V mnoha zemích nemají dostatek slunečního svitu. Dlouhé temné zimy si vybírají svou daň a klasická solární energetika čelí komplikacím. Pro tyto země by mohla být zajímavá nová technologie Underground Sun Conversion, která využívá sluneční záření k podzemní produkci metanu.
Technologii si nedávno patentovala rakouská energetická společnost RAG Austria. Na vývoji v rámci projektu Evropské unie se podílí několik rakouských a švýcarských společností a institucí.
Proces Underground Sun Conversion začíná v létě, kdy nadbytek letní solární a větrné elektřiny poslouží k výrobě vodíku. Elektřina je využita pro elektrolýzu, která rozštěpí vodu na vodík a kyslík. Vyrobený vodík je pak současně s kapalným oxidem uhličitým napumpován do vrstev přírodního porézního pískovce, jako jsou například místa po vytěžení zemního plynu, až do hloubky 1 kilometru pod zemským povrchem.
Tam se do napumpované směsi v relativně krátké době pustí místní mikroorganismy ze skupiny archeí. Zpracují vodík a oxid uhličitý na metan a vodu. Vyrobený metan je pak vypumpován na povrch, kde sehraje roli hlavní složky uhlíkově neutrálního zemního plynu, který bude k dispozici v zimních měsících.
Společnost RAG Austria již úspěšně předvedla základní kroky tohoto postupu. Prozatím dosáhli s konverzí solární a větrné energie na metan účinnost asi 60 procent. Partneři v projektu dále zkoumají možné zdroje oxidu uhličitého pro tuto technologii, stejně jako zdroje s nadbytkem obnovitelné energie. Zároveň hledají slibné lokality, kde by mohla fungovat zařízení technologie Underground Sun Conversion.
Video: Underground Sun Storage English | RAG Austria AG
Literatura
Startup Hydrostor bude ukládat energii stlačováním vzduchu v zinkovém dolu
Autor: Stanislav Mihulka (17.02.2019)
Nová technologie vyrobí vodík z běžné mořské vody se solární energií
Autor: Stanislav Mihulka (20.03.2019)
Průlomová technologie těží vodík z ropných polí a ropných písků
Autor: Stanislav Mihulka (24.08.2019)
Hydrostor vybuduje největší fyzikální baterie se stlačeným vzduchem
Autor: Stanislav Mihulka (01.05.2021)
Diskuze:
Smrdí to podvodem
Martin Zeithaml,2021-06-27 09:58:19
Zaráží mne, proč pumpovat pod zem kapalný CO2, který je nestabilní a při sebemenším poklesu tlaku zmrzne a těm bakteriím asi taky moc prospívat nebude, když by stačil plyn. Navíc ty bakterie nejsou zrovna rychle se množící organismy, jejich životní cyklus se počítá na roky i v ideálních podmínkách a že by za necelých půl roku zpracovali to co jim tam natlačíme je sci-fi. Mám takové tušení že jde jen o další habaďůru. Metan je velmi často obsažen v pískovcích a jde tedy jen o nákladnější krakování a shrábnutí financí z dotací. Vzhledem k nízkým cenám zemního plynu je krakování nevýhodné a společnost mu taky není zrovna nakloněná, tento "nápad" ladně oba problémy odstranil:) a může trvat léta než se ložisko vyčerpá.
Asi by bylo nejednoduší nechat to na matce přírodě, tj. snížit produkci CO2 na hodnotu kterou je schopná planeta zpracovat. Je třeba snížit produkci CO2, ale i zajistit produkci O2. Za posledních 30 let stouplo množství CO2 o cca 70 ppm, ale množství kyslíku kleslo o 130 ppm.
Re: Smrdí to podvodem
Martin Zeithaml,2021-06-27 10:17:32
Ještě bych chtěl dodat že experiment se nachází u obce Pilsbach v horním Rakousku a tato oblast je známá jako ložisko zemního plynu ????
Re: Re: Smrdí to podvodem
Josef Hrncirik,2021-06-28 09:58:43
Je to jasný dotační podvod.
V Nature com. biol. 10.1038/s42003-021-01828-5
rakouští a němečtí mikrobiologové selektující anaerobní methanogeny osvědčenou metodou HFG
(high frekvency gassing) ve fig.2 v grafu biomass increase rate lživě uvádí jako bezrozměrné.
Účinnost možná neodpovida
Michal Mayer,2021-06-26 09:37:06
Ale na to bych se vykašlal. Když je v létě sluníčko, tak solary davsj víc než se dá spotřebovat, tak i když se uloží ta energie jen třeba s 20% účinnosti, tak je to jedno. Důležité je jen poměr cena výkon. Alternativa je tady nějaká baterie, která bude mít vyšší účinnost, ale také cenu. Ale to nejsem schopný spočítat.
podivne
Martin Šíra,2021-06-25 12:59:19
Takže místo aby ten vodík spálili přímo, tak to proženou přes konverzi s CO2 aby získali metan, který se pak spálí. Celé to teda stojí jen na strachu ze skladování vodíku a z vodíkových nádrží? Nebo jsem něco nepochopil?
Re: podivne
Pavel Aron,2021-06-25 16:24:16
Proč podivné ? Vy byste chtěl mít v autě nebo doma vodíkovou nádrž ? A pro sycení do platinové houby té platiny nikdy nebude dost. O ceně ani nemluvě. Skladování metanu je přeci jen bezpečnější. Cena je celkově nižší účinnost.
Re: podivne
Tom M,2021-06-25 17:00:11
Všimnul jste si, kolik stávajících technologií už je postaveno na spalování zemního plynu (methanu)?
Jasně vždy můžeme postavit další distribuční síť na další teplo/elektřinu vytvářející plyn, ale sakra proč bychom to dělali, když můžeme využít stávající infrastrukturu.
60% z čeho?
Ondřej Glac,2021-06-24 10:06:01
Jsem z toho poněkud zmatený. Převést elektřinu na vodík, vodík na metan a metan zpátky na elektřinu s účinností 60%, to by byl technický zázrak.
Re: 60% z čeho?
Tom M,2021-06-25 03:33:57
Dobrý den,
kde vidíte konverzi methanu na elektřinu. Autor píše _Vyrobený metan je pak vypumpován na povrch, kde sehraje roli hlavní složky uhlíkově neutrálního zemního plynu, který bude k dispozici v zimních měsících_. Tedy v zimních měsících se methanu zpracuje jako zemní plyn - tedy i přímo spálí.
Re: Re: 60% z čeho? Za co!
Josef Hrncirik,2021-06-25 22:03:58
V textu souběžně s obr.2 se píše: "Společnost RAG Austria již úspěšně předvedla základní kroky tohoto postupu. Prozatím dosáhli s konverzí solární a větrné energie na metan účinnost asi 60 procent. To je jen běžný neoliberální klam. Je všeobecně známo, že průmyslová elektrolýza vody, tj. elektrolytická příprava vodíku i při 3 MPa má energetickou účinnost jen 50%, určitě ne 60%. Z pohledu do tabulek slučovacích tepel je zřejmé, že reakcí 4 H2 + CO2 = CH4 + 2 H2O ztratíme zánikem vodíku 1144 kJ a spálením vzniklého CH4 dostaneme jen 868 kJ tj. max. 76% tepla obdržitelného z vodíku. Dostaneme nanejvýš 38%, nikoliv 60%.
Na Marsu se hodlá Sabatierovým procesem nákladem 17 kWh vyrobit 1 kg směsi CH4 + 2 O2 jako rak. palivo. Účinnost je jen 26% teorie.
Re: Re: Re: 60% z čeho? Za co!
Ondřej Glac,2021-06-25 22:59:44
A ještě jedna věc mi tam vrtá hlavou. Kde se bere ten zkapalněný CO2? Nevznikají při jeho výrobě také nějaké energetické náklady? (Předpokládám, že ho odebírají z atmosféry, jinak by nemělo jít o obnovitelný metan.)
Re: Re: Re: Re: 60% z čeho? Za co!
Josef Hrncirik,2021-06-26 09:31:52
Psovité šelmy lovící mršiny budou tvrdit, že ze spalin CH4 čistým kyslíkem z elektrolýzy vody vykondenzuje šampaňské nebo alespoň soda (pochopitelně nikoliv jedlá, ale jen pitná (sifon)) a zůstane 100% čistý CO2 atmosferického tlaku). Uvažujme průměrnou teplotu atmosféry či chladící vody 14°C tj. 287K. Kapalný CO2 má při 287K tlak cca 4,9 MPa. Při 287K má mol CO2 atmosferického tlaku objem cca 23,5 l.
Kompresní práce stlačení na potřebných 4,9 MPa bude cca 9,2 kJ/mol, práce na vytlačení do vrtu cca jen 2,4 kJ, tj. celkem malých 11,6 kJ oproti spalnému teplu 868 kJ, tj. jen 1,3%. při spalování vzduchem by koncentrace CO2 byla cca 17% a práce na zakoncentrování byla cca o 8 kJ větší či při další kompresi bez zakoncentrování cca již o 90 kJ větší, tj. zakoncentrování je již prakticky nutné. Teoretická práce na zakoncentrování vzdušného 403 ppm CO2 na 1000000 ppm je 18 kJ/mol, praktická určitě 40 kJ, tj. až do kapalného CO2 potřebujeme cca 52 kJ ušlechtilé kompresní energie tj. řekněme ztrátu 173 kJ zneušlechtilého spalného tepla z 868 kJ. K zatopení pak máme jen cca 695 kJ místo 2.4.286 kJ vražených do vody. Teplo z CH4 / ušlechtilá energie utopená ve vodě a vzduchu = 695/8.286 = 30%.
Tváříme-li se že elektrolýza má účinnost 100%, vyjde nám jako psovitým mrchožroutům účinnost Sabatierova procesu oněch Barnumských 60% , když už ne jistota desetinásobku.
prostě tam nasypeme (bio)katalyzátor
Josef Hrncirik,2021-06-26 21:49:17
Archea jsou v pískovci od prvohor již velmi vyhládlá, pokud se nudou kvantitativně nekanibalizovali
na bioplyn. Ve směsi cca 2 H2 + CO2 trvale rostou, jen pokud mají-li navíc využitelné živiny především N,P,S a mikroelementy pro stavbu bílkovin a enzymů. Živinami a ev. luxusním energetickým zdrojem z parazitní oxidace H2 lepšími pochoutkami než pouhým CO2, opravují a udržují v chodu (chátrání) vlastní biomasu a její min. množení pro jakž takž ustálený stav. Nefunkční biomasa se pomalu rozkládá na produkty, které vodařům nechutnají. Mizí vymýváním nebo rozkladem na bioplyn a i hladová archea tedy musí být přikrmována, aby se nemusely spoléhat jen na 100%ní kanibalizmus.
V DOI. 10.1016/j.cej.2016.01.068 je akce biokatalyzátoru dokonale zmatečně zapsána r.4 CO2+ 3H2 + 0,0027 H2S +0,0701 N2 = 0,3678 CH4 + 1,7357 H2O + 0,6321 CH1,681 O0,418 N0,22 S0,0044PO
Díky Bohu za průměrný přibližný vzorec biomasy! Co však Tím chtěl Básník říci zůstává Tajemstvím.
Naštěstí je níže psáno, že jen 3-5% CO2 zůstává fixováno při růstové fázi v biomase a že na fixaci
1 atomu C do CH4 jsou obětovány 4,15 e-. Co a jak rychle se děje po růstové fázi ev. v posmrtném životě však není sděleno ani u archea. Možná by se dalo říci, že až cca 4% energie a uhlíku neuniká ze systému v krátké době jako biometan, ale jako biomasa či řekněme nesnězená biomočůvka.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
