Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Menyelamatkan Iklim Dengan Bahan Bakar Surya

Analisis mobilitas menunjukkan: Hanya sebagian kecil dari semua kendaraan yang bertanggung jawab atas sebagian besar kilometer yang ditempuh. Kita berbicara terutama tentang truk jarak jauh yang mengangkut barang ke seluruh Eropa. Jika ini terus didorong dengan energi fosil, hal ini hampir tidak akan mungkin untuk cukup mengurangi CO 2 emisi di lalu lintas jalan. Bahan bakar sintetis dari kelebihan listrik terbarukan dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap aplikasi pengemudi yang sering seperti itu.
IMAGES
Gambar: majalah.stfi.ac.id

Dengan mobilitas listrik, mobilitas hidrogen dan bahan bakar sintetis, Empa masa depan mobilitas demonstran, "bergerak," sedang menyelidiki tiga jalur untuk CO 2 pengurangan lalu lintas jalan dengan latar belakang sistem energi yang berubah dengan cepat. "Semua konsep ini memiliki kelebihan dan kekurangan dalam hal energi, operasi, dan ekonomi. Untuk menggunakannya dengan cara yang cerdas, kita memerlukan pemahaman yang lebih dalam tentang sistem secara keseluruhan," kata Christian Bach, Kepala lab Teknologi Otomotif Powertrain Empa. "Bersama dengan mitra 'move' kami, kami bekerja untuk mengembangkan pengetahuan yang dapat dipraktikkan."

Proyek terbaru berfokus pada produksi metana sintetis dari hidrogen dan CO 2 - yang disebut metanisasi. Bahan bakar tersebut, diproduksi secara sintetis dengan energi terbarukan -- disebut synfuel atau syngas -, dapat diangkut melalui rute konvensional dan tersedia melalui infrastruktur yang ada. Hal ini menarik bagi Swiss maupun secara global, karena membuka potensi energi terbarukan yang sangat besar.

Proses metanisasi dikembangkan di Empa

Proses kimia dasar metanisasi telah dikenal selama lebih dari 100 tahun sebagai reaksi Sabatier. Dalam "bergerak", proses lain yang dikembangkan lebih lanjut di Empa akan digunakan: yang disebut metanisasi yang ditingkatkan penyerapan. Peneliti Empa berharap bahwa konsep rekayasa proses baru ini akan mengarah pada kontrol proses yang lebih sederhana, efisiensi yang lebih tinggi, dan kesesuaian yang lebih baik untuk operasi dinamis. Methanization bekerja sebagai berikut: Metana (CH4) dan air (H2O) yang diproduksi oleh konversi katalitik dari karbon dioksida (CO 2) dan hidrogen (H2). Air menyebabkan masalah dengan proses konvensional, namun: Untuk menghilangkannya, tahap metanisasi serial biasanya diperlukan -- dengan area kondensasi di antaranya. Karena suhu reaksi yang tinggi, sebagian air diubah kembali menjadi hidrogen oleh apa yang disebut reaksi pergeseran air-gas. Produk gas dari reaksi metanisasi mengandung beberapa persen hidrogen, yang mencegah pengumpanan langsung ke dalam jaringan gas; hidrogen harus dihilangkan terlebih dahulu.

CO 2 dan air dari udara

CO 2 untuk metanisasi serta air untuk produksi hidrogen diambil langsung dari atmosfer dengan pengumpul CO 2 dari Climeworks spin-off ETH. Sistem ini menyebalkan di udara ambien dan CO 2 molekul tetap melekat ke filter. Menggunakan panas - sekitar 100 ° C - molekul CO 2 dapat dilepaskan dari filter. Peneliti Empa melihat potensi lebih lanjut untuk optimasi dalam panas yang dibutuhkan untuk desorpsi CO 2 ini . "Baik produksi hidrogen dan metanisasi terus menghasilkan limbah panas," kata Bach. "Dengan cara dari manajemen panas yang cerdas, kita ingin menutupi kebutuhan panas dari CO 2 kolektor sebanyak mungkin dengan limbah panas ini." Selain CO 2, pabrik Climeworks juga mengekstrak air dari udara sekitar, yang digunakan untuk produksi hidrogen dalam perangkat elektrolisis. Ini berarti bahwa tanaman seperti itu juga dapat ditemukan di daerah tanpa pasokan air, misalnya di gurun (lihat kotak).

Selain pengetahuan baru tentang aspek teknis dan energik, wawasan tentang efisiensi ekonomi metana sintetis adalah salah satu tujuan utama proyek. "Untuk memastikan perspektif holistik ini, konsorsium proyek terdiri dari mitra yang mencakup seluruh rantai nilai -- mulai dari peneliti Empa hingga pemasok energi, operator stasiun pengisian dan armada serta mitra industri di sektor teknologi dan pabrik," kata Brigitte Buchmann, anggota Dewan Direksi Empa dan kepala strategis "move." Proyek ini didukung oleh Canton of Zurich, Dewan ETH, Avenergy Suisse, Migros, Lidl Swiss, Glattwerk, Armasuisse dan Swisspower.

Saat ini, tim Christian Bach sedang berkonsentrasi pada penyelidikan adsorpsi air pada bahan berpori dan kontrol proses reaksi katalitik. Pembangunan pabrik direncanakan pada pertengahan 2021. "Sekitar setahun kemudian, kami ingin mengisi bahan bakar kendaraan pertama," kata Buchmann. "Dengan metana dari energi matahari."

Bahan bakar sintetis dari gurun?

Saat mengubah sistem energi kita menjadi sumber terbarukan, ada tantangan besar: Sumber terbarukan seperti matahari atau angin tidak selalu tersedia di mana-mana. Di musim dingin kita memiliki terlalu sedikit energi terbarukan, di musim panas ada terlalu banyak -- di belahan bumi utara. Di belahan bumi selatan sebaliknya. Tetapi ada juga daerah dengan sinar matahari yang hampir terus menerus -- yang disebut sabuk matahari, di mana gurun besar di Bumi berada. "Dari perspektif global, kita tidak memiliki terlalu sedikit energi terbarukan di seluruh dunia, tetapi "hanya" masalah transportasi energi," kata Christian Bach. Pembawa energi sintetis dapat membantu memecahkan masalah ini.

Pabrik yang lebih kecil di Swiss dapat memberikan kontribusi yang berharga bagi sistem energi nasional dengan memanfaatkan kelebihan listrik musim panas dan menghubungkan berbagai sektor energi. Namun, tanaman besar dapat memanfaatkan potensi penuh mereka di atas semua di sabuk matahari Bumi. Hal ini diilustrasikan dengan perhitungan sederhana: Untuk memenuhi kebutuhan energi Swiss selama musim dingin yang tidak tercakup oleh tenaga air serta semua lalu lintas domestik jarak jauh secara eksklusif dengan sumber energi sintetis (impor), pembangkit listrik tenaga surya akan diperlukan di padang pasir dengan luas kurang lebih 700 km2; yaitu 27 x 27 km atau dengan kata lain 0,008% dari luas Sahara. Air dan CO 2yang dibutuhkan untuk produksi dapat diekstraksi secara lokal dari atmosfer (lihat teks utama). "Mekanisme perdagangan yang ada, infrastruktur transportasi, standar dan keahlian dapat digunakan lebih lanjut," kata Bach. Jadi bisakah tanaman yang di "pindah" segera menjadi model untuk pabrik gigawatt di padang pasir?

Powered By NagaNews.Net