Vzácná surovina zemní plyn.

Motor budoucnosti CH4

Dva úzcí příbuzní Zemní plyn a elektrická energie mají mnohem více společného, než se na první pohled zdá.

Kolem jedenácti procent elektrické energie v Německu bylo v roce 2012 vyrobeno v elektrárnách na zemní plyn. To je prospěšné i pro životní prostředí. Při spalování zemního plynu vzniká, díky nízkému obsahu uhlíku v metanu, výrazně méně CO2 než při spalování uhlí. Mimoto dosahují moderní elektrárny na zemní plyn díky vyspělé technologii velmi vysoké účinnosti, přeměňují tedy velký podíl energie zemního plynu na elektrickou energii. Tak dosáhla například elektrárna Irsching 4 v blízkosti Ingolstadtu krátce po svém uvedení do provozu v roce 2011 účinnosti přeměny paliva na elektrickou energii 60,75 procent. To je světový rekord! Například uhelné elektrárny dosahují účinnosti maximálně 50 procent.

To, že jsou elektrárny na zemní plyn v současnosti tak účinné, závisí také na po desetiletí zlepšovaných turbínách. Ty jsou roztáčeny působením vtékajícího vzduchu zahřátého při spalování zemního plynu, podobně jako u tryskového letadla. Hřídelem je převáděn otočný pohyb na elektrický generátor, který – stejně jako u dynama jízdního kola – vyrábí elektrický proud.

Šetrné k životnímu prostředí: paroplynové elektrárny a kogenerační jednotky

Mohutného skoku v účinnosti dosáhli inženýři, když začali k výrobě elektrické energie využívat i odpadní teplo z plynové turbíny. To zahřívá vodu, čímž vzniká pára, která pohání parní turbínu. Ta opět hřídelem roztáčí generátor, který produkuje dodatečnou elektrickou energii. Jenom v důsledku tohoto vynálezu se značně zvýšila účinnost paroplynových elektráren. Tímto způsobem dosáhla i elektrárna Irsching 4 svého světového rekordu. Přitom paroplynové elektrárny nejsou drahé, stojí přibližně o polovinu méně než srovnatelná uhelná elektrárna a lze je postavit v kratším čase.

Váš kontakt

Königstor 20
34117 Kassel
Tel.: +49 (0) 561 99858-0 
E-Mail: presse[at]wingas.de

Odpadní teplo z výroby elektrické energie lze však využít i jiným způsobem. V kogeneračních jednotkách neslouží k pohánění parní turbíny. Místo toho je teplo využíváno buď přímo na místě (například pro průmyslové výrobní procesy) nebo je odváděno do teplovodních sítí pro vytápění bytů.

Existují ale i malá provedení kogeneračních jednotek pro vytápění soukromých domácností. Kogenerační jednotky dosahují velmi vysoké účinnosti 80 až 90 procent. Mají však smysl pouze tehdy, když se v jejich okolí nachází odběratel tepelné energie.

Plynové elektrárny: možnost flexibilního řízení

Plynové elektrárny jsou, především z důvodu jejich vysoké účinnosti a nízkých emisí CO2, přínosem pro životní prostředí. Při přechodu na udržitelné zdroje energie proto budou hrát důležitou roli. Větrné a solární elektrárny nemají konstantní výkon. V okamžiku, kdy nemohou dostatečně přispívat k výrobě elektrické energie, musí je krátkodobě zastoupit jiné elektrárny. K tomuto účelu se výborně hodí plynové elektrárny, které lze spouštět a odstavovat daleko flexibilněji než například uhelné elektrárny – v nouzových případech do několika minut. V kombinaci s novými akumulátory elektrické energie budou tedy plynové elektrárny zajišťovat, abychom měli i ve věku udržitelné energie jistotu stabilního zásobování elektrickou energií.

Technologie Power to Gas: milník energetické budoucnosti?

Nejenže lze vyrábět elektrickou energii z plynu, ale i opačný postup je možný. Pokud se z obnovitelných zdrojů vyrobí více elektrické energie, než je možné spotřebovat, lze s její pomocí vyrábět umělý plyn. V jednom z prvních kroků se použije přebytečná elektrická energie na rozložení vody na její základní prvky, vodík a kyslík (elektrolýzou). V druhém kroku se přemění vodík přidáním oxidu uhličitého na metan (metanizace). Jakmile je k dispozici přebytečná elektrická energie ve formě plynu (Power to Gas), je k jejímu dalšímu použití připravena celá německá plynová infrastruktura se svými potrubími a zásobníky. „Zelený zemní plyn“ lze poté například použít pro vytápění nebo jako palivo pro vozidla na zemní plyn. Technologie „Power to Gas“ je sice na začátku, ale může být cestou jak ještě inteligentněji provázat elektrickou energii a plyn.

Decentralizace: výroba elektrické energie a tepla doma ve sklepě

Úzké propojení zemního plynu a elektrické energie jde ještě dále. V palivových článcích lze ze zemního plynu ekologicky vyrábět elektrickou energii a teplo – a sice přímo doma ve sklepě. V menších topných zařízeních na bázi palivových článků přeměňuje „reformer“ zemní plyn na vodík. Vodík poté produkuje elektrochemickým procesem v palivovém článku elektrickou energii. Přitom také vzniká odpadní teplo, kterým lze vytápět dům nebo byt a ohřívat vodu. Pomocí takovýchto zařízení mohou majitelé domů učinit mnoho pro životní prostředí. Decentralizovaná výroba elektrické energie a tepla je vysoce efektivní a produkuje výrazně méně emisí CO2 než tradiční řešení.

Váš kontakt

Königstor 20
34117 Kassel
Tel.: +49 (0) 561 99858-0 
E-Mail: presse[at]wingas.de