Metano, metanolo o idrogeno per le centrali elettriche

L'UE vuole che le centrali elettriche a gas siano adatte all'idrogeno solo a partire dal 2035, una decisione molto discutibile perché si tratta di una questione completamente aperta per le centrali elettriche






A partire dal 2035, l'UE vuole solo centrali elettriche a gas adatte all'idrogeno: una decisione molto discutibile.

  Chiaramente per i veicoli stradali


Nel caso delle automobili, si parlava di apertura tecnologica in cui non c'era assolutamente nulla da decidere. Prendiamo il consumo medio di 4,35 litri di gasolio della mia Dacia Lodgy. Molto al di sotto della media per questo veicolo. Ottimisticamente, un litro di gasolio potrebbe essere prodotto con 19 kWh di elettricità. Ma 83 kWh/100 km sono tutt'altro che economici e sarebbero adatti a un camper di 10 metri.

Il tanto decantato idrogeno. Ipotizziamo 1 kg/100 km con uno stile di guida economico. Ma prima che l'idrogeno si trovi nel serbatoio ad alta pressione, deve essere elettrolizzato, trasportato alla stazione di rifornimento allo stato liquido e pressato nel serbatoio ad alta pressione di un'auto. Questo dovrebbe essere pari a 65 kWh/100 km. Pertanto, già nel 2005 mi era chiaro che l'idrogeno non aveva alcuna possibilità di essere utilizzato nei veicoli stradali. All'epoca, le batterie al litio da 1 kWh costavano ancora 1.500 euro. Da allora, il prezzo è sceso di oltre il 90% e la densità energetica è raddoppiata.

  Completamente indeciso sulle centrali elettriche


Metano, metanolo o idrogeno, invece, sono una questione completamente aperta per le centrali elettriche. Il metano ha un potere calorifico di 15,4 kWh/kg e 11,1 kWh per m³ a 0° C e a pressione normale. L'idrogeno ha 39,4 kWh/kg di potere calorifico e 3,54 kWh/m³ di potere calorifico. Questo mostra il primo grande problema: 3,14 volte più volume per lo stesso potere calorifico. Lo stoccaggio e il trasporto sono quindi 3,14 volte più costosi. Più serbatoi di stoccaggio sotterranei, tubi molto più spessi.

A causa dei tubi molto più spessi e della temperatura di combustione più elevata, le centrali elettriche devono essere costruite in modo diverso per funzionare con l'idrogeno.

  Il costo di 1 MWh di potere calorifico


Per 1 MWh di potere calorifico sono necessari 39,4 kg di idrogeno. Questo può essere ottenuto per elettrolisi da 228 kg di acqua. A pressione normale, 282 m³ per lo stoccaggio.

Per 1 MWh di potere calorifico sono necessari 64,9 kg di metano. Di questi, 16,2 kg sono idrogeno e 48,7 kg sono carbonio. Se si accende il tubo dell'acqua per un minuto, l'acqua è sufficiente per produrre 1 kg di idrogeno. Per il carbonio, invece, il discorso è molto più complesso. Per 1 kg di carbonio sono necessari 3,67 kg di CO2. Per ottenere questi 3,67 kg di CO2, è necessario far passare circa 5.500 m³ di aria attraverso un filtro. Naturalmente, aprire un minuto il tubo dell'acqua è molto più facile che far passare 5.500 metri cubi di aria attraverso un filtro e poi estrarre la CO2 dal filtro.

Se il processo di elettrolisi da H2O a idrogeno e da CO2 a carbonio ha la stessa efficienza, il costo aggiuntivo rimane nell'approvvigionamento delle materie prime. In questo caso, il volume di idrogeno 3,14 volte superiore rispetto al metano e il problema della temperatura di combustione più elevata sono compensati dal costo aggiuntivo di approvvigionamento della CO2 per l'alimentazione a metano.

Tuttavia, questo processo, noto come DAC (Direct Air Capture), deve essere ottimizzato a tutti i costi. Anche se sono ipotizzabili navi portacontainer e aerei elettrici fino a 1200 km con batterie, per i voli a lungo raggio sarà necessario il power-to-fuel. Si tratta di un requisito fondamentale, soprattutto per il risanamento del pianeta fino a 350 ppm di CO2. Ogni ottimizzazione di questo processo consente di risparmiare un'incredibile quantità di elettricità. Se fossero necessari solo 5,9 kWh invece di 6 kWh per filtrare 1 kg di CO2 dall'atmosfera e dividerlo in carbonio e ossigeno, ciò significherebbe 782 TWh di elettricità in meno per ppm di atmosfera.

Il metanolo è metano con un atomo di ossigeno. 6,3 kWh/kg di potere calorifico, 5.000 kWh per m³ di potere calorifico. Ho scritto il mio primo articolo sulla questione metano, metanolo o idrogeno nel 2007. Allora si trattava della questione del carburante per le auto ibride plug-in. All'epoca si trattava di una questione importante perché le batterie al litio erano ancora oltre i 1.000 euro/kWh.

Negli ultimi anni ho parlato più volte di metanolo con le organizzazioni di ricerca. Essi vedono dei vantaggi in un'economia basata sul metanolo perché quest'ultimo è liquido a temperatura ambiente ed è quindi molto più facile da immagazzinare e trasportare. Ad esempio, la mia brochure per la Fiera Off-Grid di Augsburg presentava anche un insediamento in cui un autoarticolato Tesla passa ogni pochi giorni e raccoglie il metanolo prodotto con un rimorchio cisterna.

  Ottimizzazione per rapidi cambi di carico o massima efficienza


Se si dispone di un numero sufficiente di batterie, è possibile far funzionare le centrali elettriche con la migliore efficienza per mesi nei mesi invernali. Questo è stato il risultato del mio studio "La Germania sarebbe possibile con il 100% di energia solare". L'ottimizzazione per i rapidi cambiamenti di carico è del tutto superflua. Se invece si pensa di utilizzare le batterie solo in minima parte, allora l'ottimizzazione per i rapidi cambiamenti di carico è necessaria.

  Dove sono i 120 GW di centrali a gas per il freddo?


La scorsa settimana si è parlato delle interruzioni di corrente deliberatamente programmate nelle notti fredde e senza vento. Non sono riuscito a trovare alcuna indicazione che potesse esserci un piano nascosto per 120 GW di centrali a gas in Germania per il 2045, invece di 34,6 GW. Solo pochi avevano riconosciuto la gravità della situazione e diffondevano la mia ultima newsletter.

  Il nostro scenario 2045


È stato realizzato l'80% del programma "Land for Energy" di 1 milione di ettari. Questo comprende 800 GW di fotovoltaico e 2400 GWh di batterie. Altri 300 GW di fotovoltaico e 900 GWh di batterie sono stati realizzati al di fuori delle aree "Land for Energy". L'energia eolica viene ampliata solo leggermente. 150 GW di impianti power-to-methane consentono di utilizzare l'elettricità in eccesso in estate. 80 GW di centrali CCGT.

Di notte c'è solo un freddo cupo. Quando fa molto freddo, di giorno c'è il sole. Le case GEMINI di nuova generazione hanno un autoconsumo molto basso nei periodi freddi grazie al sistema di accumulo di calore a bassa temperatura. 80 GW di centrali CCGT e 1100 GW di fotovoltaico consentono di caricare le batterie durante il giorno. Un'alimentazione sicura anche in condizioni climatiche estreme.

Perché gli scenari sono così diversi? La differenza sta nel fatto che si amano o si odiano le persone.

  Ottimismo in un momento di crisi


Quali prospettive per il futuro si possono dare ai bambini di oggi? La maggior parte della società parla solo di visioni estremamente negative del futuro. Anche quando si parla di alloggi, un'esigenza centrale per tutti. La ricerca di "alloggi in Germania" porta nei risultati solo notizie di disastri. I problemi non possono più essere risolti con metodi convenzionali. Sono necessari approcci completamente nuovi.

Se sosterrete questo modo di pensare completamente nuovo acquistando azioni, tra qualche anno non solo potrete dire "ho contribuito a questo", ma potrete anche guardare al notevole aumento di valore di queste azioni.



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          Metano, metanolo o idrogeno per le centrali elettriche: L'UE vuole che le centrali elettriche a gas siano adatte all'idrogeno solo a partire dal 2035, una decisione molto discutibile perché si tratta di una questione completamente aperta per le centrali e https://2024.pege.org/02-11/italian.htm