Швейцарский путь к синтетическому метану более надежен и гибок

Синтетические энергоносители являются углеродно-нейтральными и позволяют транспортировать и хранить возобновляемую энергию в долгосрочной перспективе.
Синтетически полученный метан является одним из них, но есть проблема: производство сопряжено с довольно высокими потерями энергии; кроме того, существующие процессы требуют очистки метана.
Чтобы изменить эту ситуацию, в Швейцария Исследователи EMPA разработали новую концепцию реактора, оптимизированную для метанирования, т.е. производства синтетического метана.

Синтетический бензин: будущее мобильности от Porsche eFuel

Производится только то количество СО2, которое ранее было удалено водяным паром из атмосферы.

Успешный энергетический переход требует источников энергии, безопасных для климата; это означает: наименьшие возможные выбросы CO2 (в идеале - отсутствие) во время производства и использования.
Синтетические энергоносители, т.е. получаемые из возобновляемых источников энергии посредством процессов химической конверсии, являются одним из наиболее перспективных вариантов.
При использовании этих энергоносителей образуется только то количество СО2, которое ранее было удалено из атмосферы для их производства.

Швейцария: к климатически нейтральному дорожному движению

Кристиан Бах: «Коллектор, сделанный для нас компанией Climeworks, дочерней компанией Цюрихского политехнического института»

Искусственно произведенный метан попадает в эту категорию.
«Синтетический газ обладает огромным потенциалом, если он производится из атмосферного CO2 и водорода, полученного возобновляемым способом».он объясняет Христиан Бах, заведующий лабораторией технологий автомобильных силовых агрегатовEMPA.
«Однако для производства водорода необходимо иметь много воды и возобновляемой электроэнергии. Поэтому в нашем демонстраторе мобильности мы хотим извлекать не только углекислый газ, но и воду для производства водорода непосредственно из атмосферы с помощью коллектора CO2, изготовленного дочерней компанией из Цюрихский политехнический институт, Климатворкс».
В будущем эти концепции могут быть реализованы в пустынных регионах, где отсутствуют запасы жидкой воды.

Беспрецедентный двигатель сделан в Швейцарии… 8 или 12 раз

В исследованиях Кифера, Николича, Боргшульте и Димопулоса Эггеншвилера нет буквы «Н» на стороне.

Однако производство синтетического метана из водорода и СО2, так называемое метанирование, имеет подводные камни.
На самом деле метан, полученный в результате этого каталитического процесса, все еще содержит водород, что препятствует его прямому попаданию в газовую сеть.
ИсследователиEMPA Флориан Кифер, Марин Николич, Андреас Боргшульте e Панайотис Димопулос Эггеншвилер поэтому они разработали новую концепцию реактора, в которой предотвращается образование водорода на стороне продукта.
Это приводит к более простому управлению технологическим процессом и повышению пригодности для динамической работы, например, для соединения с нестабильно доступными возобновляемыми источниками энергии.
Проект поддерживается кантоном Цюрих, Avenergy Suisse, Migros, Lidl Switzerland, Armasuisse, Swisspower и Советом федеральных технологических институтов.

Google Maps добавляет устойчивые маршруты для поездок на автомобиле

Прямой ввод «неометана» в газовую сеть возможен благодаря адсорбции H2O

Безводородный метан получают в процессе, называемом абсорбционным метанированием.
Идея: вода, образующаяся в ходе реакции, непрерывно адсорбируется на пористом носителе катализатора в процессе метанирования.
Адсорбция, в отличие от абсорбции, представляет собой химико-физическое явление, заключающееся в накоплении одного или нескольких жидких веществ на поверхности конденсата.
Непрерывное удаление воды позволяет получать в виде продукта только метан в чистом виде, что исключает необходимость очистки (предыдущей) смеси продуктов.
В конце реакции каталитический носитель снова высушивается путем снижения давления и готов к следующему реакционному циклу.
«Этот процесс является более гибким и стабильным, чем предыдущие системы, но он также обладает некоторым потенциалом энергосбережения, поскольку мы можем запускать его при более низком давлении и обходиться без отделения водорода и рециркуляции».он объясняет Флориан Кифер, руководитель проекта метанирования с усиленным поглощением в Двигаемся.
«Однако точная оценка энергоэффективности будет возможна только тогда, когда демонстратор заработает на полную мощность».

На шаг ближе к солнечному топливу, полученному… из воздуха

От лаборатории к промышленному предприятию: три года исследований цеолитовых гранул, запатентованных

Флориану Киферу и его команде потребовалось около трех лет, чтобы разработать новую концепцию реактора с гранулами цеолита, которые действуют как пористая подложка для катализатора и одновременно поглощают воду, образующуюся во время реакции метанирования.
Акцент был сделан и на апскейлинге процесса: другими словами, они рассуждали о концепции того, как этот процесс может быть реализован для крупномасштабных заводов.
С этой целью EMPA сотрудничала с несколькими промышленными партнерами.
Время регенерации, то есть время, необходимое для осушения реактора, имеет решающее значение для конструкции реактора и планирования процесса.
Для обеспечения непрерывного производства синтетического метана попеременно должны работать не менее двух реакторов.
Управление теплом также имеет решающее значение для сушки реактора, как за счет отвода тепла из реактора, так и за счет сохранения тепла в слое катализатора.
И команда Флориана Кифера уже подала заявку на патент в этой области.

Сколько будет стоить Швейцария с нулевым выбросом CO2?

Гибкая энергетическая система благодаря синтетическому топливу: его легко хранить и транспортировать

Синтетическое топливо используется в обычных бензиновых, дизельных или газовых автомобилях.
Высокие потери при преобразовании являются основным недостатком синтетического топлива: сегодня около 50 процентов первичной энергии теряется при производстве синтетического топлива из возобновляемой электроэнергии.
В будущем эти потери, вероятно, могут быть снижены до 40-45 процентов.
Экономический анализ показывает, что синтетическое топливо имеет смысл только в тех случаях, когда прямая электрификация невозможна: например, в дальних и тяжеловесных перевозках, грузовых кораблях и самолетах.
Однако, если рассматривать всю энергетическую систему, синтетические виды топлива имеют решающее преимущество: их можно легко транспортировать на большие расстояния, что также позволяет эксплуатировать удаленные возобновляемые источники энергии.
Кроме того, они могут храниться в течение длительного периода времени без каких-либо потерь.
Таким образом, они делают нашу домашнюю систему возобновляемой энергии намного более гибкой.

«Подсолнечная компания» для борьбы с глобальным потеплением