science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Voeg gewoon water toe:Zoutbatterij kan helpen bij het gebruik van hernieuwbare energie

Een schoorsteen blaast woensdag stoom uit de thermische centrale van Reuter West in Berlijn. 24 april 2019. Het energiebedrijf, samen met een Zweedse start-up, test het gebruik van zout om warmte op te slaan, die goed is voor meer dan de helft van het stroomverbruik in Duitsland. (AP-foto's / Frank Jordans)

Te midden van het geroezemoes en de hitte van de Berlijnse thermische krachtcentrale Reuter staat een glanzend apparaat dat niet op zijn plaats lijkt in de decennia-oude machinehal.

Zijn zilveren pijpen en vaten bevatten een stof die Vattenfall, de exploitant van de fabriek, zegt dat het een belangrijk ingrediënt kan worden voor een toekomst zonder fossiele brandstoffen.

Het energiebedrijf, samen met een Zweedse start-up, test het gebruik van zout - hoewel niet helemaal de gebruikelijke tafelvariëteit - om warmte op te slaan, die goed is voor meer dan de helft van het stroomverbruik in Duitsland.

Als het goed werkt, het systeem zou kunnen helpen bij het oplossen van een probleem dat wordt veroorzaakt door hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zonne-energie over de hele wereld:ze zijn onbetrouwbaar, wat betekent dat ze soms te veel genereren, en soms te weinig vermogen.

"Duitsland heeft momenteel voldoende geïnstalleerde capaciteit voor hernieuwbare energie om twee keer zoveel te produceren als nodig is, het is gewoon niet constant, " zegt Hendrik Roeglin, die toezicht houdt op het zoutopslagproject voor Vattenfall. Rivaliserend nutsbedrijf E.ON heeft onlangs berekend dat zonne- en windenergie op Paasmaandag tot 52 gigawattuur elektriciteit opwekte tijdens piekuren met daglicht. Het energieverbruik van Duitsland bedroeg destijds slechts 49,5 gigawattuur.

"Met veel faciliteiten zoals deze, in theorie zou je geen back-ups van gas of andere fossiele brandstoffen nodig hebben, ’ zei Roeglin.

Nucleair uitfaseren, kolen en gas is een ambitieuze onderneming voor een sterk geïndustrialiseerd land als Duitsland. De regering heeft een deadline gesteld om alle kerncentrales van het land tegen 2022 te sluiten en tegen 2038 te stoppen met het verbranden van kolen voor elektriciteit; gas zal een noodoplossing zijn totdat ergens rond het midden van de eeuw een manier wordt gevonden om volledig op hernieuwbare technologie te vertrouwen.

Het plan, bekend als de Energiewende, of energietransitie, wordt nauwlettend in de gaten gehouden door andere landen die proberen uit te vinden hoe de uitstoot van broeikasgassen kan worden teruggedrongen en om te voldoen aan het klimaatakkoord van Parijs dat tot doel heeft de opwarming van de aarde ruim onder de 2 graden Celsius (3,6 Fahrenheit) te houden.

Deskundigen zijn het erover eens dat een reeks technologische oplossingen nodig zal zijn om fossiele brandstoffen te vervangen, sommige bestaan ​​al en sommige bevinden zich nog in de experimentele fase. De in Californië gevestigde autofabrikant Tesla heeft in Australië al laten zien dat het grote lithium-ionbatterijsystemen kan leveren om elektriciteitsnetten te stabiliseren.

Personeel kijkt woensdag naar een experimentele op zout gebaseerde warmteopslagfaciliteit in de thermische centrale van Reuter in Berlijn, 24 april 2019. Het energiebedrijf, samen met een Zweedse start-up, test het gebruik van zout om warmte op te slaan, die goed is voor meer dan de helft van het stroomverbruik in Duitsland. (AP-foto's / Frank Jordans)

In de Reuter-centrale in Berlijn, die 600 levert, 000 huishoudens in de hoofdstad met warmte, de oplossing bevat nu calciumoxide, ook wel ongebluste kalk genoemd. Vattenfall en de Zweedse start-up SaltX hebben gebruik gemaakt van een eenvoudige chemische reactie die optreedt wanneer ongebluste kalk nat wordt:de zoutachtige korrels nemen het water op, calciumhydroxide worden en daarbij grote hoeveelheden warmte vrijgeven. Door het water er weer uit te halen - een proces dat niet verschilt van bakken - verandert de stof weer in calciumoxide.

Het proces weerspiegelt in wezen hoe batterijen werken, behalve dat in plaats van elektriciteit, het systeem slaat warmte op. SaltX zegt dat het ook een manier heeft gepatenteerd om de ongebluste kalk te bedekken met kleine deeltjes - bekend als een nanocoating - om te voorkomen dat het samenklontert na verschillende verwarmings- en afkoelcycli.

Roeglin zegt dat het proces tien keer meer energie kan absorberen dan water, die momenteel wordt gebruikt voor power-to-heat-installaties. En in tegenstelling tot tanks met warm water, die na verloop van tijd langzaam afkoelen, het systeem kan de chemisch opgesloten energie veel langer vasthouden. Warmte nodig? Alleen water toevoegen.

Het proefproject in Berlijn kan momenteel genoeg energie opslaan om zo'n 100 grote huizen te verwarmen. Maar SaltX zegt dat de faciliteit gemakkelijk kan worden opgeschaald en warmte kan leveren aan alle huizen of kantoren die al zijn aangesloten op het stadsverwarmingssysteem van de hoofdstad. Dergelijke netwerken - bestaande uit leidingen die heet water of stoom van elektriciteitscentrales naar consumenten pompen - bestaan ​​in veel Europese landen, Canada, de Verenigde Staten, Japan en China.

"Het is volkomen logisch om dit te proberen, omdat het opslaan van energie een enorm belangrijke stap in de toekomst is, " zei Kai Hufendiek, een energie-econoom aan de Universiteit van Stuttgart.

Hufendiek, die niet bij het project betrokken is, zei dat als het systeem temperaturen van meer dan 500 graden Celsius kan produceren - zoals SaltX beweert - dit het ook interessant maakt voor industriële toepassingen zoals voedselverwerking.

SaltX merkt ook op dat het calciumoxide dat momenteel in Finland wordt gewonnen, veilig kan worden gerecycled, waardoor het een voorsprong heeft op sommige batterijtechnologieën die zeldzame of giftige materialen gebruiken.

"Als het je ambitie is om binnen een generatie fossielvrij te zijn, je moet verschillende alternatieven overwegen om dat te bereiken, " een vertegenwoordiger van SaltX, Simon Ahlin, zei tijdens een bezoek aan de faciliteit. "Dit is een oplossing die op korte termijn beschikbaar is."

Roeglin, de monteur, wacht tot het einde van het jaar om te zien hoe de test uitpakt. "Het kan een deel van de puzzel zijn, " hij zei.

© 2019 The Associated Press. Alle rechten voorbehouden.