POB6.9 Magazynowanie energii i energetyka wodorowa
Koordynatorzy
Prof. Marcin Lutyński RG, Prof. Łukasz Bartela RIE
Marcin.Lutynski@polsl.pl
Tel.: +48 32 237 2487
Lukasz.Bartela@polsl.pl
Tel.: +48 32 237 2492
W przypadku ciągłego wzrostu udziału odnawialnych źródeł energii w systemie elektroenergetycznym pojawia się trudność polegająca głównie na nieprzewidywalnej w czasie dostępności energii elektrycznej wytwarzanej w oparciu o energię wiatru lub słońca. Rozwiązaniem tego problemu jest akumulacja energii. Szczególny nacisk w zakresie prowadzonych badań kładziony jest na akumulację energii poprzez wytwarzanie wodoru oraz potencjalnie w kolejnych krokach konwersji tego wodoru do metanu lub metanolu, co stanowi istotę tzw. szeroko klasyfikowanej technologii power-to-X. Korzystnym tutaj aspektem jest możliwość utylizacji w łańcuchu przemian CO2, generowanego przez tradycyjne źródła. Alternatywnym sposobem pozyskiwania CO2, o wyższych walorach ekologicznych, jest stosowanie procesu zgazowania biomasy. W Politechnice prowadzone są projekty naukowe o charakterze badań podstawowych, dotyczące syntezy wodoru oraz dwutlenku węgla do syntetycznego gazu ziemnego oraz metanolu. Zespoły badawcze czynią starania o uzyskanie finansowania projektów dotyczących technologii wodorowych w ramach Europejskiego mechanizmu finansowania IPCEI. Naukowcy w tym zakresie współpracują z podmiotami przemysłowymi oraz jednostkami samorządu. Pracownicy Politechniki posiadają cenny kompetencje w zakresie prowadzenia analiz ryzyka technicznego związanego z magazynowaniem oraz przesyłem gazów wysokoenergetycznych, takich jak wodór oraz metan, jak również gazów stanowiących nośniki energii wykorzystywane w systemach magazynowania energii w sprężnych gazach, tj. tzw. CGES (ang. Compressed Gases Energy Storage). Interesującym przedsięwzięciem o dużych potencjale zwiększenia efektywności w pozyskiwaniu atrakcyjnych projektów są starania czynione na szczeblu uczelnianym mające prowadzić do uruchomienie oddziały Instytutu Fraunhofera.
Szereg aktywności badawczych w Zespołach pracujących w obszarze magazynowania energii koncentruje się na możliwościach wykorzystania w tym celu infrastruktury pogórniczej, której potencjał w tym zakresie będzie wzrastał z uwagi na postępujący proces dekarbonizacji. W kręgu zainteresowań znajduje się koncepcja zakładająca adaptację wyrobisk podziemnych dla zabudowy dolnego zbiornika dla elektrowni szczytowo-pompowej. Inną koncepcją, która tym razem została wypracowana przez pracowników PŚ, jest koncepcja hybrydowego systemu magazynowania energii, gdzie jako nośniki energii wykorzystuje się równocześnie wodór (podlegający konwersji do syntetycznego gazu ziemnego) oraz sprężone powietrze. Politechnika posiada patent na wynalazek. W Urzędzie Patentowym RP aktualnie procedowane jest zgłoszenie patentowe dotyczące innego rozwiązania hybrydowego, gdzie oprócz wodoru, w ramach jednego systemu, stosuje się nośnik energii, jakim jest sprężony dwutlenek węgla. Wynalazcy zwracają uwagę na wysoki potencjał rozwiązania w ramach regionów mocno zindustrializowanych, gdzie istnieje zapotrzebowanie na tworzenie klastrów przemysłowych integrujących podmioty o potrzebach utylizacji dwutlenku węgla, jak również potrzebach pozyskiwania różnych nośników energii. Wynalazek szczególnie korzystnie wpisuje się w Region Górnego Śląska, gdzie ze zbiegiem czasu, przybywać będzie wyrobisk pokopalnianych, mogących stanowić, po dostosowaniu, zbiorniki dla takich gazów jak wodór, metan, dwutlenek węgla, powietrze. Struktura pokopalniana jest przedmiotem zainteresowania zespołu integrującego kompetencje pracowników Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki oraz Wydziału Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej. Opracowana przez zespół koncepcja hybrydowego systemu magazynowania ciepła oraz sprężonego powietrza, korzystnie wykorzystującego pokopalniany szyb górniczy, jest przedmiotem zgłoszenia patentowego w UPRP oraz EPO. W proces opracowywania i rozwoju systemu włączyli się pracownicy biura projektowego Energoprojektu Katowice SA. Zespoły skupione na problematyce systemów magazynowania energii oraz energetyce wodorowej są aktywne w zakresie opracowywania wniosków projektowych w konkursach H2020 oraz w konkursach o projektu finansowane z funduszy Norweskich. Naukowcy również są aktywni w obszarze rozwoju technologii magazynowania energii o charakterze rozproszonym. Prowadzone przez nich analizy wskazują na duży potencjał stosowania prosumenckich systemów opartych o akumulatory elektrochemiczne, również współpracujące w układach hybrydowych z akumulatorami wykorzystującymi wysokonapięciowe metody elektryczne.
