Přečtěte si:  Pozvánka na konferenci Elektrické autobusy pro město X






Pozvánky na akce


Stalo se










Palivové články s pevnými oxidy mají perspektivu vyšší účinnosti a podpory využívání obnovitelných zdrojů energie

16.6.2021 Palivové články s pevnými oxidy (SOFC) mají perspektivu jako téměř bezemisní zdroje energie využívající na vstupu „tradiční“ média, jako je zemní plyn nebo bioplyn, ale také jako zdroj vodíku pro další palivočlánkové aplikace. Zvýšení jejich energetické účinnosti je nyní náplní vývojových projektů spolufinancovaných americkým Ministerstvem energetiky (DOE), jejichž hlavním účastníkem je americký výrobce palivových článku FuelCell Energy. Odborná veřejnost o tom byla informována v květnu 2021.

Palivové články s pevnými oxidy a jejich využití

Palivový článek s pevnými oxidy (solid oxide fuel cell – SOFC) používá jako elektrolyt keramickou hmotu složenou z pevných oxidů, nejčastěji oxidů zirkonu a ceria. Jeho energetická účinnost se pohybuje kolem 35 – 43 %. Tyto články, podobně jako MCFC, pracují při teplotách 500 – 1000 °C, a stejně jako ony tudíž nepotřebují drahou platinu jako katalyzátor.

Jednotka vybavená SOFC může být využívána pro výrobu elektřiny tak jako v Pittsburghu, kde jako vstupní médium slouží zemní plyn. Stejně tak může sloužit pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla (kogeneraci) a jako vstupní médium může mít bioplyn.

Tuto technologii lze rovněž použít obráceně – jako zařízení pro elektrolýzu vody. Palivočlánková jednotka je v takovém případě konfigurována tak, aby vyráběla více vodíku, než kolik jej spotřebuje palivový článek pro výrobu elektřiny. Výsledkem je trojitě generační jednotka vyrábějící elektřinu, teplo a vodík (viz foto). Elektřina i vyrobené teplo přitom může napomoci například výrobě bioplynu jakožto primárního vstupního média. Technologie SOFC přitom funguje mnohem efektivněji než tradiční elektrolyzéry, tj. s menší spotřebou elektřiny na objem vyrobeného vodíku. A co je důležité, jedna taková jednotka umí fungovat reverzibilně – tedy přepínat se mezi módem palivového článku a módem elektrolyzéru.

Vodík pak může sloužit jako nosič energie k pozdějšímu využití pro výrobu elektřiny v palivovém článku. Podle FuelCell Energy tak do budoucna představuje nákladově efektivnější alternativu k tradičním stacionárním zásobníkům energie využívajícím lithium-iontové baterie zvláště tam, kde je třeba energii uchovávat po dobu delší než šest hodin.

Projekty FuelCell Energy

Na výrobu elektřiny je zaměřen projekt “Innovative Natural-gas Technologies for Efficiency Gain in Reliable and Affordable Thermochemical Electricity-generation” (INTEGRATE), neboli „Inovativní technologie zemního plynu pro zvýšení efektivnosti spolehlivé a dostupné termochemické výroby elektřiny“. Jeho cílem je zvýšit energetickou účinnost systémů využívajících palivové články typu SOFC nad 70 %.

Po úspěšné přípravné fázi je nyní zahájena konstrukce a výroba sub-megawattového prototypu. Hlavním cílem je vyvinout zdokonalenou tlakovou palivočlánkovou jednotku, která je klíčovou pro zvýšení účinnosti výroby elektřiny na uvedenou hodnotu. Součástí je rovněž zvýšení efektivnosti elektrolýzy založené na palivových článcích typu SOFC.

Na elektrolýzu pomocí palivových článků typu SOFC je zaměřený samostatný projekt SOEC. V jeho rámci již FuelCell Energy  provozuje systém schopný vyrobit až 20 kg vodíku denně. Testovací provoz prokázal elektrickou účinnost systému nad 90 % a identifikoval příležitosti k jejímu dalšímu zvyšování až na 100 %, pokud se do systému přivede tepelná energie z vnějšího zdroje.

Během roku 2021 je plánováno vybudování nového systému elektrolýzy o výkonu 250 kW, umístěného ve výzkumné základně Idaho National Laboratories (INL). Systém bude vybaven rovněž zásobníkem vodíku. Výsledkem bude platforma zvaná „Reversible Solid Oxide Fuel Cell (RSOFC)“, neboli „Reverzibilní palivový článek s pevnými oxidy“, kde palivočlánková jednotka umožňuje měnit způsob fungování mezi výrobou elektřiny a výrobou vodíku (viz výše).

Předpokládá se, že tato technologie může být důležitým základem pro flexibilní zapojení obnovitelných zdroje energie všude tam, kde je potřeba pokrýt nerovnoměrnosti ve výrobě a spotřebě energie pomocí zásobníků energie.

redakce Proelektrotechniky.cz

Ilustrační foto palivočlánkové kogenerační jednotky © FuelCell Energy

Další informace zde

Přečtěte si také:

Palivočlánkové energetické jednotky FuelCell Energy využívající bioplyn: přes 20 MW po celém světě

17.1.2020 Na konci roku 2019 vstoupila do plně komerčního provozu 2,8megawattová kogenerační jednotka v americkém městě Tulare, instalovaná v místní čističce odpadních vod a využívající jako vstupní médium bioplyn. Pro jejího dodavatele, americkou společnost FuelCell Energy, je to příležitost k ohlédnutí za padesátiletým vývojem v oblasti stacionárních palivočlánkových technologií včetně možností využívání bioplynu jako ekologického, avšak poněkud problematického média, při jejich provozu.


FuelCell Energy a E.ON: společně na evropském trhu stacionárních palivočlánkových zdrojů

23.10.2019 Americký výrobce stacionárních palivočlánkových zdrojů FuelCell Energy, který již dříve avizoval opětovný vstup na evropský trh, a společnost E.ON Business Solutions ze skupiny E.ON uzavřely dohodu o spolupráci při rozvíjení evropského trhu stacionárních palivočlánkových zdrojů. Odborná veřejnost byla s touto dohodou seznámena na začátku října 2019.


FuelCell Energy: submegawattové stacionární palivočlánkové zdroje na zemní plyn a bioplyn také pro evropský trh

2.8.2019 Americký výrobce stacionárních palivočlánkových jednotek FuelCell Energy není čtenářům našeho portálu jistě neznámý – zajímavosti z úspěšného provozu jeho palivočlánkových elektráren a kogeneračních jednotek průběžně sledujeme, viz například nedávné poznatky z palivočlánkové kogenerace v korejském Inčchonu. Až dosud se však tento výrobce zaměřoval především na americký a asijský trh. V červenci 2019 oznámil odborné veřejnosti, že své submegawattové palivočlánkové jednotky řady SureSource 250 a SureSource 400 o výkonech 250 a 400 kW opětovně nabídne také na evropském trhu.


20MW palivočlánková kogenerace v Inčchonu má za sebou úspěšný rok provozu

18.7.2019 V jihokorejském městě Inčchon (anglicky Incheon) – téměř třímiliónové metropoli, ležící nedaleko hlavního města Soulu, slouží již rok, tedy od konce června 2018, 20MW palivočlánková kogenerační jednotka pro výrobu elektřiny a tepla pro dálkové vytápění. První rok provozu považuje za velmi úspěšný jak její dodavatel, tak energetická společnost, jíž kogenerační jednotka patří.


Palivočlánkový park v Bridgeportu se stane součástí elektrárenského portfolia svého dodavatele, akvizici financují komerční banky

16.5.2019 Od prosince 2013 funguje v americkém městě Bridgeport (stát Connecticut) park palivočlánkových elektráren o celkovém výkonu 14,9 MW. Dodavatelem a zároveň provozovatelem palivočlánkových jednotek je americký výrobce FuelCell Energy. Vlastníkem je elektrárenská společnost Dominion Energy, pro niž byl tento park provozován na smluvním základě. V polovině května 2019 dochází k významné organizační změně: FuelCell Energy odkoupil palivočlánkový park do svého vlastnictví.


Dvě palivočlánkové elektrárny v Connecticutu uzavřely dohodu o nákupu elektřiny

28.11.2018 Začátek listopadu 2018 byl pro americký stát Connecticut důležitým milníkem v oblasti ek.logicky vyráběné elektřiny: Ve dvou městech, Hartfordu – hlavním městě státu Connecticut – a Derby byly uzavřeny dohody o nákupu elektřiny (power purchase agreement – PPA) z palivočlánkových elektráren od amerického dodavatele FuelCell Energy s lokální distribuční společností. 


Stacionární palivočlánkové jednotky od FuelCell Energy vyrobily 8 miliónů MWh elektrické energie

2.10.2018 Stacionární palivočlánkové jednotky řady SureSource od amerického výrobce FuelCell Energy sledujeme průběžně na našem portále. Uplatňují se u rozmanitých energetických projektů ve světě – v USA (například ve městě Tulare nebo u farmaceutické společnosti Pfizer), v Jižní Koreji (např. palivočlánková kogenerace ve městě Inčchonu) nebo třeba v areálu jednoho z německých ministerstev. V září 2018 dosáhly tyto palivočlánkové zdroje důležitý milník: v součtu vyrobily celkem 8 miliónů MWh elektrické energie. 


Čistý zdroj pro dálkové vytápění města: palivočlánková kogenerace v Inčchonu

28.8.2018 Jedním z průkopníků palivočlánkových technologií na asijském kontinentě je bezesporu jihokorejské město Inčchon (anglicky Incheon) – téměř třímiliónová metropole, ležící nedaleko hlavního města Soulu. Svědčí o tom i 20letá smlouva s americkou společností FuelCell Energy na provoz 20MW palivočlánkové kogenerační jednotky pro výrobu elektřiny a tepla pro dálkové vytápění v tomto městě, kterou v červenci 2018 podepsala energetická společnost Korea Southern Power Co. Ltd. (KOSPO).


Palivočlánková kogenerace z bioplynu pro město Tulare: energetická společnost přebírá projekt od dodavatele

25.4.2018 Tulare je šedesátitisícové město v západní Kalifornii, mezi jehož strategické priority patří také udržitelný rozvoj včetně ekologicky šetrné energetiky. Jedním z konkrétních projektů, jimiž se tato strategie realizuje, je i provoz palivočlánkové kogenerační jednotky od dodavatele FuelCell Energy v tamní čističce odpadních vod. Na začátku dubna 2018 překročil tento projekt důležitý milník 


Stacionární palivočlánková jednotka umí efektivně a bezpečně využívat i bioplyn

19.1.2018 Anaerobní vyhnívací plyn (ADG) je jedním z bioplynů, které vznikají jako odpadní produkt v čističkách odpadních vod, při chovu hospodářských zvířat nebo zpracováním potravinářského odpadu. Jako takový je řazen mezi důležité obnovitelné zdroje, resp. nosiče energie. Na rozdíl od zemního plynu je však mnohem méně bohatý na metan, který je vlastním zdrojem energie, a zároveň plný kontaminantů. Přesto si s tímto problematickým nosičem energie dokáže poradit i takové zařízení, jako palivočlánková energetická jednotka. 



Naše tipy























Copyright © 2012 – 2021 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services