По мнению специалистов компании Siemens, огромные хранилища водорода – это единственный способ обеспечить энергетическую безопасность Германии и перейти к масштабному использованию солнечных и ветряных электростанций.
Если Германия хочет реализовать свои амбициозные планы — получать треть электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году и до 80% к 2050 году, ей придется найти способ хранить огромное количество электроэнергии. Иначе будет невозможно компенсировать нестабильный выход энергии из возобновляемых источников, вроде солнечных панелей и ветряков.
В компании Siemens считают, что сегодня для этого существует только одна подходящая технология: электролиз воды и производство водородного топлива. Водород можно превращать в электроэнергию на газовых электростанциях, к тому же, им можно заправлять автомобили и даже самолеты.
Сегодня производство водорода неэффективно: во время электролиза и последующего сгорания водорода теряется две трети энергии. Однако для выполнения масштабных планов Германии другого приемлемого способа пока нет, и Siemens предлагает свою концепцию водородной энергетики.
В отличие от обычных промышленных электролизеров, которые нуждаются в устойчивом энергоснабжении, новая система Siemens может работать в условиях неустойчивой мощности ветряков и солнечных панелей. Она основана на протонообменной мембране, похожей на ту, что сегодня используется в автомобильных топливных элементах. Электролизер Siemens может работать при перепадах мощности в 2-3 раза и идеально подходит для всплесков мощности ветряков в особо ветреные дни.
Последнее особенно актуально, поскольку из-за недостаточной мощности линий электропередач Германия теряет около 20% энергии, вырабатываемой ветряками. Сейчас хранить эту энергию попросту негде. Самый доступный способ сохранить электричество – это закачивать воду на большую высоту, а потом спускать ее, приводя в движение турбины генераторов. Однако данный метод годится только для горной местности и поэтому в равнинной Германии с его помощью \»перекачивают\» только около 40 гигаватт-часов. Столько ветряки и солнечные панели могут генерировать за один час ветреного и солнечного дня.
Современные аккумуляторы дороги и громоздки, поэтому они не могут решить проблему хранения гигантского количества энергии, необходимой Германии ночью или в безветренный день.
По расчетам специалистов Siemens, если Германия будет на 85% обеспечиваться энергией из возобновляемых источников, потребуется хранение энергии на уровне 30000 гигаватт-часов. В Siemens утверждают, что их электролизеры смогут превратить эту энергию в водород с эффективностью около 60%. От полученного в итоге количества энергии следует отнять еще 40% на потери во время обратного превращения водорода в электричество. Таким образом будет потеряна только треть \»дармовой\» энергии ветряков и солнечных панелей.
Водород, необходимый для питания электростанций, может храниться в подземных пещерах и транспортироваться по существующим газопроводам или специальным трубам.