Estimering af teknologiniveau, der kræves til lavpris vedvarende brintproduktion

NIMS, University of Tokyo og Hiroshima University har i fællesskab evalueret den økonomiske effektivitet af brintproduktionssystemer, der kombinerer fotovoltaisk elproduktion og genopladelige batterier. De estimerede også teknologiniveauer, der er nødvendige for, at systemerne kan producere brint til en globalt konkurrencedygtig pris. Resultaterne kan give vigtige retningslinjer for at fremme intermitterende systemer til vedvarende kraftproduktion som landets vigtigste strømkilde.

Forskere rapporterer forhindringer i bestræbelserne på at øge produktionen af ​​vedvarende energi, såsom ustabil elproduktion og lavt årligt kapacitetsforhold. Specifikke eksempler omfatter japanske elselskaber, der suspenderer accept af ansøgninger fra leverandører af vedvarende energi i september 2014 og Kyushu Electric Power Company, der kontrollerer produktionen af ​​undertrykkelse af solenergi i oktober 2018. For at løse disse spørgsmål, forskellige organisationer har undersøgt systemer, der er i stand til at lagre overskydende elektricitet i genopladelige batterier og power-to-gas (P2G) systemer, der er i stand til at producere brint ved hjælp af vedvarende elektricitet og lagre og levere produceret brint. Imidlertid, de fleste af disse systemer viste sig at være dyre i drift, undergraver masseimplementeringen af ​​økonomisk gennemførlig teknologi til elproduktion drevet af indenlandsk vedvarende energi.

Det fælles forskerhold designede et integreret system (se figur), der er i stand til at justere mængden af ​​batteriopladning/afladning og mængden af ​​elektrolysebrintproduktion i forhold til mængden af ​​genereret solenergi. Holdet vurderede derefter systemets økonomiske gennemførlighed. De identificerede teknologiniveauer, der er nødvendige for, at systemet kan producere brint til lave omkostninger gennem en omfattende analyse af faktorer, herunder genopladeligt batteri og elektrolyserkapacitet, samtidig med at man overvejer fremtidige teknologiske fremskridt. For eksempel, genopladelige batterier, der kun kan aflades med en lav hastighed, men som kan produceres økonomisk, forventes at blive tilgængelige inden omkring 2030. Teamet vurderede, at integration af disse batterier vil gøre det muligt for systemet, der drives i Japan, at producere brint til en globalt konkurrencedygtig pris på 17 til 27 yen pr. Kubikmeter.

I fremtidige undersøgelser, teamet planlægger at bestemme komponentteknologiniveauer, der kræves for foreslåede systemer, og fastsætte F &U -målværdier for at nå disse niveauer. Teamet vil også undersøge systemets gennemførlighed af vedvarende energiproduktionssystemer under output -undertrykkelseskontrol eller en begrænset elektricitetsnetforbindelse for at designe et prototypesystem.