Вот идея: что произойдет, если самое популярное в мире удобрение может использоваться как накопитель энергии? Может быть, хранение станет намного ближе к масштабной реальности и обеспечит будущее возобновляемых источников энергии как нашего основного источника энергии. И, возможно, предложит необходимую альтернативу зеленому водороду, шумихе и всему прочему.
Аммиак — одно из самых массовых химикатов в мире. Его наиболее распространенное использование, о котором все, должно быть, слышали, и на которое уходит 80 процентов урожая, — это удобрение. Аммиак также используется в процессе производства пластмасс, текстиля, пестицидов и взрывчатых веществ. И его также можно было бы использовать в качестве накопителя энергии.
Загадка накопления энергии
Надежное хранение энергии было определено как решающий фактор в игре с возобновляемыми источниками энергии. Несмотря на все свои преимущества, главным из которых являются нулевые выбросы, солнечные и ветровые установки имеют свою долю недостатков, главный из которых заключается в том, что они не могут производить электроэнергию в ответ на пики и спады спроса. Они производят энергию, которую могут производить, когда светит солнце и дует ветер.
Это проблема, потому что солнце не светит постоянно, даже в самых благоприятных для солнечной фермы местах, а ветер не дует постоянно даже в самых ветреных уголках мира. Это означает, что солнечные и ветровые мощности должны быть объединены с системами хранения, чтобы обеспечить надежное энергоснабжение. Без хранения солнечная энергия и ветер становятся дорогостоящими в долгосрочной перспективе из-за их ненадежности. Поэтому неудивительно, что исследователи спешат найти лучшие и, что важно, более дешевые накопители энергии.
Варианты
Когда речь заходит о хранении энергии, больше всего внимания уделяют батареям. Недавно в центре внимания оказался еще один проект мегабатареи Tesla в Австралии с ее мощностью 300 МВт / 450 МВтч, которая может обеспечить электроэнергией полмиллиона домашних хозяйств. Но только на час. Стоимость проекта составляет 84 миллиона долларов.
Но литий-ионные батареи — не единственный вариант. Есть также твердые батареи и жидкие батареи, и многие из них выглядят многообещающими. Недостатком является то, что для многих из них еще рано, и эти новые аккумуляторные технологии необходимо протестировать и повторно протестировать, прежде чем они окажутся экономически жизнеспособными в качестве альтернативы литий-ионным.
Еще есть водород. Рекламируемый и как топливо в автомобилях на топливных элементах, и как носитель энергии, водород является одним из членов семейства накопителей энергии, называемых химическими накопителями, поскольку он хранит энергию в химических связях в молекулах. Он достаточно энергоемкий, что работает в его пользу, но он также довольно горючий.
Маленькая дочь водорода
Аммиак — это соединение, которое содержит один атом азота и три атома водорода. Оно состоит буквально из воздуха и воды, плюс немного электричества, и это электричество может быть произведено либо из ископаемого топлива, либо из ветра и солнца. Затем аммиак можно использовать либо в качестве безуглеродного топлива, либо снова крекировать до азота и водорода, чтобы использовать водород в качестве топлива.
Согласно недавнему отчету Оксфордского института энергетических исследований, аммиак является жизнеспособной альтернативой водороду, когда речь идет о хранении энергии. Дурно пахнущий газ более энергоемкий в жидкой форме, чем жидкий водород; он имеет гораздо более низкую температуру кипения, что значительно удешевляет его разжижение; и он не так легко воспламеняется, что делает транспортировку намного дешевле, чем транспортировка водорода.
Пару лет назад компания Siemens построила завод по производству экологически чистого аммиака в Оксфорде, Англия. Завод представлял собой экспериментальную установку, которая производила аммиак из возобновляемых источников энергии, а затем хранила его, прежде чем снова превратить в электричество путем простого сжигания или преобразовать обратно в азот и водород.
В Австралии ученый из Университета Монаша разработал топливные элементы на основе аммиака, которые, по словам их разработчика, «вдыхают азот и выдыхают аммиак». Затем аммиак можно использовать для любых целей для производства энергии.
«Вы можете хранить его, отправлять, сжигать и преобразовывать обратно в водород и азот», — говорит Тим Хьюз, исследователь аккумулирования энергии из аммиачного проекта Siemens. «Во многих отношениях это идеально».
Проблемы
Хотя аммиак не содержит углерода, он не без выбросов. При сгорании выделяет оксиды азота. Само сжигание нигде так не эффективно, как сжигание ископаемого топлива. Это недостаток процесса. Существуют технологии, позволяющие сократить выбросы оксидов азота при сжигании аммиака, но это увеличивает затраты, добавляет Oxford Energy в своем отчете.
Более серьезная проблема заключается в том, что аммиак очень токсичен. В то время как характерный запах соединения облегчает обнаружение утечек и, следовательно, локализацию, токсичность является важным фактором, особенно с точки зрения общественного мнения. Добавьте к этому тот факт , что, хотя он и менее горюч, чем водород, аммиак не воспламеняется, и это легко понять , почему его прогресс на энергетической сцене был медленным и почти незаметным.
Ни одно решение по хранению энергии не обходится без проблем, будь то стоимость, надежность или побочные эффекты, такие как воспламеняемость. Многие вещи по-прежнему остаются неясными в отношении энергетического перехода, о которых все говорят, но одно кажется вполне определенным: в будущем энергетические системы не будут полагаться на одно единственное решение для производства или хранения энергии.
