Sådan udnyttes overskydende energi fra vindmøller
Elektrolyse er nøglen til at få gavn af al den strøm, som kommer i overskud fra vindmøller, når det er kraftigt blæsevejr, skriver en gruppe danske forskere på Videnskab.dk.
Danske vindmøller producerede i 2014 så meget strøm, at det svarer til, at 39 procent af elforbruget blev dækket af vindkraft. Det viser nye tal fra Energinet.dk.
I takt med at Danmark og andre nordeuropæiske lande producerer en større og større andel af sin elektricitet med vindenergi, vil der være dage med kraftig blæst, hvor el-produktionen fra vindenergi overstiger behovet for elektricitet. I disse perioder kan elektricitet kun sælges til meget lave priser, og som det skete for nylig kan det i korte perioder endda koste penge at komme af med elektriciteten.
Spørgsmålet er derfor: 'Hvordan får vi gjort al vindenergi værdifuldt?'
LÆS OGSÅ: Danskere hiver strøm ud af havet
Vi har i 25 år forsket i energiteknologier på DTU Energi (tidl. Forskningscenter Risø), og vi mener, at den bedste løsning i Danmark er at benytte den overskydende elektricitet fra vindmøller og andre vedvarende energikilder til elektrolyse.
På den måde kan man fremstille CO2-neutrale syntetiske brændstoffer magen til fossile brændstoffer som naturgas, benzin og dieselolie ved elektrolyse af vand (H2O) og kuldioxid (CO2).
Vi samlede for nylig en grundig oversigt over vores egne og andre internationale forskningsgruppers seneste resultater inden for elektrolyse i en omfattende oversigtsartikel i det internationalt meget anerkendte tidskrift Chemical Reviews. Her sandsynliggjorde vi, at elektrolyse vil være rentabel på sigt.
Tillige er en af vores seneste store opdagelser – at levetiden af anlæg til at lagre elektricitet forøges væsentlig ved at anvende anlægget skiftevis som elektrolysator og brændselscelle – netop publiceret i Nature Materials, et andet særdeles anerkendt tidsskrift.
LÆS OGSÅ: Hvorfor har vindmøller tre vinger?
Når levetiden forøges bliver investeringsomkostningerne mindre og elektrolysen dermed mere rentabel. Elektrolyse sker i en elektrolysator, også kaldet et vandsønderdelings-apparat.
Det er et apparat, der består af mange elektrokemiske celler med positive og negative elektroder, lidt som i et genopladeligt batteri.
Der findes flere typer elektrolysatorer. Nogle kan kun spalte H2O til brint (H2) og ilt (O2). Vi forsker i og udvikler elektrolysatorer som udover at spalte H2O også kan omdanne en blanding af H2O og CO2 til H2 og CO (kulmonoxid) og O2.
Ved elektrolysatorens positive elektrode dannes O2, og ved den negative elektrode dannes blandingen af H2 og CO. Blandingen af H2 og CO kaldes også syntesegas, og syntesegas kan omdannes til for eksempel syntetisk naturgas, benzin eller diesel ved en katalytisk proces.
LÆS OGSÅ: Hvorfor drejer alle vindmøllevinger samme vej?
Den CO2, der bruges til fremstillingen af syntetisk brændsel, kan opsamles enten fra luften eller fra kraftværker baseret på biobrændsel, og da CO2 indgår i elektrolyseprocessen, øges CO2-mængden i atmosfæren ikke, når for eksempel syntetisk benzin bruges i bilerne. De syntetiske brændstoffer er derfor CO2-neutrale.
Derudover kan syntetiske brændstoffer ganske praktisk indgå helt uden besvær i den eksisterende danske infrastruktur såsom naturgasledninger og benzinstandere, da de syntetiske brændstoffer rent kemisk er identiske med de brændstoffer, der anvendes i dag.
For eksempel er syntetisk naturgas (SNG) det samme som metan (CH4). Metan er også hovedbestanddelen i fossilt naturgas, og SNG kan anvendes i det eksisterende naturgasnet.
På samme måde kan syntetisk benzin og diesel anvendes direkte i eksisterende biler.
Læs mere om forskningen i elektrolysatorer i resten af artiklen på Videnskab.dk.