Power-to-Gas megoldások műszaki-gazdasági elemzése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Raisz Dávid Márk
Villamos Energetika Tanszék

A szakdolgozat keretében a megújuló energiaforrások rendszer integrációjához nélkülözhetetlen energiatárolási alternatívákat tanulmányoztam. A szakirodalom alapján tájékozódva a témában, az első részben az energia tárolás szükségességéről és különböző megoldásairól kaphatunk egy rövid összefoglaló képet.

A továbbiakban, mind gazdaságossági, mind műszaki szempontból ígéretesnek tűnő Power to Gas technológiát tekintettem át részletesebben. A Power to Gas koncepcióban a megújuló források többlet termeléséből keletkező energiát oly módon tároljuk, hogy vízbontással hidrogént állítunk elő, majd a hidrogént széndioxiddal reagáltatva metánt. A metán tárolható a meglévő gázhálózatban, és igény esetén gázmotorok révén onnan vissza is nyerhető az eltárolt energia. Ezáltal nem szükséges nagy tároló kapacitásokat létesíteni, ami jelentősen csökkenti a beruházási költségeket. Kitértem a technológia rendszerszabályozásban betöltött lehetőségeinek műszaki megvalósíthatóságára, valamint a konkrét eszközök hatásfokaira.

Ezek után a technológiában rejlő gazdasági lehetőségeket, potenciálokat próbáltam feltérképezni és összefoglalni. Bevételi források lehetnek a létrejövő anyagok, mint például a metán és az oxigén értékesítéséből származó bevételek, valamint a szabályozási tartalék biztosítása. Ezekről rövid összefoglaló leírást készítettem.

Számítási modellt készítettem a fedezet meghatározására, aminek a segítségével vizsgálni tudtam a különböző struktúrában működő és különböző szabályozást biztosító egységek gazdaságosságát.

A technológiával megismerkedve, annak műszaki megoldásai által kínált lehetőségek és korlátok figyelembe vételével, egy 10 MW teljesítményű Power to Gas egységet modelleztem. Vizsgáltam egy adott időszakra a modell gazdasági működését, a működéshez szükséges fedezetet. A modellben az adott időszak árai alapján, a költségek és bevételek optimalizálásával meghatározott működés mellett számoltam a maximális fedezetet. A vizsgált időszak a 2014-es év volt.

Ezek után a Power to Gas egy műszaki alternatívájával, a Power to Methanol technológiával foglalkoztam. Vizsgáltam előnyeit, hátrányait, műszaki paramétereit. A Power to Methanol folyamat során a villamos energiát metanol formájában tároljuk, úgy hogy vizet és széndioxidot reagáltatunk villamos energia felhasználásával, majd az így keletkező szintézisgázból metanolt állítunk elő. A jelenlegi műszaki megoldások paramétereit figyelembe véve a technológia alkalmasnak mutatkozott a szabályozás megvalósítására, így a számításokat némiképp módosítva, egy Power to Methanol modell esetében is elvégeztem azokat.

Végül a vizsgált technológiákat összehasonlítottam és értékeltem a kapott eredmények tükrében. A számítások eredményeként pozitív fedezetet kaptam minden esetben, ami azt mutatja, hogy a Power to Gas és Power to Methanol életképes lehet gazdasági szempontok szerint is. A fedezet mellett, a fix költségeket is vizsgáltam, valamint megtérülési időket számoltam. A kapott eredmények alapján a technológiák gazdaságilag versenyképesek, ezzel üzleti lehetőséget adva a megvalósulásra, és a rendszerszabályozásba való integrálódásra.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.