Железный порошок способен повысить устойчивость возобновляемой энергетики и вернуть в работу часть старых угольных электростанций. К такому выводу пришли исследователи Технологического института Карлсруэ (KIT), сообщает SciTechDaily. По их оценке, технология может поддерживать энергоснабжение Европы в периоды длительного отсутствия сильного ветра и солнечного света.
В основе метода лежит замкнутый цикл. При сжигании железного порошка выделяется тепло, а металл превращается в оксид железа — ржавчину. Затем водород, полученный с помощью возобновляемой энергии, удаляет из оксида кислород и восстанавливает железо для повторного использования; при таком процессе не образуются углекислый газ и другие вредные для окружающей среды вещества.
Железное топливо можно применять на переоборудованных угольных электростанциях, поскольку при горении оно во многом ведёт себя как уголь. Основные изменения потребуются в оборудовании, которое вырабатывает тепло. Паровые турбины, генераторы, подключения к электросетям, а также существующие теплосети и другая инфраструктура могут сохраниться, что особенно актуально для Германии с её крупным парком угольных станций.
Технология также позволяет перемещать возобновляемую энергию на большие расстояния без водородных трубопроводов. Электричество от прибрежных ветропарков или солнечных установок в пустынных районах можно направить на производство водорода, а затем использовать его для получения железного порошка из оксида. Полученный материал проще перевозить и хранить в течение длительного времени, чем водород, для которого нужны специальные трубопроводы, терминалы и подземные хранилища.
Учёные расширили энергетическую модель PERSEUS, добавив в неё электростанции на железном топливе, предприятия для восстановления железа, а также объекты хранения и перевозки. В сценариях развития климатически нейтральной энергетики Европы до 2050 года железные электростанции входили в наиболее экономичную систему при всех рассмотренных вариантах. При этом расчёты не показали, что железо сможет заменить водород: оно должно дополнять его.
Наибольшую пользу железо может принести странам с ограниченными ресурсами гидроэнергетики и небольшими возможностями для подземного хранения водорода. В таких регионах оно способно поддерживать энергоснабжение при продолжительном снижении выработки ветровых и солнечных установок, а также уменьшать нагрузку на водородные трубопроводы и импортные терминалы. Перспективы технологии будут зависеть от объёма доработок угольных станций и эффективности обратного превращения оксида железа в пригодный для повторного использования металл.