Железный порошок может использоваться для хранения возобновляемой энергии и переоборудования угольных электростанций. К такому выводу пришли исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT), о работе которых сообщил SciTechDaily. По их оценке, технология способна поддерживать энергоснабжение Европы в периоды продолжительного дефицита ветровой и солнечной генерации, особенно в странах с ограниченными возможностями для других способов хранения энергии.
Система основана на замкнутом цикле. При сжигании железный порошок выделяет тепло и превращается в оксид железа, известный как ржавчина, а водород, произведённый с использованием возобновляемой энергии, удаляет из соединения кислород и восстанавливает металл. Такой процесс, по словам специалиста KIT Юлии Шулер, не сопровождается выбросами углекислого газа и вредных для окружающей среды веществ.
Для перехода на железное топливо существующие угольные электростанции, возможно, не придётся полностью перестраивать. Основные изменения могут потребоваться в оборудовании для выработки тепла, тогда как паровые турбины, генераторы и подключения к электросетям потенциально удастся сохранить. Особенно подходящими для такого решения могут оказаться немецкие станции, а также действующие тепловые сети и другая инфраструктура.
Железный порошок способен стать способом транспортировки энергии на большие расстояния. Электричество от прибрежных ветропарков или солнечных объектов в пустынных районах можно направлять на производство водорода, который будет превращать оксид железа обратно в металл, после чего порошок доставят в нужный регион и сожгут для получения энергии. В отличие от водорода, железо проще перевозить и длительно хранить, поскольку для него не нужны специальные трубопроводы, импортные терминалы и подземные хранилища.
Учёные расширили энергетическую модель PERSEUS, добавив в неё электростанции на железном топливе, объекты восстановления металла, а также системы хранения и перевозки. Расчёты развития климатически нейтральной энергетики Европы до 2050 года сравнивали железо с аккумуляторами, водородными хранилищами и электростанциями на водороде. Во всех рассмотренных сценариях станции на железе входили в наиболее дешёвую конфигурацию энергосистемы, однако не должны были полностью заменить водород.
Наибольшую пользу технология может принести странам с небольшими гидроэнергетическими ресурсами и недостатком подходящих мест для подземного хранения водорода. Железо способно поддерживать энергоснабжение при длительном снижении выработки ветровых и солнечных установок и уменьшать нагрузку на водородные трубопроводы и импортные мощности. Перспективы метода будут зависеть от объёма модернизации угольных станций и эффективности обратного превращения оксида железа в пригодный для повторного использования металл.