Тепло и подвижность в настоящее время в основном питаются от ископаемых источников. Эксперты считают, что химические источники энергии из возобновляемых источников, таких как биогаз или СНГ (синтетический природный газ), особенно подходят для обеспечения этих секторов энергией устойчивым и экологически чистым способом в будущем. «Химические источники энергии имеют высокую плотность энергии и являются особенно привлекательными для сектора мобильной связи», - подтверждает Феликс Ортлофф, руководитель группы «Технологическая инженерия» в исследовательском центре Немецкой ассоциации газа и воды (DVGW) в Институте Энглера Бунте (EBI) в KIT, Биогазовые установки в основном производят возобновляемый газ путем сбраживания биологических отходов. В странах с интенсивным лесным хозяйством, таких как Финляндия или Швеция, существует большой потенциал для производства СНГ из древесных отходов. Здесь синтез-газ получают путем газификации биомассы, которая по существу состоит из смеси водорода, оксида углерода и диоксида углерода. Эта смесь затем может быть преобразована в высококачественный метан путем метанирования. Исследователи из Института Энглера Бунте в KIT и связанного с ним исследовательского центра DVGW в течение нескольких недель успешно тестировали очень эффективный способ метанизации в Кёпинге, Швеция.
Картинная галерея
Сердцем системы являются носители катализатора в форме сот
В основе установки лежат сотовые носители катализаторов, которые были разработаны в рабочей группе "химико-каталитические процессы" подотдела химической энергии на топливных носителях (EBI ceb) под руководством Зигфрида Баджора и оптимизированы для использования при метанировании. «Металлические никелевые катализаторы превращают водород и монооксид углерода в одностадийный процесс, а при наличии достаточного количества водорода превращают диоксид углерода в метан и воду», - объясняет Зигфрид Баджор.
Пилотная установка, реализованная в конструкции контейнера, была соединена с газификатором биомассы, который поставляет углеродсодержащие газы, необходимые для химической реакции. В этой системе метанационная установка в Карлсруэ надежно превращала синтез-газ в метан в течение нескольких недель. «Шведский проектный партнер Cortus AB очень успешно использовал синтетический метан устойчивого производства в качестве топлива для собственных автомобилей, работающих на природном газе», - сказал Баджор.
Подача газа в европейскую газовую инфраструктуру
«Помимо использования в транспортном средстве, работающем на природном газе, мы видим преимущество генерации метана из химического источника энергии в том, что газ можно подавать в существующую европейскую инфраструктуру природного газа без ограничений», - говорит Феликс Ортлофф из EBI. По мнению исследователей, он уже может заменить ископаемый природный газ во многих существующих применениях.
«Мы видим еще одну область применения этой технологии в контексте энергопотребления», - говорит Ортлофф. Здесь вода расщепляется на водород и кислород с использованием электричества из возобновляемых источников энергии путем электролиза. Затем водород может быть далее переработан в синтетический метан в реакции с диоксидом углерода. В дополнение к снижению нагрузки на электрические сети, исследователи оценили интеграцию биогазовых установок или установок газификации биомассы в концепции преобразования энергии в газ как выгодные. Это может удвоить производственную мощность установок, поскольку углекислый газ, образующийся в любом случае при производстве биогаза, полностью превращается в метан.
Дальнейшее улучшение сотовой метанизации
«Одним из преимуществ нашей пилотной установки является ее компактная конструкция и, следовательно, ее мобильность», - объясняет Ортлофф. «Установленный в грузовом контейнере, он может быть испытан на месте, например, на удаленных биогазовых установках, в сельской местности или в сочетании с другими будущими источниками CO2, такими как различные промышленные процессы», - добавляет он.
После операции в Швеции пилотный завод находится на пути в Карлсруэ. «Система будет интегрирована в инфраструктуру Energy Lab 2.0 в северном кампусе KIT. Одной из целей является дальнейшее улучшение метанирования в сотах и оптимизация катализаторов, среди прочего, для использования на значительно более крупных заводах », - говорит Зигфрид Баджор, отвечающий за научную поддержку пилотной установки. (Ага)