KIT研究發現鐵粉有望填補儲能缺口

研究人員表示，燃燒鐵粉並將產生的鐵鏽還原回鐵，可形成一個用於儲存可再生能源的碳中性循環。

德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的科學家發表了一項研究，提出鐵粉可作為一種碳中性儲能材料，有望填補氫能經濟的缺口，為長期及季節性可再生能源儲存提供安全、可運輸的介質。

鐵銹循環：鐵粉燃燒發電的零碳排放技術
這項發表於《Chem Circularity》期刊的研究，描述了一種循環過程：鐵粉經燃燒發電後，會產生氧化鐵（即鐵銹）；鐵銹再利用來自再生能源的綠色氫氣還原成鐵，整個過程不排放任何二氧化碳。卡爾斯魯厄理工學院（KIT）工業生產研究所的 Julia Schuler 表示：「這是一個不排放二氧化碳或任何有害環境物質的循環系統。」

這項技術的一大優勢，在於它與現有燃煤電廠基礎設施的相容性。Schuler 說：「鐵粉燃燒時的特性與煤炭非常相似。」她補充道，主要需要改造的是熱能發生器，而蒸汽循環系統、渦輪機、發電機及電網連接等部件均可保留沿用。這項技術對德國而言尤具潛力，因為德國擁有大量可進行改造升級的燃煤電廠。

補充氫能，而非取而代之
德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的研究人員運用名為 PERSEUS 的能源系統模型，模擬歐洲能源系統至 2050 年的最優發展路徑，將鐵循環技術與電池、氫儲能及氫能發電廠進行比較。結果顯示，鐵並不會取代氫能發電，而是能與之相輔相成。氫能適合快速響應的電力需求與區域電網，但其對昂貴管道、進口碼頭及地下儲存設施的依賴，使長距離運輸面臨相當挑戰。相比之下，鐵粉可存放於普通倉庫，並以貨櫃船運往全球各地，基礎設施投資極為有限。

模擬結果顯示，鐵燃料發電廠對水力發電資源不足或缺乏地下氫儲存條件的國家尤具潛力，可協助填補風力與太陽能長時間低出力時的電力缺口。

令人振奮的經濟訊號
在研究人員建立的所有情境模型中，燃鐵發電廠都是實現氣候中和的最低成本路徑之一。「鐵或許能在實現氣候中和、以及穩定供應再生能源方面，扮演一個特殊而具有重要經濟價值的角色，」Schuler 表示。研究人員也指出，「新鐵器時代」能否真正到來，取決於氧化鐵還原回鐵的效率，以及燃煤電廠改造的可行性。

圖片來源：interestingengineering.com