Švýcarská cesta k syntetickému metanu je pevnější a flexibilnější

Syntetické nosiče energie jsou uhlíkově neutrální a díky nim je obnovitelná energie dlouhodobě přenosná a skladovatelná.
Synteticky vyráběný metan je jedním z nich, ale existuje problém: výroba zahrnuje poměrně vysoké energetické ztráty; stávající procesy navíc vyžadují čištění metanu.
Chcete-li tuto situaci změnit, v Švýcarsko Výzkumníci z EMPA vyvinuli nový koncept reaktoru optimalizovaný pro metanizaci, tedy generování syntetického metanu.

Syntetický benzín: budoucnost mobility od Porsche eFuel

Produkuje se pouze množství CO2, které bylo předtím odstraněno vodní párou z atmosféry

Úspěšný energetický přechod vyžaduje zdroje energie, které jsou šetrné ke klimatu; to znamená: co nejmenší emise CO2 (ideálně žádné) během výroby a používání.
Syntetické nosiče energie, tedy ty, které se získávají z obnovitelné energie pomocí procesů chemické přeměny, jsou jednou z nejslibnějších možností.
Využitím těchto nosičů energie vzniká pouze takové množství CO2, které bylo dříve odstraněno z atmosféry pro jejich výrobu.

Švýcarsko: Směrem ke klimaticky neutrální silniční dopravě

Christian Bach: „Rozdělovač vyrobený pro nás společností Climeworks, vedlejším produktem polytechniky v Zurichu“

Do této kategorie spadá uměle vyrobený metan.
„Syntetický plyn nabízí obrovský potenciál, pokud se vyrábí z atmosférického CO2 a vodíku generovaného obnovitelným způsobem“, vysvětluje Christian Bach, vedoucí laboratoře Automotive Powertrain Technologies of theEMPA.
„Pro výrobu vodíku je však potřeba mít hodně vody a obnovitelné elektřiny. V našem demonstrátoru mobility chceme proto přímo z atmosféry těžit nejen oxid uhličitý, ale i vodu pro výrobu vodíku pomocí sběrače CO2 vyrobeného odštěpnou společností z r. Polytechnika v Curychu, The Climateworks”.
V budoucnu by tyto koncepty mohly být implementovány v pouštních oblastech, které postrádají zásoby tekuté vody.

Bezprecedentní motor je vyroben ve Švýcarsku… 8krát nebo 12krát

Žádné "H" na straně vyrobené ve studiích Kiefer, Nikolic, Borgschulte a Dimopoulos Eggenschwiler

Výroba syntetického metanu z vodíku a CO2, tzv. metanizace, má však úskalí.
Ve skutečnosti metan vyrobený tímto katalytickým procesem stále obsahuje vodík, což brání jeho přímému zavedení do plynárenské sítě.
I ricercatori dell 'EMPA Florian Kiefer, Marin Nikolič, Andreas Borgschulte e Panayotis Dimopoulos Eggenschwiler vyvinuli proto nový koncept reaktoru, ve kterém je zabráněno tvorbě vodíku na straně produktu.
To vede k jednoduššímu řízení procesu a zvýšené vhodnosti pro dynamický provoz, např. pro spojení s nestabilně dostupnými obnovitelnými energiemi.
Projekt je podporován kantonem Curych, Avenergy Suisse, Migros, Lidl Switzerland, Armasuisse, Swisspower a Federální radou technologických institutů.

Mapy Google přidávají udržitelné trasy, které lze provozovat autem

Přímé zavedení „neomethanu“ do plynárenské sítě je možné díky adsorpci H2O

Metan bez vodíku se vyrábí procesem zvaným absorpční methanace.
Myšlenka: voda produkovaná během reakce je kontinuálně adsorbována na porézní nosič katalyzátoru během methanace.
Adsorpce, odlišná od absorpce, je chemicko-fyzikální jev, který spočívá v akumulaci jedné nebo více tekutých látek na povrchu kondenzátu.
Kontinuální odstraňování vody umožňuje získat pouze metan jako produkt v čisté formě, čímž se eliminuje potřeba čistit (předchozí) směs produktů.
Na konci reakce se katalytický nosičový materiál opět vysuší snížením tlaku a je připraven pro další reakční cyklus.
"Tento proces je flexibilnější a stabilnější než předchozí systémy, ale má také určitý potenciál úspory energie, protože jej můžeme provozovat při nižším tlaku a obejít se bez separace a recirkulace vodíku.", vysvětluje Florian Kiefer, vedoucí projektu pro vychytávání-enhanced metanation at Pohyb.
"Přesné posouzení energetické účinnosti však bude možné pouze tehdy, když bude demonstrátor v plném provozu."

O krok blíže k solárním palivům vyráběným... ze vzduchu

Z laboratoře do průmyslového závodu: tři roky výzkumu se zeolitovými peletami zakončené patentem

Florianu Kieferovi a jeho týmu trvalo asi tři roky, než vyvinuli nový koncept reaktoru se zeolitovými peletami, které fungují jako porézní nosič pro katalyzátor a současně absorbují vodu produkovanou během methanační reakce.
Zaměřili se také na upscaling procesu: jinými slovy, uvažovali o konceptu, jak lze tento proces implementovat pro velké závody.
Za tímto účelem EMPA spolupracovala s několika průmyslovými partnery.
Doba regenerace, tj. doba potřebná k vysušení reaktoru, je rozhodující pro návrh reaktoru a plánování procesu.
Aby byla zajištěna kontinuální výroba syntetického metanu, musí střídavě pracovat alespoň dva reaktory.
Tepelné řízení je také rozhodující pro sušení reaktoru, a to jak odebíráním tepla z reaktoru, tak i ukládáním tepla v loži katalyzátoru.
A tým Floriana Kiefera už v této oblasti podal patent.

Jaké budou náklady na CO2 neutrální Švýcarsko?

Flexibilní energetický systém díky syntetickým palivům: snadno se skladují a přepravují

Syntetická paliva se používají v běžných benzinových, naftových nebo plynových vozidlech.
Vysoké konverzní ztráty jsou hlavní nevýhodou synpaliv: Dnes se při výrobě syntetických paliv z obnovitelné elektřiny ztrácí asi 50 procent primární energie.
V budoucnu lze tyto ztráty pravděpodobně snížit na 40-45 procent.
Ekonomické analýzy ukazují, že synfuel má smysl pouze v případech, kdy přímá elektrifikace není možná: například v dálkové a těžké nákladní dopravě, nákladních lodích a letadlech.
Pokud však vezmeme v úvahu celý energetický systém, mají syntetická paliva rozhodující výhodu: lze je snadno přepravovat na velké vzdálenosti, což také umožňuje využití vzdálených obnovitelných zdrojů energie.
Navíc je lze skladovat po dlouhou dobu bez jakékoli ztráty.
Tímto způsobem činí náš domácí systém obnovitelné energie mnohem flexibilnější.

„Slunečnicová společnost“ pro boj s globálním oteplováním