtka suncokret” za borbu protiv globalnog zatopljenja