Xcel and NREL Unveil Wind2H2 Project

18 December 2006

Green Car Congress skriver om ett projekt med Xcel Energy och U.S. Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory där man vill testa fram vätgasproduktion direkt från vindkraft. Systemet fungerar så att man konverterar överskottsenergin till vätgas genom elektrolys, som sedan lagras under tryck (240 bar dvs ungefär som i en dykartub). Denna vätgas kan sedan säljas till transportsektorn eller användas som bränsle till elnätet via generatorer, och därmed kan man lagra vindenergi på plats. Ungefär samma teori som en vattendamm, där energin lagras i vattenmagasinet, eller uppladdningsbara batterier.

Engelska,,,,hela art....

The Wind2H2 project. Click to enlarge.

Xcel Energy and the US Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory (NREL) unveiled a pilot facility that uses electricity from wind turbines to power electrolyzers to produce hydrogen, which is then compressed and stored at 3,500 psi.

The Wind2H2 project is designed to examine the system integration issues with wind-hydrogen production, compression, storage, and use. The project integrates wind turbines directly to the electrolyzers testing both AC and DC connections. The hydrogen is used to power a Hydrogen Engine Center (HEC) genset. (Earlier post.) A hydrogen fueling station for vehicles is planned for the future.

Today we begin using our cleanest source of electricity—wind power—to create the perfect fuel: hydrogen. Converting wind energy to hydrogen means that it doesn’t matter when the wind blows since its energy can be stored on-site in the form of hydrogen.

By marrying wind turbines to hydrogen production, we create a synergy that systematically reduces the drawbacks of each. Intermittent wind power is converted to a stored fuel that can be used anytime, while at the same time offering a totally climate-friendly way to retrieve hydrogen, to power our homes and possibly cars in the future.

—Richard Kelly, Xcel Energy chairman, president and CEO

 

Currently, there are limitations to both wind power and hydrogen. Wind farms only generate electricity when the wind is blowing, which is about one-third of the time in the United States. This creates the need for backup generation, which is usually fossil-fueled. Hydrogen production currently relies on the reforming of natural gas, or on electrolysis of water—energy-intensive processes that result in greenhouse gas emissions (depending on the source of the electricity).

NREL assessed the economics of wind-powered hydrogen production and concluded that while the near-term cost is around $4.03 per kg of hydrogen, long-term costs could drop down to $2.33/kg hyd

NREL also concluded that it would be feasible to produce 154 billion kg of hydrogen per year from Class 4 and higher wind in the United States. Current transportation fuel usage is around 140 billion gallons per year.

The project allows our researchers to compare different types of electrolyzers and work on increasing the efficiency of a wind to hydrogen system. And, it has the potential to point the way to a completely emissions-free system of making, storing and using energy.

—Dan Arvizu, NREL director

 

NREL and Xcel Energy expect to offer a public update on the operation of the project around the middle of 2007. Results will also be shared with the Hydrogen Utility Group, made up of Xcel Energy and nine other utility companies interested in hydrogen’s future role in the utility industry.

The Xcel-NREL Wind2H2 project is one of several projects in the US sponsored by the DOE to investigate the combination of wind power and hydrogen production.





""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
Energimyndigheten lämnar i dag förslag till regeringen: Räkna med minst en tjugodubbling av elproduktionen från vindkraftverk. Svensk vindkraft producerar i dag 1,4 terrawattimmar el. Sveriges nationella planeringsmål för elproduktion från vindkraft bör sättas till 30 TWh år 2020, det vill säga avsevärt högre än nu gällande 10 TWh till år 2015. Annars klarar vi inte att nå upp till EU:s målsättning att 20 procent av all energiproduktion år 2020 ska komma från förnybara källor. Det förutsätter i sin tur en ökning från dagens cirka 800 vindkraftverk till mellan 3 000 och 6 000 verk. Av planeringsmålet på 30 TWh bör två tredjedelar omfattas av landbaserad vindkraft och resten av havsbaserad. Sverige har en betryggande vindkraftspotential som med råge överstiger vad som behövs för utbyggnad enligt detta mål, 

Inriktningen i Eu är att medlemsländernas
andel av förnybar energi måste öka radikalt, till 20 procent som helhet. I slutet av januari 2008 förväntas kommissionen komma med ett förslag till bördefördelning. I dagsläget är fördelningen av EU:s mål således inte klart. Det innebär emellertid inte att Sverige kan låta bli att agera.

Verkligheten är att det i tidsperspektivet 2020 bara finns tre realistiska energislag, som tillsammans med effektivisering markant kan bidra till att uppfylla de åtaganden som kommer att åläggas Sverige.

Det är biobränslebaserad elproduktion, som producerar både värme och el.

Det är biodrivmedel.

Det är vindkraft, som förhållandevis är en extremt ren energikälla utan utsläpp och med en ekonomi som med vissa förändringar är acceptabel.

En omfattande svensk vindkraftutbyggnad är definitivt ett bidrag till att på europeisk nivå minska fossilbränslebehovet och därmed för klimatet skadliga utsläpp. Sveriges nationella planeringsmål för elproduktion från vindkraft bör därför sättas till 30 TWh (terrawattimmar) år 2020. Det är en högre ambitionsnivå än nu gällande 10 TWh till år 2015.

30 TWh vindkraft förutsätter beroende på effekt och vindläge en ökning från dagens cirka 800 vindkraftverk till 3.000-6.000 verk till lands och till havs. Det är en slutsats Energimyndigheten drar när regeringens uppdrag att föreslå ett nytt planeringsmål för vindkraften avrapporteras i dag.

För att planeringsmålet ska kunna uppnås så måste en rad förutsättningar ändras och åtgärder vidtas, som ökar incitamenten för vindkraftsetablering att genomföras. Dessa förslag återkommer vi till nedan.

Arbete är angeläget, inte minst mot bakgrund av kopplingen mellan förnybar energi och klimatfrågan. Sverige har under många år varit aktivt när det gäller åtgärder för att minska ökningen av växthusgaser. Som ett led i detta har Sverige medverkat till att EU:s ambitionsnivå när det gäller produktion av förnybar energi ska öka med cirka 11,5 procent. Detta innebär på EU nivå en ökning med cirka 700 TWh. Allt för att minska beroendet av fossilbaserade bränslen och därmed verka för en tryggare energiförsörjning.

Finns det då inga alternativ, till biobränslen, biodrivmedel och vindkraft? Så här är läget.

Vattenkraft. I princip färdigutbyggd. Effektiviseringspotential på cirka 2 TWh möjlig.

Vågkraft. På utvecklingsstadiet. Långsiktig potential troligen minst 10-12 TWh, men kommersialiseras sannolikt inte tillräckligt snabbt, sett i perspektivet 2020.

Storskalig solel ligger sannolikt ännu längre fram i tiden, om inte dramatiska forskningsgenombrott sker som sänker produktionskostnaden.

Således har ökad vindkraftproduktion en nyckelroll om Sverige ska öka andelen förnybar el. Ett planeringsmål är dock inte samma sak som att 30 TWh vindkraft kommer att byggas. Om målet ska förverkligas fullt ut, förutsätter det gynnsamma ekonomiska förutsättningar.

Det är dock nödvändigt att den fysiska planeringen medger en så stor utbyggnad om det krävs. Planeringen måste vara klar långt före 2020, vilket innebär bland annat att planeringsberedskap skapas i de kommunala översiktplanerna genom att kommunerna identifierar och lägger fast lämpliga områden för vindkraft. Frågan om överföringskapacitet i elnäten samt det ökade behovet av reglerkraft måste också klaras ut.

Energimyndigheten föreslår att 20 TWh av planeringsmålet omfattar landbaserad vindkraft. Hälften bör vara planerade senast 2010 och resterande del 2012. När det gäller havsbaserad vindkraft finnas i dag redan cirka 10 TWh planerat.

I dag producerar vindkraften i Sverige cirka 1,4 TWh el. Potentialen för vindkraft i Sverige överstiger hur det än räknas med råge det föreslagna planeringsmålet. En jämförelse med stora europeiska vindkraftländer som Tyskland och Spanien visar på möjligheter. Tyskland producerade 30 TWh vindkraft år 2006 trots sämre vindförhållanden än Sverige. Spanien har ökat sin vindkraftproduktion med drygt 20 TWh till 23 TWh på åtta år fram till 2006.