بررسی فناوری نوین تبدیل توان به گاز

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 استادیار مهندسی مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

2 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد

3 رئیس امور پژوهش و فناوری شرکت گاز خراسان رضوی، مشهد

4 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

5 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی-واحد علوم و تحقیقات، تهران

چکیده

امروزه به‌دلیل نگرانی­های موجود در مورد مسائل زیست‌محیطی و نیز در مورد قالبیت اطمینان منابع انرژی، تولید برق با بهره‌گیری از منابع انرژی تجدید­پذیر (نو)، اهمیت فزاینده­ای یافته است. به‌همین دلیل به‌کارگیری سیستم‌های ذخیرة انرژی در نقاط مختلف سیستم قدرت ضروری است، تا تعادل بین تولید و مصرف برقرار گردد و یا اینکه برای بازه‌های زمانی که تولید کمتر از مصرف است، بتوان ذخیره‌سازی انجام داد. دراین مقاله، نخست برخی از روش‌های مرسوم ذخیره‌سازی انرژی معرفی شده و سپس به معرفی فناوری نوظهوری با عنوان تبدیل توان به گاز[i] پرداخته می‌شود. اساس این فناوری ذخیره­سازی انرژی از طریق تبدیل توان به گاز است. یکی از پرکاربردترین روش­ها در این فناوری، بهره‌گیری از منابع انرژی تجدیدپذیر و تولید هیدروژن از طریق فرایند الکترولیز و سپس ذخیره­سازی هیدروژن تولیدی است. در صورت تمایل، برای افزایش کارایی سیستم، می­توان با احداث یک واحد تولید متان[ii]، بخشی از هیدروژن تولیدی در مرحلة قبل را به متان تبدیل و برای کاربردهای مختلف استفاده نمود.



[i]. Power to Gas: PtG


[ii]. Methanation

کلیدواژه‌ها


[1] ه. آقازاده، ح. مددی کجابادی، ا. صادقی یزدان‌خواه، بررسی روش‌های مختلف ذخیره­سازی انرژی در تولیدات پراکنده، اولین کنفرانس انرژی­های تجدیدپذیر و تولید پراکنده ایران، بیرجند، 1388.

[2] ا. عشقی، م. رضایی، بررسی روش‌های ذخیره­سازی انرژی و مطالعة اثرات روش ذخیره­سازی انرژی هوای فشرده، همایش ملی انرژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی‌شهر، خمینی‌شهر، 1394.

[3] P. Kaiser, F. Pöhlmann, A. Jess, Intrinsic and Effective Kinetics o Cobalt-Catalyzed Fischer-Tropsch Synthesis in View of a Power-to-Liquid Process Based on Renewable Energy, Chemical Engineering Technology, Vol. 37, pp. 964-972, 2014.

[4] http://www.pogc.ir (accessed on June 23, 2012).

[5] E. Spahic, G. Balzer, H. Britta, M. Wolfram, Wind Energy Storages-Possibilities, IEEE Lausanne, Vol. 55, pp. 615-620, 2007.

[6] Ch. Zhang, K. J. Tseng, A Novel Flywheel Energy Storage System with Partially-Self-Bearing Flywheel-Rotor, IEEE Trans on Energy Conversion, Vol. 22, pp. 477-487, 2007.

[7] EPRI-DoE Handbook of Energy Storage for Trans. and Distribution Applications, EPRI Product 1001834, Dec 2003.

[8] S. Schiebahn, T. Grube, M. Robinius, V. Tietze, B. Kumar, D. Stolten, Power to gas: Technological overview, systems analysis and economic assessment for a case study in Germany, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 40, pp. 4285-4294, 2015.

[9] M. Lehner, R. Tichler, H. Steinmuller, M. Koppe, Power-toGas: Technology and Business Models, Speringer, 2014.

[10] G. Gahleitner, Hydrogen from renewable electricity: An international review of power-to-gas pilot plants for stationary applications, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 38, pp. 2039-2061, 2013.

[11] C. Meurer, H. Barthels, W. A. Brocke, B. Emonts, H. G. Groehn, PHOEBUS-an autonomous supply system with renewable energy: six years of operational experience and advanced concepts, Solar Energy, Vol. 67, pp. 131-138, 1999.

[12] R. Winkler-Goldstein, A. Rastetter, Power to Gas: The Final Breakthrough for the Hydrogen Economy? Green, Vol. 3, pp. 69-78, 2013.

[13] J. De Sain, M., Pierre Baurens, C. Bouallou, Parametric study of an efficient renewable power-to-substitute natural-gas process including high-temperature steam electrolysis, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 39, pp. 17024-17039, 2014.

[14] ک. کیهانی، ش. فاطمی، ر. میناسیان، مدلسازی ریاضی فرآیند تولید گاز سنتز توسط اکسیداسیون جزئی متان در رآکتورهای غشایی بستر سیال، یازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایرام، تهران، 1385.