鉄空気電池のシミュレーションテストとメタノールへの電力供給

このシミュレーションでは、ナトリウム電池が5MWh、鉄空気電池が6MWhという結果が出ている。新技術がなければどうなるのだろう?






まだ存在しない製品をどうやってテストするのか?その製品を使ったシミュレーションを行います!シミュレーションでは、2MW弱の太陽光発電を備えたオフグリッドの急速充電集落を想定している。80kWから400kWの連続負荷でシミュレーションを行う。負荷はガソリンスタンドによくあるように1日中分散しており、ピーク時には平均負荷の最大200%、深夜以降は25%となる。

このオフグリッド急速充電居住区には、異なる量のナトリウム電池、鉄空気電池、メタノール電源が装備されている。テストでは、4、5、6、7、8、10MWhのナトリウム電池、0、6、8、10、15、20、30MWhの鉄空気電池を使用した。シミュレーションの当初は、40MWhと60MWhの鉄空気電池も使用したが、採算が合わなかったため、これらの組み合わせはシミュレーションから除外された。

プラス0、100 kW、200 kW、300 kW、400 kWの出力をメタノールに変換。

  価格前提


輸送費、関税、消費税を含まない前提。想像しうる最低価格。太陽光発電は1kWあたり300ユーロ、ナトリウム電池は1kWhあたり64ユーロ、鉄空気電池は1kWhあたり12ユーロ。100kW、200kW、300kW、400kWのメタノール発電所は、30万ユーロ、50万ユーロ、70万ユーロ、90万ユーロと仮定した。

  システムの限界


鉄空気電池がそんなに安いなら、なぜナトリウム電池なのか?効率が60%で、C=0.01だからだ。つまり、1トンの電池は250kWhだが、2.5kWしか引き出せず、2.5kWしか充電できない。1MWの充電電力を達成するには、100MWhの鉄空気電池が必要だ。

したがって、シミュレーションは毎日午前0時に鉄空気電池を充電するかどうかを決定する。鉄空気電池は、次の決定まで常に充電される。夜間はナトリウム電池で。

効率が60%しかないのに、どうしてそんなガラクタが使えるのか?50%×35%で17.5%だからだ。メタノールへの電力は、電気から発熱量への変換効率が50%であると仮定する。その後、発電機は発熱量を35%の効率で電気に戻す。

20,000リットルのタンクで30,000ユーロ。つまり、1リットルあたり1.5ユーロである。熱量5kWhのこのリッターを1.75kWhの電力に変換すれば、30,000ユーロで35MWhの蓄電システムが完成する。メタノール工場への電力供給コストと悲惨な効率さえなければ、だが。

シミュレーションの仮定では、35MWhの鉄空気電池のコストは42万ユーロである。100kWのメタノール発電が30万ユーロで済むと仮定した場合、なぜそれを使うのか?100kWの場合、システムは1時間に10リットルを生産し、タンクが満タンになるまで2,000時間を要する。これに対して、C=0.01の鉄空気電池は、やはり極めて急速充電が可能である。2,000時間で満充電になるのはC=0.0005である。

  地球の自転、天候、地軸の傾き


電気を貯める理由は3つある。地球の自転、夜間は太陽光発電がない。天候、太陽が照っているときは余るが、雲が厚いときは不足する、地軸の傾きによって夏と冬で発電量が異なる。これらの理由それぞれに、最適な貯蔵技術を割り当てることができる:
  • 昼夜兼用リチウム電池とナトリウム電池
  • 晴天時と曇天時を補う鉄製空気電池
  • 夏と冬のイコライジングのためのXへの電力供給


  オールボーからゼビラまでの44カ所でのシミュレーション


オフグリッド急速充電居住地のシミュレーションはアフリカで行われるため、ほとんどの場所は赤道に近い。好奇心として、ローマ、ザルツブルク、ベルリン、デンマークのオールボルグも含まれている。ベストロケーションとオールボルグの間には1:4の差がある。収量が低いことに加え、ロスの多い夏冬のバランシングとコストのかかる200kWのメタノール発電所の電力が多い。

16年間にわたり、各時間の太陽熱利回りでシミュレーションを行った。その後、償却期間を5年、10年、15年、20年とし、メタノールの発熱量を1KWhあたり10セント、15セント、20セント、25セントとして計算した。メタノールは購入価格の30%で販売される。そして、発電価格とバランスシートにおいて最良の結果が、例えば急速充電ステーションで20セントkWhで販売する場合、140kWから260kW、180kWから300kWといった7つの負荷ポイントにわたって求められる。そして、最初の10位に20、16、14、12、10、8、6、4、2、1が与えられる。そして、それぞれの組み合わせに対して、価格とバランス・コンペティションのポイントが掛け合わされる。

以下は、場所/年/価格のメタノールの組み合わせのトップ10の例である。

  サプライズ優勝


私は、勝者には鉄空気電池とメタノールへの出力が大幅に増えると想定していた。シミュレーションソフトにメタノールへの電力を追加し、400kWでシミュレーションしたところ、結果が大幅に悪化したことに驚いた。しかし、期待したような奇跡的な回復は見られなかったので、メタノールへの電力を0、100、200、300、400kWでシミュレーションしてみた。

このシミュレーションでは、ナトリウム電池が5MWh、鉄空気電池が6MWhという結果が出ている。新技術がなければどうなるのだろう? 6位と7位でさえ、ナトリウム電池が占めており、他には何もない。メタノールに100kWの電力を供給する最初の組み合わせは14位にとどまっている。



  ドラッグスター1/4マイルでニュルブルクリンクと対戦


太陽光発電が今日の13時に電力需要の120%をカバーした」などという応援報道は、「ドラッグスターが1/4マイルを3.7秒で走破した」と同じくらい愚かなことだ。

このドラッグスターが0から100まで0.6秒で加速するのは素晴らしいが、ドラッグスターのエンジンは22キロメートルに対応するようには設計されておらず、コーナーは非常に問題が多いので、日常使用に適したどんな車でもニュルブルクリンクでは負けてしまうだろう。

ドイツのエネルギー転換のためのコスト最適化研究はどこにあるのか?どうして存在しないのだろうか?もしあなたが、何でもかんでも税金で賄えばいいという破壊的な考えを持っているのなら、コストの最適化調査など思いつかないはずだ。

  ネット・ゼロ・エミッションの考え方


ネット・ゼロ・エミッションとは、温室効果ガスの排出量を自然が吸収できるレベルまで削減することを意味する。富裕層にとって、これは以下を意味する。貧困を維持し、貧困を引き起こし、富裕層に十分な排出権が残るようにする。

  惑星浄化の精神


CO2を350ppmまで浄化するということは、大気から1ppmのCO2を濾過し、炭素と酸素にリサイクルするために、およそ47,000TWhの電力が必要だということだ。誰がそんな余裕を持てるだろうか?それができるのは、100億人が繁栄する豊かな人類だけだ。

  疑問があれば、すべてのページを注意深くチェックすること


それは3つの方向性の決断である:
  • 永遠の化石。永遠の石油を信じ、人間が気候に影響を与えないことはあり得ないと信じる。
  • ネット・ゼロ・エミッションですべてがうまくいく。目標を達成するための最も重要な手段として、「節約」「制限」「放棄」がある。
  • CO2排出量を350ppmに戻すクリーンアップ。目標達成のために必要な世界的繁栄。
疑問があれば、すべての関係者の主張をチェックすること。もしこの方向性が優勢になり、そのアイデアを実現することができたとしたら?

  GEMINI次世代AGはその逆を証明する


20年後に株式の価値が10倍や100倍になっているか、あるいは数セントの価値しかないかの問題ではない。それは、私たち全員の未来についてである。エコ・ファシズムと昨日の化石の間で大きな対決が繰り広げられるのか、それとも社会の深い分裂を乗り越え、新たな大きな目標のために双方の支持者を鼓舞することができるのか。

世界的な繁栄と惑星のクリーンアップ。その代わりに、規制の放棄と気候の破局、あるいはピークオイルともう少し気候の破局を救う。両者とも、実行可能な解決策を持ち合わせていないことを確信しなければならない。

一方では、純排出量ゼロはまったく不十分な目標であり、その代わりにCO2排出量を350ppmに戻すことを目標としなければならないことを示さなければならない。もう一方は、太陽光発電が化石エネルギーよりも高い生活水準を可能にすることを示さなければならない。

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