Органічні відходи – домашнього господарства, сільського господарства чи агролісомеліорації – можуть використовуватися як енергетичний ресурс, але часто недостатньо використовуються. Команда вчених EPFL розробила методологію для кращого включення цього ресурсу в існуючі електромережі та системи розподілу газу залежно від місцевої доступності та попиту.
Багато енергетичних ресурсів доступні на місцевому рівні, як-от біомаса з домогосподарств, ферм і агролісомеліорації, але як ми можемо використати їх якнайкраще? Вчені з групи енергетичних матеріалів (GEM) EPFL, що базується в Сіоні, вирішили відповісти на це питання за допомогою підходу до оптимізації енергії, який може живити як електромережі, так і газопроводи. Їхня система використовує процес газифікації для перетворення біомаси на водень, а потім на метан за допомогою оборотної технології твердооксидних клітин (rSOC). Вчені GEM спеціалізуються на цій технології, яка може як накопичувати електроенергію як метан (Power2Gas), так і перетворювати метан назад в електрику – з високою продуктивністю в обох напрямках.
Біомаса стосується всіх органічних речовин: деревини, сільськогосподарських відходів, харчових відходів, гною тощо. Вона служила основним джерелом енергії для людства до того, як промислова революція призвела до широкого впровадження викопного палива (вуглецю, а потім нафти/газу). , і все ще становить 10% світового постачання первинної енергії. Біомаса вважається відновлюваним джерелом енергії, якщо вона виробляється принаймні в такій же кількості, як і споживається, без чистого знищення лісів і без конкуренції з виробництвом продуктів харчування. Він використовується у вигляді біопалива, для виробництва тепла, електроенергії, газу та різних хімічних речовин і косметики.
Повністю оборотна технологія
Ідея вчених GEM полягала в тому, щоб визначити оптимальні конфігурації для установок на біомасі, що працюють у масштабі від 1 МВт до 100 МВт, у багатоцільовому режимі: генерувати електроенергію, що подається в електричну мережу у разі потреби в електроенергії; коли немає попиту на електроенергію, виробляти водень та/або метан (основний компонент природного газу) і закачувати його в мережу природного газу.
«Наше дослідження має на меті розробити оптимальну конструкцію заводу з виробництва біомаси та його ланцюга поставок органічних речовин», — каже Марія Перес Фортес, науковець GEM. «Ми застосували наш підхід до умов у 2 країнах: одна в Данії, представник північної Європа, і один в Італії, представник південної Європи. В обох випадках ми оцінювали потреби місцевої електромережі, кількість і який тип потоків біомаси доступні на місці, які пов’язані витрати на транспортування та низку інших факторів. Наша мета полягала в тому, щоб розробити ефективний підхід до балансування мережі, який більше покладається на відновлювані джерела енергії, споживаючи електроенергію, коли запаси великі (щоб зберігати його у вигляді газу), і генеруючи її, коли запаси низькі. Ось чому ми вирішили використовувати оборотні твердооксидні елементи – єдину технологію, яка може плавно перемикатися між виробництвом електроенергії та газу».
Перевагами запропонованої конфігурації системи є її гнучкість і безперервна робота в будь-якому з режимів виробництва, що виключає зупинку заводу. Він може використовуватися для виробництва або зберігання електроенергії чи природного газу, а також може регулювати постачання відповідно до попиту. Система може бути особливо корисною в поєднанні з іншими місцевими системами відновлюваної енергії (наприклад, сонячними батареями та вітряними електростанціями), які залежать від погодних умов, щоб закрити будь-які прогалини у виробництві електроенергії. Забезпечуючи метод додавання місцевих потоків біомаси до електромереж і газопроводів, методологія GEM може оптимізувати мережі розподілу електроенергії та газу та їх з’єднання, забезпечити стабільне постачання електроенергії, яке регулюється відповідно до попиту в режимі реального часу, і дозволити комунальним підприємствам керувати свої активи більш ефективно.
Це дослідження проводилося протягом останніх двох років у рамках проекту Waste2Grids, дослідницького проекту, що фінансується ЄС (грант 826161) і координується EPFL-GEM, а точніше Марією Перес Фортес, науковцем, і Лігангом Вангом, науковцем проекту координатор. Обидва нещодавно були призначені професорами: д-р Перес у ТУ Делфт у Нідерландах та д-р Ван у Пекіні (NCEPU).
Автор: Сара Перрінджерело: EPFL
ЛІСАБОН, 15 січня (Сіньхуа) — Прем’єр-міністр Португалії Антоніо Кошта зустрівся тут у п’ятницю з колегією єврокомісарів на чолі з президентом Європейської комісії Урсулою фон дер Ляєн, щоб обговорити програму та пріоритети головування Португалії в Раді Європейського Союзу ( ЄС).
Коста сказав, що пріоритетом португальського головування буде «економічне відновлення», щоб «забезпечити ефективність усіх інструментів, які були створені», і щоб кошти підтримки ЄС досягали 27 країн-членів.
За його словами, всі фінансові інструменти ЄС мають бути запущені якнайшвидше.
На спільній конференції з фон дер Ляєн Коста сказав, що другим пріоритетом є забезпечення того, щоб соціальний вимір Європи належним чином ставився перед обличчям викликів, пов’язаних зі зміною клімату та цифровим переходом, і не залишав нікого позаду.
Фон дер Ляєн заявила, що Європейська комісія підтримуватиме швидке та плавне впровадження вакцин у Європейському Союзі. Вона також підкреслила важливість трансатлантичних зв'язків ЄС і його відносин з Африкою та Індією.
Коста і фон дер Ляєн офіційно запросили глав держав і урядів ЄС, їхні установи та соціальних партнерів взяти участь у Соціальному саміті, який відбудеться у травні в Порту.
«Цією подією ми надішлемо дуже сильний політичний сигнал: Європейський Союз сприяє відновленню, яке надає пріоритет людям та їх добробуту», — сказала фон дер Ляєн.
Попередній соціальний саміт ЄС відбувся в листопаді 2017 року в Гетеборзі, Швеція, і завершився проголошенням «Європейської опори соціальних прав».
Коста стверджував, що ЄС потребує «спільного зобов’язання зробити цей стовп реальністю», оскільки «соціальний вимір ЄС є абсолютно фундаментальним».
«Екологічні та цифрові переходи змінюють спосіб нашого життя та роботи. Щоб вийти з кризи, спричиненої пандемією COVID-19, відновлення має бути інклюзивним, стійким і стійким», – підсумував він.
Органічні відходи — домашнього господарства, сільського господарства чи агролісомеліорації — можуть використовуватися як енергетичний ресурс, але часто недостатньо використовуються. Команда вчених EPFL розробила методологію для кращого включення цього ресурсу в існуючі електромережі та системи розподілу газу залежно від місцевої доступності та попиту.
Many <a href="https://techxplore.com/tags/energy+resources/" rel="tag" class="textTag" rel="nofollow">energy resources</a> are available locally, like biomass from households, farms and agroforestry operations, but how can we make the best use of them? Scientists at EPFL's Group of Energy Materials (GEM), based in Sion, set out to answer this question with an energy-optimization approach that can feed both <a href="https://techxplore.com/tags/power+grids/" rel="tag" class="textTag" rel="nofollow">power grids</a> and gas pipelines. Their system uses a gasification process to turn biomasses into hydrogen, and further into methane, with the help of reversible solid-oxide cell technology (rSOCs). GEM scientists are specialized in this technology, which can both store <a href="https://techxplore.com/tags/electricity/" rel="tag" class="textTag" rel="nofollow">electricity</a> as methane (Power2Gas) and convert the methane back into electricity—with high yields in both directions.
Біомаса стосується всіх органічних речовин: деревини, сільськогосподарських відходів, харчових відходів, гною тощо. Вона служила основним джерелом енергії для людства до того, як промислова революція призвела до широкого впровадження викопного палива (вуглецю, а потім нафти/газу). , і все ще становить 10% світового постачання первинної енергії. Біомаса вважається відновлюваним джерелом енергії, якщо вона виробляється принаймні в такій же кількості, як і споживається, без чистого знищення лісів і без конкуренції з виробництвом продуктів харчування. Він використовується у вигляді біопалива, для виробництва тепла, електроенергії, газу та різних хімічних речовин і косметики.
Повністю оборотна технологія
Ідея вчених GEM полягала в тому, щоб визначити оптимальні конфігурації для установок на біомасі, що працюють у масштабі від 1 МВт до 100 МВт, у багатоцільовому режимі: генерувати влада подається в електрична сітка у разі потреби електроенергії; коли немає попиту на електроенергію, виробляти водень та/або метан (основний компонент природного газу) і закачувати його в мережу природного газу.
«Наше дослідження має на меті розробити оптимальну конструкцію заводу з виробництва біомаси та його ланцюга поставок органічних речовин», — каже Марія Перес Фортес, науковець GEM. «Ми застосували наш підхід до умов у двох країнах: одна в Данії, представник Північної Європи, і одна в Італії, представник Південної Європи. В обох випадках ми оцінювали потреби місцевої електромережі, кількість і який тип потоків біомаси доступні на місці, які пов’язані витрати на транспортування та низку інших факторів. Наша мета полягала в тому, щоб розробити ефективний підхід до балансування мережі, який більше покладається на відновлювані джерела енергії, споживаючи електроенергію, коли запаси великі (щоб зберігати його у вигляді газу), і генеруючи її, коли запаси низькі. Ось чому ми вирішили використовувати оборотні твердооксидні елементи – єдину технологію, яка може плавно перемикатися між виробництвом електроенергії та газу».
Перевагами запропонованої конфігурації системи є її гнучкість і безперервна робота в будь-якому з режимів виробництва, що виключає зупинку заводу. Він може використовуватися для виробництва або зберігання електроенергії чи природного газу, а також може регулювати постачання відповідно до попиту. Система може бути особливо корисною в поєднанні з іншими місцевими відновлюваними джерелами енергії.енергія системи (наприклад, сонячні батареї та вітрові електростанції), які залежать від погодних умов, щоб закрити будь-які прогалини у виробництві електроенергії. Запропонувавши метод додавання місцевих потоків біомаси до електромереж і газопроводи, методологія GEM може оптимізувати електромережі та газорозподільні мережі та їх з’єднання, забезпечити стабільне постачання електроенергії, яке регулюється відповідно до попиту в режимі реального часу, і дозволити комунальним підприємствам ефективніше керувати своїми активами.
<div class="article-main__explore my-4 d-print-none">
<div class="d-flex align-items-center">
<svg>
<use href="https://techx.b-cdn.net/tmpl/v2/img/svg/sprite.svg#plus" x="0" y="0"/>
</svg>
<p class="text-bold mb-0 ml-2">Explore further
</div>
<a class="text-medium text-info mt-2 d-inline-block" href="https://techxplore.com/news/2020-09-transition-renewables.html" rel="nofollow">Transition to renewables will change when security of supply risk occurs</a>
</div>
<hr class="mb-4"/>
<div class="article-main__more p-4" readability="21.75">
<strong>More information:</strong>
EPFL's Group of Energy Materials (GEM): <a href="https://www.epfl.ch/labs/gem/" target="_blank" rel="nofollow noopener">www.epfl.ch/labs/gem/</a>
Сторінка проекту Waste2GridS: www.waste2grids-project.net/
</p></div>
<div class="d-inline-block text-medium my-4">
Provided by
<a href="https://techxplore.com/partners/ecole-polytechnique-federale-de-lausanne/" rel="nofollow">Ecole Polytechnique Federale de Lausanne</a>
<a class="icon_open" href="https://www.epfl.ch/" target="_blank" rel="nofollow noopener">
<svg>
<use href="https://techx.b-cdn.net/tmpl/v2/img/svg/sprite.svg#icon_open" x="0" y="0"/>
</svg>
</a>
</div>
<!-- print only -->
<div class="d-none d-print-block" readability="15">
<p>
<strong>Citation</strong>:
Biomass-driven technology allows for enhanced energy conversion (2021, January 15)
retrieved 16 January 2021
from https://techxplore.com/news/2021-01-biomass-driven-technology-energy-conversion.html
This document is subject to copyright. Apart from any fair dealing for the purpose of private study or research, no
part may be reproduced without the written permission. The content is provided for information purposes only.
</div>
