Koncepcja gospodarki opartej na wodorze

Koncepcja gospodarki opartej na wodorze Jakub Kupecki Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (HiTEP), Instytut Energetyki National Fuel Cell Research Center (NFCRC), University of California, Irvine, US 21.11.2018, Warszawa 1

Koncepcja zastosowania wodoru MAGAZYNOWANIE SŁOŃCE ENERGIA ELEKTROLIZA ENERGIA SPALANIE 2 Na podstawie: A. ZUTTEL, EMPA

Ciśnienie [bar] Koncepcja zastosowania wodoru Metaliczny wodór Płynny metal Wodór w stanie stałym Punkt krytyczny Wodór w stanie ciekłym Punkt potrójny Wodór w stanie gazowym Temperatura [K] 3

Koncepcja zastosowania wodoru Miller E. L., Hydrogen Production & Delivery Program, Annual Merit Review and Peer Evaluation Meeting (2017) 4

Koncepcja zastosowania wodoru Transformacja rynku energetycznego w wyniku redukcji kosztów energetyki odnawialnej 5

Stan obecny Metody i wielkość produkcji H 2 Reforming parowy metanu CPOX Proces autotermiczny Elektroliza 9Mt 2Mt 24Mt Procesy termochemiczne Procesy mikrobiologiczne Procesy fotosyntezy 15Mt International Energy Agency (IEA) Technology roadmap: hydrogen and fuel cells, (2015) Paris 6

Stan obecny Koszt generacji wodoru ($/GJ, HHV), ~1,1 Dopłata do energii Węgiel 0.025 0.06 0.05 0.12 0.1 0.02 0.09 0.05 0.245 0.05 0.02 0.08 0.025 0.07 O&M Koszty kredytu na inwestycję (4 lata) Układ przygotowania węgla Separacja tlenu + sprężanie Gazyfikator, chłodzenie i skruber WGS reaktor, wymienniki ciepła Selexol - usuwanie H2S, palnik Clausa, SCOT Selexon - usuwanie CO2, absorpcja 0.26-0.0642 PSA i sprężarka Turbina gazowa HRSG i turbina parowa Suszenie i sprężanie CO2 7 Na podstawie: T. Kreutz, Princeton, 2011

Stan obecny Koszt generacji wodoru ($/kg w układzie skali 1 GW th HHV) do celów transportowych, układ z wychwytem CO 2 Na 8 podstawie: T. Kreutz, Princeton, 2011

Stan obecny Dwa tryby pracy ogniw stałotlenkowych Solid Oxide Cells Graves C., Ebbesen S.D., Mogensen M., Lackner K.S., Sustainable hydrocarbon fuels by recycling CO2 and H2O with renewable or nuclear energy, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, 1-23 (2011). SOFC SOE 9

Stan obecny Hansen J.B., Solid oxide electrolysis a key enabling technology for sustainable energy scenarios, Faraday Discussions 182:9-48 (2015) 10

Stan obecny Mapa instalacji P2G projekty demonstracyjne w Europie Operational Hydrogen Methane Hydrogen/Methane Planned Hydrogen Hydrogen/Methane Methane Project finished Methane Hydrogen European Powertogas Unknown Hydrogen Methane 11

Stan obecny Mapa drogowa firmy Toyota IEA, 2017) 12

Stan obecny Pierwsza stacja tankowania wodoru firmy Orlen (Star) w Niemczech Źródło: Ludwik Bolkow-Systemtechnik 13

Stan obecny Pierwsza stacja tankowania wodoru firmy Shell na Islandii Źródło: Ludwik Bolkow-Systemtechnik 14

Stan obecny SunHydro (US) 15 Źródło: Kupecki, 2012

Stan obecny SunHydro (US)? 18 Źródło: Kupecki, 2012

Przykłady Vestenskov 1 st wioska wodorowa Green Hydrogen in Orkney islands (BIG HIT) project 20

Przykłady Tokyo Stacje wodorowe 2020 2025 2030 35 80 100 Tokyo's Environmental Policy Pojazdy zasilane wodorem 2020 2025 2030 6 000 vehicles and least 100 buses 100 000 vehicles 200 000 vehicles 21

Możliwe zastosowania przemysłowe H 2 O H 2 + ½ O 2 (P2H) CO 2 + 4H 2 CH 4 + 2H 2 O N 2 + 3H 2 2NH 3 (P2G) (P2L) nco + (2n+1) H 2 C n H 2n+2 + nh 2 O (P2A) Kupecki J., Motylinski K., Skrzypkiewicz M., High Temperature Solid Oxide Cells as the Key Component of the Power-to-X Systems, The 10th International Exergy, Energy and Environment Symposium (IEEES-10), Katowice, Poland, 2-4 VI 2018 22

Dziękuję za uwagę Jakub Kupecki Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (HiTEP), Instytut Energetyki National Fuel Cell Research Center (NFCRC), University of California, Irvine, US 21.11.2018, Warszawa 23