Παραγωγή υδρογόνου και μεθανίου από ΑΠΕ για μεταφορά και διανομή από δίκτυα φυσικού αερίου

Hydrogen and methane production for transport and distribution in natural gas pipeline networks (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Νούκος, Νικόλαος
  3. Διαχείριση Τεχνικών Έργων (ΔΧΤ)
  4. 26 Σεπτεμβρίου 2021 [2021-09-26]
  5. Ελληνικά
  6. 103
  7. Τέντης, Ευάγγελος
  8. Μπάκος, Δημήτρης
  9. Μεθάνιο | Methane | Υδρογόνο | Hydrogen | Μεθανοποίηση | Methanation | Ηλεκτρόλυση | Electrolysis | Power to Gas | Power to Gas
  10. 1
  11. 2
  12. 23
  13. Περιέχει πίνακες, διαγράμματα, εικόνες
    • Τα τελευταία χρόνια η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω ανανεώσιμων πηγών ενέργειας αναπτύσσεται ταχέως κυρίως μέσω αιολικής και ηλιακής ενέργειας. Το προφίλ παραγωγής ισχύος και από τις δυο πηγές ενέργειας δεν ταιριάζει με το προφίλ της ανθρώπινης ζήτησης ενέργειας με συνέπεια να επηρεάζεται η ασφάλεια και η σταθερότητα του δικτύου. Για τον μετριασμό της αναντιστοιχίας, η αποθήκευση ενέργειας είναι η πιο χρήσιμη λύση. Στην παρούσα εργασία αναλύεται η διαδικασία Power to Gas κατά την οποία η περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπεται σε χημική μέσω παραγωγής υδρογόνου ή μεθανίου. Η αλυσίδα της διεργασίας αναλύεται λεπτομερώς. Ξεκινώντας από την παραγωγή υδρογόνου περιγράφονται και αξιολογούνται οι διαθέσιμες τεχνολογίες ηλεκτρόλυσης. Ακολούθως για την παραγωγή μεθανίου επισημαίνονται οι διαθέσιμοι τύποι αντιδραστήρων οι καταλύτες. Γίνεται λόγος για τις διαθέσιμες πηγές του CO2 που αποτελεί το δεύτερο βασικό στοιχείο της διαδικασίας. Επιπλέον, αναλύονται οι διαθέσιμοι τρόποι διαχείρισης των προϊόντων είτε μέσω αποθήκευσης είτε μέσω διάθεσης τους στο υπάρχον δίκτυο φυσικού αερίου. Τέλος, παρουσιάζονται δυο λειτουργικά έργα Power to Gas. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας, γίνεται στατιστική ανάλυση της βάσης δεδομένων του IEA (International Energy Agency) που περιλαμβάνει έργα που στόχος τους είναι είτε να μειώσουν τις εκπομπές που σχετίζονται με την παραγωγή υδρογόνου για υπάρχουσες εφαρμογές, είτε να χρησιμοποιήσουν το υδρογόνο ως ενεργειακό φορέα ή βιομηχανική πρώτη ύλη σε νέες εφαρμογές με τεχνολογίες χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
    • In recent years, the production of electricity through renewable energy sources is developing rapidly, mainly using wind and solar energy. The power generation profile from both energy sources does not match the human energy demand profile thus affecting grid security and stability. To mitigate this mismatch, energy storage is the most useful solution. In the present work, the Power to Gas process is analyzed, in which the excess electricity is converted into chemical energy through the production of hydrogen or methane. The process chain is analyzed in detail. Starting with the production of hydrogen, the available electrolysis technologies are described and evaluated. The available types of reactors or catalysts for methane production are then described. We are also exploring the available sources of CO2, which is the second key element of the process. In addition, the available ways for utilising the products are analyzed either through storage or through their disposal into the existing natural gas network. Finally, two Power to Gas functional projects are presented and analysed. In the second part of the work, a statistical analysis of the IEA (International Energy Agency) database is performed. This database includes projects that either aim to reduce hydrogen-related emissions for existing applications, or to use hydrogen as an energy carrier, or industrial raw material in new applications with low carbon technologies.
  15. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.