FuelCell Energy: životnost palivových článků pro
stacionární aplikace prodloužena z 5 na 7 let19.2.2020 Palivové články s tavnými uhlíkatými sloučeninami od amerického výrobce
FuelCell Energy, určené pro stacionární aplikace, jsou využívány na
mnoha místech USA i jinde ve světě jako ekologický zdroj energie. V
roce 2018 byla jejich životnost technicky prodloužena z 5 na 7 let, což
začátkem ledna 2019 oficiálně potvrdil i jejich výrobce. Toto
prodloužení má významné provozní a především ekonomické aspekty. 
Palivočlánkové jednotky od FuelCell Energy řady SureSource (viz foto),
využívané jako zdroj pro palivočlánkové elektrárny a kogenerační
stanice, používají palivové články typu MCFC. Jejich elektrolytem jsou
tavené uhlíkaté sloučeniny – tedy tavená směs uhlíkatých solí
rozpuštěná v porézní, chemicky inertní keramické matrici. Protože jde o
vysokoteplotní palivový článek, pracující při teplotách 600 °C a
vyšších, není nutno u jeho elektrod používat jako katalyzátor vzácné
kovy, což významně snižuje jeho pořizovací náklady.
Vstupním médiem je nejčastěji zemní plyn, případně bioplyn, jejichž
energetickou složkou je metan. Z něho při endotermní reakci s vodní
párou za vyšších teplot (tzv. reformováním) vzniká směs CO a vodíku, ze
kterého se dále elektrochemickou reakcí vyrábí elektřina, podobně jako
u palivových článků používajících jiné druhy elektrolytů. Energetická
účinnost tohoto typu palivočlánkových energetických jednotek se
pohybuje v rozmezí 43 – 47 %. Protože se zde elektřina vyrábí z plynu
elektrochemickou cestou, nikoli spalováním v tepelných strojích (ať již
jakýchkoliv), je takováto palivočlánková energetická jednotka prakticky
bezemisní – kromě redukce skleníkových plynů neprodukuje téměř žádné
oxidy síry, oxidy dusíku ani pevné částice.
Technicky bylo dosaženo prodloužení životnosti palivového článku z
dřívějších 5 na nynějších 7 let zlepšením konstrukce celé
palivočlánkové jednotky a zvýšení trvanlivosti jejich základních
komponent. Obojí je výsledkem výzkumné a vývojové činnosti u výrobce,
která má svoji dlouhou tradici – jeho zakladateli byli již v roce 1969
tehdejší průkopníci palivočlánkových technologií. Zvýšení životnosti
přitom bylo dosaženo za cenu relativně malého, méně než pětiprocentního
nárůstu ceny samotné palivočlánkové sady.
Finanční přínosy tohoto nárůstu jsou přitom významné, zejména v
kontextu provozní ekonomiky celé palivočlánkové energetické jednotky.
Náklady na výměnu opotřebované palivočlánkové sady (stacku) v
palivočlánkové elektrárně či kogenerační jednotce činí přibližně
polovinu provozních nákladů, nepočítaje v to cenu paliva.
Při využití na 90 % tak například 1,4MW palivočlánkový modul s
pětiletou životností vyrobí do doby nutné výměny 55,2 GWh energie.
Naproti tomu modul se sedmiletou životností vyrobí 77,3 GWh energie,
tedy o 40 % více. To vše při téměř stejných investičních nákladech.
Prodloužení životnosti tak fakticky snižuje o 40 % tu část provozních
nákladů, která představuje výměnu opotřebovaných palivových článků za
nové.
Uvedené výsledky vycházejí z pečlivého monitorování dvouletého provozu
prvního prototypu se sedmiletou životností a ročního provozu jeho
prvního sériového produktu. Během nich byly pečlivě měřeny a
vyhodnocovány provozní parametry, jako je napětí na výstupu palivového
článku a jeho teplota. Jejich naměřený vývoj se shoduje s předpoklady
sedmileté životnosti.
redakce
Proelektrotechniky.cz
Foto © FuelCell
Energy
Další
informace zde
 Přečtěte
si také:
 29.1.2020
Radiokomunikační věže jsou jedním ze zařízení
kritických
pro chod veškeré technické infrastruktury státu. Na jejich nepřetržitém
provozu i v situaci totálního výpadku elektrického proudu v zemi
(blackoutu) mohou záviset zdraví a životy lidí i majetek
nevyčíslitelných hodnot. Jedním z požadavků na jejich provoz je proto
spolehlivý a efektivní nezávislý záložní zdroj, schopný zásobovat věž
po potřebně dlouhou dobu. V Německu budou od konce roku 2021 takovým
zdrojem palivočlánkové jednotky Ballard, jak byla v lednu 2020
informována odborná veřejnost. 
 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.
 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.
 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.
 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.
 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.
 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.
 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.
 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).
 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
 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.
|
