Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hydrogen energy in Kazakhstan: prospects for development and potential

Opakhai Serikzhan, Kuterbekov Kairat, Zhumadilova Zhuldyz

Polityka Energetyczna

|

2024

|

T. 27, z. 2

141--194

EN

Kazakhstan possesses significant natural resources, including coal, oil, natural gas, and uranium, and also has substantial potential for utilizing renewable energy sources such as wind, solar, hydropower, and biomass. However, the country currently relies heavily on fossil fuels for electricity generation. Coal-fired power plants account for 75% of the total electricity production, raising concerns about greenhouse gas emissions and their detrimental impact on human health and the environment. In December 2020, at the Climate Ambition Summit, the President of Kazakhstan announced a new goal for the country to achieve carbon neutrality by 2060. To attain this objective, the government faces the ambitious task of developing a strategy for the development of hydrogen energy in Kazakhstan. This review extensively discusses Kazakhstan’s main energy resources, the potential for low-carbon and green hydrogen production, existing and prospective pilot projects in the field of hydrogen, as well as the challenges and barriers hindering the development of hydrogen energy in Kazakhstan. Authors consider existing research, national reports, energy strategies, and plans to discuss the prospects for hydrogen energy development in Kazakhstan. The transition to hydrogen energy in Kazakhstan requires the development of a comprehensive roadmap that takes into account various aspects such as production, infrastructure development, policy support, and international cooperation. Currently, the country lacks a roadmap for hydrogen energy development that considers these crucial aspects. Therefore, as a result of this review, we have developed a new roadmap for hydrogen production by 2040 in Kazakhstan, incorporating various technologies. Authors believe this roadmap will be valuable information for the government to develop a national strategy for the active development of hydrogen energy in Kazakhstan.

PL

Kazachstan posiada znaczne zasoby naturalne, w tym węgiel, ropę naftową, gaz ziemny i uran, a także ma znaczny potencjał w zakresie wykorzystania odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr, energia słoneczna, energia wodna i biomasa. Jednak obecnie kraj w dużym stopniu opiera się na paliwach kopalnych do wytwarzania energii elektrycznej. Elektrownie węglowe wytwarzają 75% całkowitej produkcji energii elektrycznej, co budzi obawy dotyczące emisji gazów cieplarnianych i ich szkodliwego wpływu na zdrowie ludzkie i środowisko. W grudniu 2020 r. podczas Szczytu Ambicji Klimatycznych Prezydent Kazachstanu ogłosił nowy cel dla kraju, jakim jest osiągnięcie neutralności emisyjnej do 2060 r. Aby osiągnąć ten cel, przed rządem stoi ambitne zadanie opracowania strategii rozwoju energetyki wodorowej w Kazachstanie. W niniejszym przeglądzie szeroko omówiono główne zasoby energetyczne Kazachstanu, potencjał niskoemisyjnej i zielonej produkcji wodoru, istniejące i przyszłe projekty pilotażowe w obszarze wodoru, a także wyzwania i bariery utrudniające rozwój energetyki wodorowej w Kazachstanie. Autorzy uwzględniają istniejące badania, raporty krajowe, strategie energetyczne i plany, aby omówić perspektywy rozwoju energetyki wodorowej w Kazachstanie. Przejście na energię wodorową w Kazachstanie wymaga opracowania kompleksowego planu działania, który uwzględnia różne aspekty, takie jak produkcja, rozwój infrastruktury, wsparcie polityczne i współpraca międzynarodowa. Obecnie w kraju brakuje planu działania dotyczącego rozwoju energii wodorowej, który uwzględniałby te kluczowe aspekty. Dlatego w wyniku tego przeglądu opracowano nowy plan działania dotyczący produkcji wodoru do 2040 roku w Kazachstanie, uwzględniający różne technologie. Autorzy uważają, że niniejszy plan działania będzie cenną informacją dla rządu przy opracowywaniu krajowej strategii aktywnego rozwoju energetyki wodorowej w Kazachstanie.

2

Characteristics and applications of iron oxides reduction processes

Halim K.S. Abdel, El-Geassy A.A., Nasr M.I., Ramadan Mohamed, Fathy Naglaa, Al-ghamdi Abdulaziz S.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2024

|

Vol. 26, nr 1

39--50

EN

The present review handles the main characteristics of iron oxide reduction and its industrial applications. The reduction of iron oxide is the basis of all ironmaking processes, whether in a blast furnace or by direct reduction and/or direct smelting processes. The reduction characteristics of iron ores control the efficiency of any ironmaking process and the quality of the produced iron as well. Many controlling parameters should be considered when discussing the reducibility of iron ores such as equilibrium phase diagrams, reduction temperature, pressure, gas composition, and the nature of both iron ores and reducing agent. The different factors affecting the main routes of ironmaking will be highlighted in the present review to give a clear picture for each technology. Moreover, further innovations regarding the reduction of iron oxides such as reduction by green hydrogen will be discussed.

3

A new improved of incorporating photovoltaic energy into the production of green hydrogen

Benchenina Yacine, Zemmit Abderrahim, Bouzaki Mohammed Moustafa, Belhouchet Khaled

Diagnostyka

|

2024

|

Vol. 25, No. 2

art. no. 2024210

EN

The integration of renewable energies, particularly photovoltaic energy, into green hydrogen production presents a highly promising prospect in the energy sector. Nonetheless, these energy sources face challenges due to their inherent instability and susceptibility to various atmospheric factors such as temperature and illumination. Therefore, it's imperative to tackle these challenges before renewable energy can be widely adopted as a primary source in hydrogen production. To address this, we propose constructing an autonomous photovoltaic system using MATLAB software. This system will employ a DC-DC boost converter to connect the PV array to the load. Furthermore, to enhance the efficiency of photovoltaic power generation, we will implement the perturbation and observation maximum power point tracking (MPPT) approach. The research endeavor extends towards integrating this optimized system with an electrolysers developed a sophisticated electrolyte model utilizing MATLAB Simulink software, paving the way for hydrogen gas production.

4

Modeling, analysis, and techno-economic assessment of a clean power conversion system with green hydrogen production

Sebbagh Toufik

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 4

art. no. e150115

EN

The power sector confronts a crucial challenge in identifying sustainable and environmentally friendly energy carriers, with hydrogen emerging as a promising solution. This paper focuses on the modeling, analysis, and techno-economic evaluation of an independent photovoltaic (PV) system. The system is specifically designed to power industrial loads while simultaneously producing green hydrogen through water electrolysis. The emphasis is on utilizing renewable sources to generate hydrogen, particularly for fueling hydrogen-based cars. The study, conducted in Skikda, Algeria, involves a case study with thirty-two cars, each equipped with a 5 kg hydrogen storage tank. Employing an integrated approach that incorporates modeling, simulation, and optimization, the techno-economic analysis indicates that the proposed system provides a competitive, cost-effective, and environmentally friendly solution, with a rate of 0.239 $/kWh. The examined standalone PV system yields 24.5 GWh/year of electrical energy and produces 7584 kg/year of hydrogen. The findings highlight the potential of the proposed system to address the challenges in the power sector, offering a sustainable and efficient solution for both electricity generation and hydrogen production.

5

Zielony wodór : krótka monografia. Część 2, Kierunki stosowania

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 6

518--526

PL

Dokonano przeglądu metod wykorzystania zielonego wodoru w energetyce, transporcie, przemyśle chemicznym oraz w metalurgii. W szczególności przedstawiono przemysłowe procesy produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wodorowych oraz wykorzystanie wodoru do napędu pojazdów, do wytwarzania zielonego metanolu i amoniaku, a także do wytwarzania metali (żelazo, metale kolorowe). Omówiono również problemy magazynowania i transportu wodoru.

EN

A review, with 59 refs., of trends in industrial use of H₂ in energetics, transportation, chem. industry and metallurgy. In particular, industrial processes for prodn. of electric energy in H₂ power stations, for powering the transport facilities (cars, trains), for prodn. of green MeOH and NH₃ as well as for prodn. of metals (Fe, non-ferrous metals) were presented. Storage and transportation of H₂ were also taken into consideration.

6

Zielony wodór : krótka monografia. Część 1, Procesy wytwarzania

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 4

312--320

PL

Dokonano przeglądu metod wytwarzania zielonego wodoru z wykorzystaniem odnawialnych surowców i źródeł energii. W szczególności przedstawiono przemysłowe procesy elektrolizy wody, prowadzonej w elektrolizerach zasilanych energią słoneczną lub energią turbin wiatrowych, oraz procesy konwersji organicznych odpadów (w tym komunalnych) do wodoru.

EN

A review, with 65 refs., of methods for prodn. of H₂ by using renewable raw material and energy sources. In particular, industrial processes for electrolysis of H₂O with renewable elec. energy (photovoltaics or wind farms) and for org. waste-to-H₂ conversion were taken into consideration.

7

Zielony wodór: krótka monografia. Cz. 4, Badania naukowe i prace rozwojowe

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 10

964--972

PL

Dokonano przeglądu prac badawczych i rozwojowych prowadzonych w różnych ośrodkach naukowych w obszarze wytwarzania zielonego wodoru (elektroliza wody, zgazowanie odpadów) i jego praktycznego wykorzystania (ogniwa paliwowe, magazynowanie wodoru).

EN

A review, with 90 refs., of research and development projects in the area of green H manufg. (water electrolysis, waste gasification) and its practical use (fuel cells, H storage).

8

Zielony wodór : krótka monografia. Cz. 3, Zagadnienia ekonomiczne

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 9

846--853

PL

Dokonano przeglądu literatury na temat kosztów wytwarzania wodoru szarego i zielonego. Wzięto pod uwagę reforming gazu ziemnego, elektrolizę wody oraz zgazowanie organicznych odpadów komunalnych. Oceniono również rynki gazu ziemnego i wodoru. Wytwarzanie szarego wodoru jest obecnie tańsze niż produkcja wodoru zielonego, jednakże w przyszłości koszty wytwarzania obu tych rodzajów wodoru będą zbliżone.

EN

A review, with 56 refs., of gray and green H manufg. costs. Natural gas reforming, org. waste gasification and water electrolysis were taken into consideration as com. processes. The natural gas and H markets were also evaluated. The green H prodn. is now more expensive than that of gray one but its manufg. costs will be decreased and become comparable in the next future.

9

Characteristics and applications of iron oxide reduction processes

Halim K.S. Abdel, El-Geassy A .A., Nasr M. I., Ramadan Mohamed, Fathy Naglaa, Al-Ghamdi Abdulaziz S.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2023

|

Vol. 25, nr 4

81--92

EN

The present review handles the main characteristics of iron oxide reduction and its industrial applications. The reduction of iron oxide is the basis of all ironmaking processes, whether in a blast furnace or by direct reduction and/or direct smelting processes. The reduction characteristics of iron ores control the efficiency of any ironmaking process and the quality of the produced iron as well. Many controlling parameters should be considered when discussing the reducibility of iron ores such as equilibrium phase diagrams, reduction temperature, pressure, gas composition, and the nature of both iron ores and reducing agent. The different factors affecting the main routes of ironmaking will be highlighted in the present review to give a clear picture of each technology. Moreover, further innovations regarding the reduction of iron oxides such as the reduction by green hydrogen will be discussed.

10

Techno-economic assessment of cooperation of hybrid renewable energy sources with hydrogen storage

Łukasik Jakub, Jewartowski Marcin, Wajs Jan

Instal

|

2023

|

nr 11

23--31

EN

The paper presents a technical and economic analysis of the power supply for a model industrial facility with the use of the most promising renewable energy sources (RES), supported by a hydrogen energy storage. This scenario was compared with the variants of supplying the facility directly from the grid and from RES without energy storage. A strategy was proposed for powering the plant aimed at maximising self-consumption of self-generated electricity. In this paper the importance of hybrid renewable energy systems (HRES) with hydrogen energy storage in the Polish Power System is pointed out. For the analysed industrial object, the modelling and optimisation of the systems were performed in the HOMER software, in terms of the lowest net present cost. Attention was also paid to the need to compress hydrogen and the associated electricity consumption.

PL

W artykule przedstawiono analizę techniczno-ekonomiczną zasilania modelowego obiektu przemysłowego z wykorzystaniem najbardziej perspektywicznych odnawialnych źródeł energii (OZE), wspomaganych magazynem wodoru. Scenariusz ten porównano z wariantami zasilania obiektu bezpośrednio z sieci oraz z OZE bez układu magazynowania energii. Zaproponowano strategię zasilania obiektu mającą na celu maksymalizację zużycia energii elektrycznej wytworzonej przez OZE na potrzeby własne. W artykule podkreślono znaczenie hybrydowych systemów OZE z wodorowym magazynem energii w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym. Dla analizowanego obiektu przemysłowego, z wykorzystaniem oprogramowania HOMER przeprowadzono modelowanie i optymalizację systemów pod kątem najniższego kosztu bieżącego netto. Zwrócono uwagę na konieczność sprężania wodoru i związane z tym zużycie energii elektrycznej.

11

Optimisation of cooperation of hybrid renewable energy sources with hydrogen energy storage toward the lowest net present cost

Łukasik Jakub, Jewartowski Marcin, Wajs Jan

Instal

|

2023

|

nr 12

9--16

EN

The paper presents the results of a technical and economic analysis of the power supply for a model industrial facility based on intermittent renewable energy sources in the form of wind turbines and photovoltaic modules, supplemented with hydrogen energy storage. The adopted power supply strategy assumed the maximisation of self-consumption of self-produced electricity. Six variants were considered, including two with an energy storage system, three using only RES, and a reference variant in which the model facility is powered by the power grid. The modelling and optimisation of the proposed variants was carried out in the HOMER software, in terms of the lowest net present cost. The results obtained indicate that the most advantageous configuration is a grid-connected hybrid renewable energy system consisting of wind turbines and a photovoltaic power plant. A system with hydrogen energy storage is much more profitable than powering the facility from the grid. The profitability of hydrogen energy storage increases even more with the projected increase in electricity prices and the falling prices of hydrogen system components.

PL

W artykule przedstawiono wyniki techniczno-ekonomicznej analizy zasilania modelowego obiektu przemysłowego energią elektryczną pochodzącą z niestabilnych źródeł energii odnawialnej. Jako źródła OZE rozpatrzono turbiny wiatrowe i moduły fotowoltaiczne współpracujące z wodorowymi magazynami energii. W przyjętej strategii zasilania założono maksymalizację zużycia na potrzeby własne samodzielnie wyprodukowanej energii elektrycznej. Rozważano sześć wariantów, w tym dwa z systemem magazynowania energii, trzy wykorzystujące wyłącznie OZE oraz wariant referencyjny, w którym modelowy obiekt był zasilany z sieci elektroenergetycznej. Modelowanie i optymalizację zaproponowanych wariantów przeprowadzono w programie HOMER pod kątem najniższego kosztu bieżącego netto. Uzyskane wyniki wskazują, że najkorzystniejszą konfiguracją jest przyłączony do sieci hybrydowy system energii odnawialnej, składający się z turbin wiatrowych i elektrowni fotowoltaicznej. Taki system z układem magazynowania energii za pośrednictwem wodoru jest znacznie bardziej opłacalny niż zasilanie obiektu z sieci. Rentowność magazynowania energii znacząco rośnie wraz z prognozowanym wzrostem cen energii elektrycznej i spadkiem cen elementów instalacji wodorowych.

12

Wodór - niebiesko-zielona rewolucja

Gburzyńska Marta, Kwaśniewski Michał

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 7-8

2--7

PL

W artykule przedstawiono cele i strategie wodorowe Unii Europejskiej i Polski na lata 2021-2030. Przeanalizowano metody wytwarzania i magazynowania wodoru. Zwrócono szczególną uwagę na możliwości dystrybucji wodoru i problemy związane z tym zagadnieniem. W opracowaniu zawarto również informacje na temat wpływu poszczególnych metod produkcji wodoru na aspekty środowiskowe, ze szczególnym zwróceniem uwagi na emisję dwutlenku węgla. Opisano również projekty związane z transportem i wytwarzaniem wodoru, realizowane przez polskie firmy.

EN

The article presents the hydrogen goals and strategy of the European Union and Poland for 2021-2030. The methods of hydrogen production and storage were analyzed. Particular attention was paid to the possibilities of hydrogen distribution and problems related to this issue. The study also includes information on the impact of individual methods of hydrogen production on environmental aspects, with particular emphasis on carbon dioxide emissions. Projects related to the transport and production of hydrogen implemented by Polish companies are also described.

13

Koncepcja wykorzystania metody jakościowej do oceny ryzyka sieci średniego i niskiego ciśnienia

Rudzki Andrzej

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 5

2--4

PL

Autor proponuje użycie metody jakościowej na bazie metody Muhlbauera do systemu zarządzania oceną ryzyka sieci dystrybucyjnych średniego i niskiego ciśnienia, wykorzystując podział sieci na rejony kontroli sieci.

14

Analiza porównawcza technologii wytwarzania wodoru

Pawłowski Kacper

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 4

2--10

PL

Sytuacja na rynku energetycznym zmusza społeczeństwo do poszukiwania alternatywnych źródeł energii. Paliwa konwencjonalne zatruwają środowisko i mają ograniczone zasoby. Wodór jest uznawany za przyszłościowe paliwo, ze względu na swój potencjał energetyczny i brak emisji zanieczyszczeń. Większość państw zaczyna już realizować transformacje wodorową. Wyróżniamy 3 główne rodzaje wodoru: - wodór szary; - wodór niebieski; - wodór zielony. Artykuł ma za zadanie porównać ze sobą technologie produkcji oraz przedstawić przeszkody i wymagania na szlaku transformacji energetycznej oraz wyłonić efektywną metodę produkcji zarówno pod względem ekologicznym i jakościowym, a także ekonomicznym.

EN

Situation on the Energy market forces the public to search alternative sources of energy. Conventional fuels pollute the environment and have limited resources. Hydrogen is called the future fuel because it have good energy potential and it is ecologic. A lot of countries begin to realise hydrogen transformation. There are 3 types of hydrogen: - grey hydrogen; - blue hydrogen; - green hydrogen. The article aims to compare production technologies and shows the obstacles and requirements the hydrogen transformation road also select effective technology of production in terms of ecologic, quality and economic.

15

Czy amoniak będzie ropą naftową XXI wieku?

Fryza Rafał, Lasek Janusz, Zuwała Jarosław

Energetyka

|

2023

|

nr 11

623--630

PL

W artykule podjęto rozważania na temat przyszłości rynku amoniaku i wodoru w UE. Dokonano porównania właściwości wodoru i amoniaku, w tym porównania ich wad i zalet, a także zestawiono amoniak z innymi paliwami silnikowymi. Przedstawiono wolumen produkcji amoniaku w UE i wspomniano o planowanych hubach amoniakowych. Wskazano dostępne ścieżki technologiczne produkcji zielonego amoniaku i jego zastosowania. Omówiono plan „RePowerEU”, będący odpowiedzią UE na niesprowokowaną i nieuzasadnioną agresję zbrojną Rosji na Ukrainę, którego celem jest przyjęcie ambitniejszych celów oraz przyspieszenie transformacji energetycznej i dekarbonizacji przemysłu, a także poddano krytycznej ocenie realność tego planu. Dla kontrastu przybliżono również japońską Mapę Drogową dla amoniaku, która opiera się na współspalaniu amoniaku w elektrowniach cieplnych i jako paliwa do napędu statków. Omówiono także działalność ITPE w zakresie wykorzystania amoniaku jako nośnika energii, m.in. projekt „MethaHydrAmmon”. Uzasadniono, iż amoniak i wodór powinny być postrzegane jako możliwe do zastosowania nośniki energii z całej palety dostępnych rozwiązań. Należy traktować je jednak, jako jedne, ale nie jedyne nośniki energii i tylko do pewnego udziału w całym miksie energetycznym dla zapewnienia dywersyfikacji i bezpieczeństwa energetycznego.

EN

The future of the ammonia and hydrogen market in the EU is considered in this article. A comparison of the properties of hydrogen and ammonia was made, including a comparison of their advantages and disadvantages. Ammonia properties was compared with other vehicle fuels. The volume of ammonia production in the EU is presented and the ammonia hubs are mentioned. Available technological pathways for green ammonia production and ammonia applications are indicated. The „RePowerEU” plan as the EU’s response to Russia’s unprovoked and unjustified military aggression against Ukraine, which aims to adopt more ambitious targets and accelerate energy transition and industrial decarbonization, was discussed. In contrast, Japan’s Ammonia Roadmap, which relies on the co-firing of ammonia in thermal power plants and as fuel for ship propulsion, was also introduced. ITPE’s activities in ammonia application as an energy carrier (including the „MethaHydrAmmon” project) were also discussed. It was explained that ammonia and hydrogen should be considered as possible energy carriers from the entire palette of available solutions. However, they should be treated as one, but not the only energy carriers and only up to a certain share in the overall energy mix to ensure diversification and energy security.

16

A review of technologies in the area of production, storage and use of hydrogen in the automotive industry

Małek Arkadiusz, Karowiec Marek, Jóźwik Krzysztof

Archiwum Motoryzacji

|

2023

|

Vol. 102, nr 4

41--67

EN

Presently, we can learn and read more and more about hydrogen in both traditional and social media. The article answers why there is so much interest in hydrogen recently. It has been recognized by European and global decision-makers as a very promising medium necessary to carry out the climate and energy transformation. The advantages of hydrogen as a fuel and as a medium for storing large amounts of energy over a longer period of time is also presented. In addition, an overview of hydrogen technologies presented at the Hydrogen Technology Expo in Bremen in September 2023 is provided. The state of hydrogen technologies currently available on the market is compared to the latest achievements of scientists described in scientific articles. The aim of the article is to review the technologies available on the market for the production, storage and use of hydrogen as a vehicle fuel. Hydrogen technologies presented at the Hydrogen Expo in Bremen were confronted with the latest scientific achievements described in the latest scientific articles. Thanks to such a confrontation, it is possible to make a rational purchasing decision in the area of selected hydrogen technologies.

17

Technical and economic study of the energy transition from natural gas to green hydrogen in thermal power plants

Moulebe Laince Pierre, Touati Abdelwahed, Obar Akpoviroro Eric, Belbsir Oumayma, Rabbah Nabila

Acta Innovations

|

2023

|

no. 49

49--59

EN

This research article contributes to the challenge of global warming by presenting the approach of the use of green hydrogen to reduce greenhouse gases. It shows that CO2 emissions can be significantly reduced in thermal power plants by replacing natural gas with green hydrogen as a fuel. This work presents the techno-economic study of the energy transition of a 12 MW thermal power plant based on green hydrogen. The presented study is based on the energy consumption of Nigeria, 73% of which is covered by natural gas thermal power plants. The obtained results show that the cost of this transition is ca. 17 million dollars (USD) for a reduction of 114 tCO2 per plant with a return on investment between 4-5 years. In addition, through modeling and numerical simulation, this article shows that estimated return on investment can be shortened by using the thermal power resulting from the turbine, through industrial use.

18

Study on performance of a green hydrogen production system integrated with the thermally activated cooling

Moulebe Laince Pierre, Touati Abdelwahed, Obar Akpoviroro Eric, Rabbah Nabila

Acta Innovations

|

2023

|

no. 47

5--19

EN

The energy transition is at the centre of research and development activities with the aim to fight against the effects of global warming. Today, renewable energies play a significant role in the electricity supply to the World and their use increases day after day. Because of the intermittency of a large-scale production system generates the need to develop clean energy storage systems. Hence, energy storage systems play is one of key elements in the energy transition. In this perspective, a green hydrogen is defined as an energy carrier thanks to its high energy density in relation to its negligible mass, not to mention its abundance in our environment, and its extraction, which does not contribute to any greenhouse gases. However, the production cost is not negligible. Hence, this work shows a numerical modelling of the heat balance from a green hydrogen production system using a thermal storage in a Metal Hydride (MH) tank for an electrification by Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell integrated into the production of heating, cooling and sanitary hot water (SHW) through the recovery of the heat released by the whole system combined with the technology of thermally activated cooling of an adsorber. This allows demonstrating that the green hydrogen can be an interesting solution according in the hydrogen production chain and in the tertiary sectors.

19

Simulation and design of an energy accumulator around the hydrogen energy vector

Moulebe Laince Pierre, Touati Abdelwahed, Obar Eric Akpoviroro, Rabbah Nabila

Acta Innovations

|

2023

|

no. 46

66--79

EN

This work demonstrates the study of the numerical modelling and a design of a compact energy generator based on green hydrogen. This generator aims allowing the energy storage, electricity, cold and heat productions as well as a supply the energy for the production of the sanitary hot water. The generator is considered to be powered by 30 solar cells panels and will mainly consist of a Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzer compiled with a Metal Hydride (MH) tank, a PEM fuel cell, and a system of heat exchangers sized to recover the heat from the electrolyzer, PEM fuel cell and MH tank. Furthermore, the generator will contain an adsorber to manage air conditioning (cooling and heating) and a production of the sanitary hot water. A converter block is included in the generator, in particular, a Buck-booster to raise the voltage of the solar panels and the DC-AC converter for the electricity consumption in the household. The desorption of the hydrogen contained in the tank MH will take place using the heating resistance. In overall, the designed generator is foreseen to have a dimension of 1800 × 1000 × 500 mm and its role is to allow integration of the hydrogen energy for the tertiary and residential sectors. As such it is a suitable choice of components for the cost reduction and high yield hydrogen production, storage, and consumption.

20

Potencjał zastosowania wodoru w polskim systemie energetycznym

Chmielniak Tadeusz, Skorek-Osikowska Anna, Bartela Łukasz

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2022

|

nr 110

7--22

PL

Realizacja strategii dekarbonizacji polskiej gospodarki wymaga wprowadzenia do eksploatacji nowych technologii energetycznych, w tym technologii wodorowych. W rozdziale zawarto informacje o potencjalnych możliwościach wykorzystania wodoru w procesach generacji elektryczności i ciepła. Struktura pozyskiwania w Polsce zarówno energii elektrycznej, jak i pierwotnej, istotnie różni się od struktury charakterystycznej dla UE. Istnieje znaczny potencjał jej dywersyfikacji. We wszystkich działach energetyki zastosowanie wodoru może ułatwić uzyskanie celów klimatycznych i ekonomicznych (efektywnościowych). Ostateczne scenariusze technologiczne wytwarzania wodoru będą zależeć od stanu rozwoju OZE i ekonomiczności poszczególnych rozwiązań. Ważne jest pytanie, który scenariusz jest najprawdopodobniejszy w Polsce. Biorąc pod uwagę aktualny potencjał OZE oraz przewidywany ich rozwój do 2040 r., wydaje się, że elektrolityczna produkcja wodoru w Polsce z wykorzystaniem OZE nie będzie zbyt wysoka. Założenie 2 GW mocy elektrolizerów w 2030 r. w Polskiej strategii wodorowej jest bardzo (zbyt) optymistyczne (Niemcy 5 GW, Hiszpania 4 GW). Trudno natomiast przesądzić, jakie będzie upowszechnienie innych technologii wytwarzania, zwłaszcza trudno ocenić udział CCS. W najbardziej optymistycznym scenariuszu sformułowanym dla UE udział wodoru w 2050 r. w końcowym zużyciu energii wynosi 24% (2251 TWh) (Hydrogen… 2019). Przewidywana struktura jego zużycia to: 112 TWh (około 5%) – wytwarzanie elektryczności, bilansowanie systemu (power generation, buffering, sektor 1); 675 TWh (30%) – transport (sektor 2); 579 TWh (25,7%) – ogrzewanie i energia dla mieszkalnictwa (heating, power for buildings, sektor 3); 237 TWh (10,5%) – energia dla procesów przemysłowych (industry energy, sektor 4); 257 TWh (11,4%) – nowe zastosowania przemysłowe (new industry feedstock, sektor 5); 391 TWh (17,4%, sektor 6) – istniejące obszary zastosowań przemysłowych (existing industry feedstock). Ten procentowy udział w zakresie sektorów 1 i 3 przeniesiony na grunt Polski można uznać za rozsądny. Aczkolwiek bardzo szkodliwa z ekologicznego punktu widzenia struktura zużycia energii w gospodarstwach domowych w Polsce w chwili obecnej, podpowiada zwiększenie udziału wodoru w tym sektorze.

EN

The implementation of the strategy of decarbonising the Polish economy requires the introduction of new energy technologies, including hydrogen technologies. This chapter provides information on the potential possibilities of using hydrogen in electricity and heat generation processes. The structure of obtaining both electricity and primary energy in Poland differs significantly from the structure typical for the EU. There is considerable potential for its diversification. In all sectors of the power industry, the use of hydrogen may facilitate the achievement of climate and economic (efficiency) goals. The final technological scenarios for the production of hydrogen will depend on the state of development of renewable energy sources and the cost-effectiveness of individual solutions. The important question is which scenario is most likely in Poland. Taking into account the current potential of renewable energy sources and their expected development until 2040, it seems that electrolytic hydrogen production in Poland using renewable energy sources will not be too high. The assumption of 2 GW of electrolyser capacity in 2030 in the Polish hydrogen strategy is very (too) optimistic (Germany 5 GW, Spain 4 GW). On the other hand, it is difficult to determine what the dissemination of other generation technologies will be, especially it is difficult to assess the share of CCS. In the most optimistic scenario formulated for the EU, the share of hydrogen in 2050 in final energy consumption is 24% (2.251 TWh) (Hydrogen… 2019). The expected structure of its consumption is: 112 TWh (approx. 5%) –- electricity generation, system balancing (power generation, buffering, sector 1); 675 TWh (30%) –- transport (sector 2); 579 TWh (25.7%) –- heating and power for buldings (sector 3); 237 TWh (10.5%) –- energy for industrial processes (industry energy, sector 4); 257 TWh (11.4%) – new industrial applications (new industry feedstock, sector 5); 391 TWh (17.4%, sector 6) – existing areas of industrial applications (existing industry feedstock). This percentage share in sectors 1 and 3 transferred to Poland can be considered reasonable. Although the structure of energy consumption in households in Poland, which is very harmful from the ecological point of view, suggests an increase in the share of hydrogen in this sector.