Niemieccy naukowcy twierdzą, że sproszkowany metal może stać się nośnikiem energii odnawialnej, umożliwiając jej długoterminowe magazynowanie, transport na duże odległości, a nawet ponowne wykorzystanie części infrastruktury elektrowni węglowych. Ich pomysł opiera się na stosunkowo prostym, choć wymagającym technologicznie procesie. Drobny proszek żelazny ulega spalaniu, w wyniku czego uwalnia się energia cieplna, a metal przekształca się w tlenek żelaza, czyli rdzę. Następnie można odwrócić tę reakcję, usuwając tlen z powstałego związku przy wykorzystaniu wodoru produkowanego z odnawialnych źródeł energii. W rezultacie ponownie pojawią się metaliczny proszek, który może posłużyć kolejnym cyklu.
Czytaj też: Materiał miał blokować prąd, a zaczął go przewodzić. Naukowcy dokonali niemożliwego?
Oznacza to, że żelazo nie jest tradycyjnym paliwem, które bezpowrotnie znika podczas spalania. Pełni raczej funkcję wielokrotnie wykorzystywanego nośnika energii, pozwalającego przechowywać ją w postaci chemicznej. Otwiera to drzwi do zastosowań obejmujących chociażby możliwość wykorzystania na potrzeby istniejących elektrowni węglowych. Podczas spalania sproszkowane żelazo zachowuje się pod pewnymi względami podobnie do węgla, generując wysoką temperaturę, którą można wykorzystać do produkcji pary wodnej i napędzania turbin.
Według Julii Schuler z KIT, przystosowanie takich obiektów do spalania żelaza mogłoby wymagać przede wszystkim modernizacji instalacji odpowiedzialnych za wytwarzanie ciepła. Pozostałe elementy infrastruktury, w tym turbiny parowe, generatory oraz przyłącza do sieci elektroenergetycznej, nie wymagałaby większych modyfikacji. Takie rozwiązanie byłoby szczególnie interesujące dla Niemiec, które dysponują rozbudowaną infrastrukturą energetyczną opartą na węglu. Zamiast całkowicie likwidować niektóre elektrownie, można byłoby przekształcić je w obiekty wykorzystujące odnawialny cykl paliwowy.
Technologia opracowana przez naszych zachodnich sąsiadów może również pomóc rozwiązać problem transportu energii odnawialnej. Farmy wiatrowe zlokalizowane na wybrzeżach lub instalacje fotowoltaiczne działające w regionach o dużym nasłonecznieniu mogłyby dostarczać energię elektryczną wykorzystywaną do produkcji wodoru. Ten z kolei służyłby do przekształcania rdzy w metaliczne żelazo.
Otrzymany proszek można następnie magazynować i przewozić statkami lub koleją do miejsc, w których energia jest najbardziej potrzebna. W przeciwieństwie do wodoru żelazo nie wymaga specjalistycznych rurociągów ani skomplikowanych instalacji kriogenicznych. Jest również stosunkowo łatwe do długotrwałego przechowywania. W praktyce oznaczałoby to możliwość transportowania energii odnawialnej między odległymi regionami bez konieczności przesyłania samej energii elektrycznej.
Czytaj też: 43% więcej energii bez większego akumulatora. Chiny pokazały, jak powinien rozwijać się elektryk
Zespół z KIT rozszerzył istniejący model systemu energetycznego PERSEUS, uwzględniając w nim elektrownie spalające żelazo, instalacje do jego regeneracji, a nawet infrastrukturę magazynowania i transportu. Następnie uczeni przeprowadzili symulacje rozwoju europejskiego systemu energetycznego do 2050 roku. Wyniki ujawniły, iż elektrownie wykorzystujące sproszkowane żelazo pojawiały się w najtańszych wariantach systemu we wszystkich analizowanych scenariuszach. Szczególnie duży potencjał występował w państwach dysponujących ograniczonymi możliwościami magazynowania energii wodnej oraz niewielką liczbą odpowiednich lokalizacji do podziemnego składowania wodoru. Nie oznacza to jednak, że żelazo zastąpi wodór czy akumulatory. Badacze traktują je raczej jako uzupełnienie istniejących i rozwijanych technologii.
Źródło: Chem Circularity
