Hitachi Energy – apers

Hitachi Energy pune în aplicare primul sistem de alimentare a utilajelor de construcţie cu electricitate produsă direct pe şantier, pe bază de hidrogen

Razvan — Thu, 27 Jun 2024 20:52:53 +0000

Şantierele de construcţie pot fi adeseori o sursă de zgomot şi poluare, mai ales dacă necesită munca îndelungată a unor utilaje mari. Desigur, de ani buni există tendinţa de a folosi utilaje electrice acolo unde e posibil, alimentate eventual prin conexiuni de cablu. În ultimii ani Volvo lansează tot mai multe excavatoare şi încărcătoare frontale cu propulsie pur electrică şi energia lor stocată în baterii, iar pentru a le încărca sunt folosite fie conexiunile obişnuite la reţeaua electrică, fie un soi de containere mari de baterii, de care sunt ataşate staţii de încărcare, pe care cei de la Volvo le închiriază de obicei şantierelor care folosesc utilaje electrice. Acum, însă, cei de la Hitachi Energy pun în aplicare primul sistem de încărcare a utilajelor electrice de construcţie cu electricitate produsă direct pe şantier, pe bază de hidrogen.

Noul sistem are numele de HyFlex şi e aplicat acum pentru prima dată sub formă de test pe un şantier de construcţii al celor de la Skanska din Suedia, din apropierea potului din Goteborg, excluzând astfel necesitatea generatoarelor diesel.

Pe şantier munceşte un excavator electric Volvo, iar acolo fuseseră deja aduse şi baterii mari, care să servească drept sursă de alimentare pentru staţii de încărcare a acestor utilaje. Doar că în mod normal aceste baterii ar fi trebuit duse până la cea mai apropiată staţie electrică şi încărcate acolo ulterior, apoi aduse înapoi, pentru că, dacă s-ar folosi un generator diesel în acest scop, s-ar anula orice idee de evitare a emisiilor CO2. Şi aşa necesitatea de a tot transporta bateriile mari generează CO2, însă nivelul emisiilor e mult mai mic.

Cei de la Hitachi Energy, însă, vor produce acum electricitatea direct pe şantier pe bază de hidrogen, printr-o instalaţie mare de pile de combustie. Hidrogenul e unul verde, deci produs din energie regenerabilă, şi e furnizat de Linde Gas cu un camion cu cisternă, însă o cisternă e suficientă pentru mai mult timp, deci vizitele camionului de alimentare sunt rare la şantier.

Ei bine, instalaţia de producţie a electricităţii din hidrogen a celor de la Hitachi Energy poate produce până la 1 MW putere electrică dacă lucrează la intensitate maximă. Însă în acest caz, deşi ar fi fost oarecum logic ca ea să fie conectată direct la o staţie de încărcare, care să fie conectată la excavatorul electric, în realitate instalaţia de pile de combustie îşi trimite electricitatea întâi bateriei mari de pe remorca mobilă, care o stochează, iar apoi bateria din remorcă îşi trimite energia către o staţie şi către bateria excavatorului.

E un lanţ nu tocmai eficient, deci, pentru că fiecare încărcare şi descărcare de baterie mai dă mici pierderi, iar aici avem instalaţia cu pile de combustie şi hidrogen, care produce electricitate pentru bateria externă, care e încărcată, apoi descărcată în bateria excavatorului. Deci, e o baterie prea mult în lanţ, pentru că cei 1 MW putere a instalaţiei de hidrogen ar fi fost mai mult decât suficienţi pentru cea mai puternică priză, conectată direct la ea.

Iar dacă ne gândim la întregul lanţ de producţie a hidrogenului cu circa 55-60 kWh de electricitate consumată pentru un kg, apoi la un camion diesel care aduce hidrogenul la şantier, la energia consumată pentru comprimare şi debursare, apoi la faptul că 1 kg de hidrogen produce în instalaţia cu pile de combustie doar 18-19 kWh de electricitate, restul pierzându-se în ambele etape prin căldură şi alte procese chimice, deja ajungem la ideea că din cei 60 kWh iniţiali în bateria mare din remorca de pe şantier ajung vreo 18 kWh, cu emisii adiţionale ale camionului de transport. De la încărcarea şi descărcarea acesteia se mai pierd minim 5-7%, deci încă circa 1 kWh se mai pierde, iar în excavator ajung cam 17 kWh de electricitate din cei 60 iniţiali. Cu pierderea de aici, în final ajung utilizabili vreo 16 kWh din cei 60 consumaţi la producţia iniţială a hidrogenului.

Cei de la Hitachi Energy spun, totuşi, că tot lanţul imens şi tot efortul ar avea beneficii majore în evitarea emisiilor CO2. Un generator diesel de 1 MW consumă cam 225 kg de motorină sau 268 litri şi emite 720 kg de CO2 în acea oră. Respectiv, un asemenea sistem cu hidrogen ajută la evitarea consumului 1.600 tone de diesel anual, evitându-se totodată emiterea a 5.800 tone de CO2 în atmosferă.

Sursă.

Un nou cablu electric subacvatic HVDC cu curent continuu, de 345 km lungime, va permite panourilor fotovoltaice să lucreze în echipă cu hidrocentralele în Australia

Razvan — Mon, 10 Jun 2024 23:25:28 +0000

Australia e una din ţările unde panourile fotovoltaice au luat o dezvoltare atât de amplă în ultimii ani, încât în unele state la orele de producţie de vârf acestea ajung să acopere integral consumul de electricitate. Şi chiar dacă Australia e într-o dezvoltare galopantă cu centralele mari de baterii, fiind cea mai dezvoltată ţară în lume la acest capitol, acestea încă n-au ajuns la capacitatea în care să permită amortizarea şi stocarea totală a supraproducţiei, şi asigurarea consumului de seară şi de noapte, ca să poată fi oprite toate centralele pe cărbune şi gaz din ţară, aşa că uneori, la orele amiezii în zilele cele mai prielnice se pot produce evenimente de supraproducţie în care o parte din sursele fotovoltaice sunt trecute pe linii moarte şi îşi irosesc energia pur şi simplu. Acum un nou cablu subacvatic HVDC cu curent continuu va permite panourilor fotovoltaice să lucreze în echipă cu hidrocentralele în Australia.

Da, Australia nu are foarte multe hidrocentrale, iar cea mai nouă dintre ele e într-un proces lung de construcţie, depăşind de câteva ori bugetul şi termenul iniţial. Însă există şi regiuni foarte prolifice pentru hidrocentrale, precum Tasmania, unde acestea au fost construite mai multe decenii în urmă.

Tasmania e o insulă, însă, una din cele mai mari din lume, de altfel, iar până la ţărmul continental e o distanţă lungă. Acolo, pe continent, e statul Victoria, care are o cotă imensă de fotovoltaice şi e totodată statul care ajunge cel mai frecvent la supraproducţie în mare parte datoită panourilor montate pe acoperişurile caselor particulare, şi nu neapărat reuşeşte să le exporte vecinilor din alte state surplusul, pentru că de obicei exact atunci şi acei vechi au producţie maximă. Tasmania, pe de altă parte, îşi asigură aproape toată energia proprie prin hidrocentrale şi are şi hidrocentrale prin pompare, ce sunt mult prea puţin utilizate în capacitata lor de stocare.

Noul cablu despre care vorbim azi va rezolva aceste dezechilibre, oferind o conexiune nouă de mare putere între Australia şi Tasmania, traversând fundul strâmtorii Bass. Am putea să ne întrebăm de ce nu există un alt asemenea cablu până în prezent şi adevărul e că mai exisă un cablu HVDC, numit Basslink, inaugurat în 2006, iar pe atunci, la 360 km, era cel mai lung din lume. Dar construcţia lui a fost făcută atunci când energia regenerabilă era infirmă în Australia şi variaţiile acesteia erau mult mai mici, aşa că el a fost proiectat la 600 MW putere. A fost construit de operatorul naţional al reţelelor electrice, iar în 2015 a avut probleme tehnice majore, care au impus deconectarea lui pentru multe luni şi reconectarea la putere redusă, de maxim 500 MW, aşa funcţionând şi azi. La parametrii de producţie a electricităţii de azi din surse regenerabile, însă, această putere e de departe insuficientă şi nu permite mari activităţi de echilibrare.

Noul cablu subacvatic despre care vorbim azi e Marinus Link şi va traversa în mod similar aceeaşi strâmtoarea Bass, pe o distanţă de 345 km.

De această dată cei de la Hitachi Energy au fost contractaţi să construiască noul cablu, cu tot cu staţiile de transformare şi echilibrare aferente pe ambele ţărmuri. Iniţial, cablul trebuia să aibă 1,5 GW capacitate, apoi din cauza retricţiilor de buget se discuta despre o reducere la 750 MW putere. Însă acum cei de la Hitachi Energy au anunţat că au semnat contract pentru o conexiune de 1,5 GW, ceea ce va da posibilităţi noi imense de echilibrare între statele Victoria şi Tasmania.

Cei de la Hitachi Energy vor asigura şi echilibrarea constantă a parametrilor reţelelor de pe ambele maluri, inclusiv adaptate la saltul ce pot fi aduse de energia regenerabilă şi vor transforma cele două ţărmuri într-o reţea ce va funcţiona ca o echipă. Când va fi supraproducţie de la panouril fotovoltaice, inclusiv cele de pe acoperişurile caselor, în statul Victoria, surplusul de electricitate va fi livrat în Tasmania în măsură deplină, care să permită oprirea hidrocentralelor din Tasmania, iar cele cu stocare vor putea absorbi surplusul pentru a pompa apa în sus. Deci, electricitatea produsă de panourile fotovoltaice din Victoria va alimenta reţeaua locală, va putea fi folosită şi pentru încărcarea propriilor centrale de baterii, va putea alimenta complet şi reţeaua din Tasmania şi va putea fi folosită pentru hidrocentralele de stocare.

Însă chiar şi hidrocentralele simple din Tasmania practic îşi vor stoca propria energie, acumulând debitul curent de apă pentru a-l folosi mai târziu, atunci când apune soarele şi panourile fotovoltaice din Victoria nu mai produc electricitate. Astfel, acele hidrocentrale vor putea produce energie preponderent seara târziu, noaptea şi dimineaţa, atât pentru consumul local, cât şi pentru o parte din Victoria, vânzând propria energie la orele de vârf, mai scump.

Toată acest schimb de energie nu e doar despre profitarea de variaţiile de preţ, însă. Dacă Victoria poate alimenta acum şi Tasmania când are supraproducţie de la fotovoltaice, a poate face uz de mai multă energie regenerabilă, iar dacă seara primeşte electricitate de la hidrocentralele din Tasmania înapoi, ea nu mai are nevoie de centrale de cărbune şi gaz şi le poate scoate din ecuaţie cu totul. Astfel, făcând echipă între fotovoltaice şi hidrocentrale, alături de centralele de baterii, sistemul se poate echilibra reciproc 24 ore din 24.

Inginerii de la Hitachi Energy şi cei din Australia au estimat că datorită acestui sistem tandem, asigurat de noul cablu HVDC Marinus Link, vor fi evitate emisii de CO2 de 140 milioane tone de CO2 până în 2050.