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CN105593161B - 用于存储电能的方法和系统 - Google Patents

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CN105593161B CN201480053507.1A CN201480053507A CN105593161B CN 105593161 B CN105593161 B CN 105593161B CN 201480053507 A CN201480053507 A CN 201480053507A CN 105593161 B CN105593161 B CN 105593161B
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Abstract

本发明涉及一种用于存储电能的方法，其包括以下步骤：a)使用电能由水和烟尘产生甲烷，b)存储所述甲烷，c)将所述甲烷分解成氢气和烟尘，并且将所述氢气用于生成能量，或通过在循环的溴化‑氧化工艺中将所述甲烷转化成烟尘和水来生成能量，其中收集步骤c)中在甲烷的所述分解或在所述循环的溴化‑氧化工艺中形成的所述烟尘，并且所述烟尘再次通过所述方法用于在步骤a)中产生甲烷，以使得形成封闭的碳回路，以及一种包括能量‑甲烷转化装置的系统，其中电能与烟尘和水一起转化成甲烷，以及甲烷‑能量转化装置，其中甲烷随着烟尘的消除转化成氢气。

Description

用于存储电能的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于通过将电能转化成甲烷气体来存储电能的方法。本发明还涉及一种用于存储电能的系统。
背景技术
诸如光电能或风能的可再生能源使得可以生成能量(特别是电能)而不排放损害气候的气体诸如二氧化碳(CO2)的，该气体排放。另一方面，当使用化石能量载体，诸如石油、煤或天然气时，排放大量有害CO2。然而，风和太阳不总是天然可用的。太阳能辐射仅在白天期间可用。此外，太阳和风能的可用性取决于天气条件和一年的时节。因此，消耗或能量需求很少与由可再生能源产生的能量相匹配。根据计划日期，常规发电站因此留作预备以便弥补暂时的电能供给不足。以这种方式不可能完全避免CO2排放。
为实现有效利用可再生能源，因此至关重要的是：存储剩余的电能以便均衡如果发生不利天气条件时的峰值负荷和供给不足。然而，迄今习惯的存储器(例如抽水蓄能发电站)仅可以存储少量的能量，并且其他存储器的合适的构建地址已经用完。新型的电能存储因此成为众多研究的主题。
一种存储的可能性为绝热压缩空气存储，其中压缩机在如果发生电能过度供给时压缩空气，并且将压缩空气存储在地下洞穴中。压缩空气然后可用于驱动涡轮以发电。然而，缺点为：压缩空气存储仅可以存储比较少的电能。此外，绝热压缩空气存储仅适于短期存储，因为通过压缩空气生成的热量不能存储任何所需时长。
同样深入研究了使用来自水的电解的氢气作为存储介质。氢气适合作为无排放燃料，因为它燃烧形成水。然而，氢气只能困难地运输，使得在存储电能的情况下，氢气的再转化应该在相同地点进行。然而，优选的是在需要电能的地点进行再转化。特别在离岸风能场的情况下，能量生成的地点和需要能量的地点距离很远，从而给电网强加了严重的负荷。
用于存储的另一可能性为产生甲烷气体。此处，甲烷气体由氢气和碳在萨巴蒂耶反应(Sabatier reaction)中产生。关于存储和运输，可以将甲烷气体引入现有天然气网，因为甲烷也是天然气的主要成分。以这种方式，不仅能够存储能量，而且能够从能量生成的位置运输至需要电能的地点而无电网的额外负荷。
DE-A 10 2007 037 672公开了一种方法，其中由可再生来源生成的能量转化成氢气，并且随后与CO2一起转化成甲烷。反应必需的CO2从发电站的废气分离。产生的甲烷可以随后在发电站燃烧以发电，形成的CO2再次分离，以使得形成CO2回路。
先前技术的缺点特别是：首先仅形成的CO2的部分可以从燃烧废气分离，以使得虽然CO2排放可以降低，但它们不能完全避免。其次，气态CO2的分离和处理是复杂的。
发明内容
本发明的目的是简化回路中碳的处理，并且避免CO2排放。
一种用于存储电能的方法，其包括以下步骤
a)使用电能由水和烟尘产生甲烷，
b)存储甲烷，
c)甲烷分解成氢气和烟尘，氢气用于生成能量，
其中建议为：收集步骤c)中在甲烷的分解中形成的烟尘，并且再次通过该方法用于在步骤a)中产生甲烷，以使得形成封闭碳回路。
作为甲烷的分解的替代，还可以通过在循环的溴化-氧化工艺中将甲烷转化成烟尘和水在步骤c)中实现能量生成。在这种情况下，收集在循环的溴化-氧化工艺中形成的烟尘，并且再次通过该方法用于在步骤a)中产生甲烷。在这种情况下，也形成封闭碳回路。
碳(烟尘)因此未在建议的方法中用作用于能量生成的燃料，而是充当氢气的载体。术语能量生成此处旨在涵盖电能的生成以及通过步骤c)中甲烷的分解获得的氢气用于诸如汽车、货车、火车或船的运输工具的诸如加热、冷却或操作的其他能量用途的用途。特别地，可以借助于生成的能量加热或冷却建筑。
甲烷优选地借助于萨巴蒂耶反应在能量-甲烷转化装置中产生。为了此目的，当电能可用时，水(H2O)借助于方法的第一步骤a)中的电解分解成氢气(H2)和氧气(O2)。优选地借助于工艺蒸汽，在电解之前将水加热至约90℃。作为替代，有可能使用高温蒸汽电解(HotElly)，其中蒸汽在900至1000℃的温度温度分解成H2和O2。电解产物氢气和氧气首先存储在缓冲罐中。
在已经产生足够用于操作甲烷化装置的量的氢气和氧气之后，开始甲烷化。为了此目的，从存储器取出烟尘，在干燥器中预干燥，并且与电解产物一起转化成甲烷。
作为甲烷产生的替代，也可能使用可能产生碳氢化合物的其他氢化反应，例如Fischer-Tropsch反应。这些材料也可以通过热分解分解成氢气和烟尘。
在该方法的一个变体中，烟尘在干燥后燃烧以形成二氧化碳(CO2)。此处，优选地使用电解中形成的氧气。如果获得的氧气用于燃烧，方法的有效性与使用空气相比提高了，因为随后不需要从产生的甲烷分离存在于空气中的氮气。在燃烧期间以热量形式放出的能量可以借助于蒸汽生成器从CO2气体收回。
蒸汽可用作工艺蒸汽和/或用于发电。将电解中获得的氢气添加至产生的CO2，设置萨巴蒂耶反应最佳的二氧化碳与氢气的比率。此处最佳的是基于氢气的化学计量(1:4)至稍微超化学计量的比率。气体混合物然后流入氢化装置，其中它在约8至30巴(0.8-3.0MPa)范围内，优选地在约8至10巴范围内的高压经催化剂转化成甲烷。萨巴蒂耶反应CO2+4H2＝CH4+2H2O中放出的热量可以同样借助于蒸汽生成器收回，并且用作工艺蒸汽。
在本方法的其他实施方案中，烟尘在干燥后给送至气化装置。那里，它在氧气和蒸汽参与下在900℃至1800℃(优选地为1200至1800℃)的温度转化成合成气体。反应中的温度特别优选地为约1500℃。烟尘形成合成气体的反应中放出的热量可以借助于蒸汽生成器收回，并且用作工艺蒸汽。随后将来自电解的氢气添加至合成气体，设置氢化反应最佳的来自合成气体的二氧化碳与氢气的比率。此处最佳的是基于氢气的化学计量(1:3)至稍微超化学计量的比率。气体混合物然后流入氢化装置，其中合成气体根据反应方程式CO+3H2＝CH4+H2O经催化剂转化成甲烷。再一次，氢化反应中放出的热量可以借助于蒸汽生成器收回，并且用作工艺蒸汽。
在以上描述的烟尘的燃烧或部分氧化中，实现900℃至最高1800℃的相对高温以免产生有害的副产品，诸如焦油或相对长链烃。仅可以通过费力并且相当大损失地生成蒸汽回收气体流的高热焓。作为替代，烟尘借助于添加有蒸汽的氢气的氢化作为甲烷化反应的初始阶段使用。在此实施方案中，将烟尘、氢气和蒸汽引入固体流化床。在600-900℃范围内的温度和20至40巴(2至4MPa)范围内的压力，形成甲烷、一氧化碳和二氧化碳的混合物。因为此反应是吸热的，所以通过在平行反应阶段未反应的烟尘的燃烧将固体床升高至操作温度。来自水的电解的氧气用于此目的。燃烧气体混入甲烷/碳氧化物混合物，并且冷却至200至250℃范围内的温度。
已经除去的热量可用于产生电能。在下一个反应阶段，其余碳氧化物的甲烷化如本方法的其他实例中进行。此处，也通过添加由电解获得的氢气来设置化学计量比。来自放热甲烷化反应的废热用于生成能量或作为区域供热的热量。
产生的甲烷可以仍含有二氧化碳的残留物。这些从二氧化碳的清除设备分离，并且返回进料至甲烷化反应。聚酰亚胺中空纤维膜可用于分离二氧化碳。然后干燥并且压缩甲烷气体。此外，调节甲烷气体以使其符合允许引入气网的氢气(H2)的比例。甲烷气体可以如本方法的每步骤b)随后进料入公共天然气网用于存储。作为替代，还可以考虑将甲烷气体存储在压力容器中。
当需要能量时，产生的甲烷气体可如本方法的每步骤c)用于在甲烷-能量转化装置中生成能量。为了此目的，首先借助于换热器中的工艺热量预热甲烷气体。随后将甲烷气体进料至等离子氢气生成器。在等离子氢气生成器中，进行甲烷分解成碳(烟尘)和气态氢。例如通过微波注入生成等离子。甲烷的等离子分解发生在约400至600℃的相对低温，以使得热量损耗最小化。在安装在等离子氢气生成器下游的过滤器中，烟尘与氢气分离。甲烷转化成氢气和烟尘以约96％至97％的产率发生。还可以使用适合由甲烷产生氢气的其他方法，例如“槽法炭黑工艺”或“德固赛炭黑工艺(Degussa black process)”(本领域技术人员也称为气体炭黑德固赛工艺(Degussa process))，但这些以较低的有效性操作。在这些方法中，甲烷气体是热分离的。为了此目的，甲烷气体/空气混合物进料至由多个小燃烧器帽组成的燃烧器。
那里形成的小火焰冲击水冷旋转辊，烟尘的部分沉积在该旋转辊中。其余的在下游过滤装置中与气相分离。进一步的烟尘处理或者使用空气/氢气混合物类似以上描述的等离子方法进行。
作为替代，基于循环的溴化-氧化工艺的甲烷-能量转化装置可用于由甲烷生成能量。工艺包括两个放热反应步骤。在第一步骤中，甲烷与溴随着烟尘的消除而反应以形成溴化氢。在第二步骤中，溴化氢氧化成水，溴再次放出并且重新使用。
已经分离的烟尘在造粒设备中团聚并且冷却。作为造粒设备，有可能使用例如鼓式造粒器。下游干燥器在烟尘被存储在存储器中之前干燥烟尘。从存储器，烟尘可以随后装载在合适的运输工具上以便运回至能量-甲烷转化装置。烟尘可随后再次通过该方法用于产生甲烷。
由甲烷裂解的氢气可以然后用于生成能量。为了此目的，氢气可以与燃烧空气混合，并且在燃气涡轮机中燃烧。燃气涡轮机驱动电力生成器，借助于其产生电能。来自燃烧的废气可用于在蒸汽生成器中产生工艺蒸汽。工艺蒸汽可以随后用于干燥烟尘和/或预热甲烷气体。
还可以考虑借助于燃料电池将氢气转化成电能，或者使用氢气用于其他目的，例如用于给氢气动力车辆提供燃料或者用于加热。
在本方法的优选实施方案中，能量-甲烷转化装置和甲烷-能量转化装置是彼此空间分开的，甲烷经由公共气网运输。这使得有可能在能量生成器附近产生甲烷气体和在能量消费者附近进行甲烷气体转化成电能。
在本发明的另一实施方案中，本方法的步骤a)中的甲烷的产生或者本方法的步骤c)中的能量生成中产生的热量至少部分地进料入区域供热网络。
所述装置的效率可以通过以能量-热量耦合的形式使用热量来增加。
能量-甲烷转化中需要的电能优选地由可再生资源生成。来自风能和太阳能装置的电能是特别合适的，因为在这些发电装置的情况下，产量取决于天气条件和一年的时节，并且与能量消费者的需求不匹配。目前不能被消费者使用的剩余能量可以随后用于产生甲烷。
此外，建议一个系统，该系统包括：能量-甲烷转化装置，其中电能与烟尘和水一起转化成甲烷；和甲烷-能量转化装置，其中甲烷随着烟尘的消除转化成氢气，并且随后转化成电能，该系统提供有用于将烟尘从甲烷-能量转换装置再循环至能量-甲烷转化装置的工具。
甲烷-能量转换装置是提供有用于收集、团聚和干燥烟尘的用于此目的的设施。烟尘暂时存储在存储器中，并且可以从那里装载到运输工具中，诸如货车或轨道车。能量-甲烷转化装置提供有用于将烟尘从运输工具卸载到存储器中的设施。
从存储器，烟尘可以随后用于产生甲烷。能量-甲烷转化装置和甲烷-能量转化装置二者都进行描述的方法，以使得碳在回路中运送。此处，碳以固体形式再循环，使得简单的处理是可能的。
发明的优点
本发明的方法和本发明的系统不使用碳作为能量来源，但作为氢气的载体。碳一次引入本方法，并且随后循环。不发生CO2或其他改变气候的气体的排放。
能量生成需要的氢气借助于来自可再生能源的能量获得，诸如建议方法中的风能和太阳能。即使今天，当风或太阳可用时，这些提供大量电能，但这些量不能频繁地使用或“消费”。这些剩余能量可以随后借助于建议方法转化成甲烷，甲烷气体存储在公共天然气网中。天然气网可以仅用小的压力增加而容纳大量气体。与能量载体甲烷的简单存储相比，天然气网还允许长途运输，以使得甲烷气体转化回电能可以在消费者附近实现。这显著地减轻了电网的负荷，因为大部分的可再生能源(例如来自离岸风能发电站)远离能量消费者生成。
如果需要，还可以借助于建议方法以氢气形式带走存储的能量，并且这可以例如用于给氢气动力车辆提供燃料。
与用于来自可再生能源的甲烷的转化和使用的已知方法相比，在简单处理的回路中运送碳。甲烷的分解中获得的烟尘可以完全地与氢气分离，并且存储而无大的支出。固体碳的运输和处理也不如气态CO2的处理复杂。
附图说明
本发明将借助于以下附图、附图标记列表和权利要求更详细地描述。
图中示出：
图1用于存储电能的方法的流程，
图2能量-甲烷转化装置的第一实施方案的流程，
图3能量-甲烷转化装置的第二实施方案的流程，
图4能量-甲烷转化装置的第三实施方案的流程，和
图5甲烷-能量转换装置的流程。
具体实施方式
在本发明的工作实施例的以下描述中，相同或类似的组件和元件由相同或类似的附图标记表示，个别情况下的这些组件或元件的重复描述省去。以上图纯示意性地描述本发明的主题。
图1示出用于存储电能的建议方法的流程。
图1示意性地示出能量-甲烷转化装置90和甲烷-能量转化装置92。当存在来自可再生能源的剩余电能时，能量-甲烷转化装置90从能量网10取得电能。可再生能源可以特别地为风能12或太阳能14，但还可以来源于其他来源16，诸如水电能。
在能量-甲烷转化装置90中使用电能借助于电解18将水H2O分解成氢气H2和氧气O2。氧气O2与来自烟尘存储器30的烟尘C和水在煤气化单元20中反应以产生含有二氧化碳CO2、一氧化碳CO和氢气H2的合成气体。作为替代，有可能用引入氧气O2来燃烧来自烟尘存储器30的烟尘C以形成CO2。形成合成气体的燃烧和反应两者都放出热量，该热量用于预热水H2O，该水H2O进料至电解18。同样地，热量可用于生成能量，产生的电能同样能够经由连接36用于电解18。
煤气化单元20中形成的合成气体或二氧化碳随后与氢气H2一起从电解18引入甲烷化22。那里，甲烷气体在萨巴蒂耶反应或氢化反应中产生。压缩甲烷气体，并且在除去其余二氧化碳之后进料入公共气网24，公共气网24充当气体存储器26。
当需要电能时，因为当时无可用风能12或太阳能14，所以从气网24取出甲烷气体并且进料入甲烷-能量转化装置92。那里，甲烷气体借助于氢气生成器28分解成氢气H2和烟尘C。将烟尘C引入存储器30中，其中烟尘C可用于再转化成甲烷。来自氢气生成器28的氢气H2然后供应至燃气发电站32，燃气发电站32燃烧氢气并且生成电能。生成的电能然后再次进料入能量网10。
作为替代或补充，用于给氢气动力车辆提供燃料或者用于其他目的(例如用于加热)的氢气34可以借助于另一氢气生成器29生成。
所使用的碳完全循环，以固体形式在甲烷-能量转换装置92、碳存储器30和能量-甲烷转化装置90之间运输。因此避免了从燃烧废气复杂地分离二氧化碳并运输气态二氧化碳。
图2示出能量-甲烷转化装置的第一实施方案的流程。
图2示意性地示出能量-甲烷转化装置90。装置包括五个区段。在第一区段100中，进行电解。从能量网10取出电能，并且供应至水电解槽40。电解槽40将借助于换热器60中的工艺蒸汽被加热至约90℃的水H2O分解成氢气H2和氧气O2。电解产物各自暂时存储在氢气容器42和氧气容器44中。当存在足够量的氢气和氧气时，开始产生甲烷。
为了此目的，烟尘C在供应点78处取得，并且被引入第二区段102中的碳存储器30。从碳存储器30取出烟尘C，并且进料至干燥器46。烟尘C与来自氧气容器44的氧气O2一起被引入碳气化单元48。借助于第二区段102中的换热器60预热氧气。
在第三区段104中，烟尘转化成合成气体。烟尘和预热的氧气在蒸汽参与下在900至1800℃范围内，优选地为1200至1800℃的温度在碳气化单元48中反应以形成合成气体。反应中的温度特别优选地为约1500℃。烟尘形成合成气体的反应中放出的热量可以借助于蒸汽生成器52收回，并且用作工艺蒸汽。在图2中示出的实施方案中，工艺蒸汽经由热管线80运送至换热器60，换热器60在水进入电解槽40之前加热水。同样可以使用工艺蒸汽的部分用于在能量生成器62中生成能量。生成的电能可以进料入能量网10并且用于电解。
在碳的气化之后，将来自电解的氢气添加至合成气体，设置氢化反应最佳的来自合成气体的一氧化碳与氢气的比率。此处最佳的是基于氢气的化学计量(1:3)至稍微超化学计量的比率。
气体混合物然后流入第四区段106中的氢化装置54，其中合成气体根据反应CO+3H2＝CH4+H2O经催化剂转化。再次，氢化反应中放出的热量可以借助于蒸汽生成器52收回，并且用作工艺蒸汽。在描述的实施方案中，热量经由热管线80运送至换热器60，换热器60在氧气进入碳气化单元48之前加热氧气。另一换热器60在氢气与合成气体混合之前预热氢气。借助于换热器60冷却甲烷气体。
在最后区段106中，甲烷气体通过二氧化碳除去56。在二氧化碳除去56中，保留在甲烷气体中的CO2例如借助于聚酰亚胺中空纤维膜分离，并且再循环至甲烷化工艺。CO2与氧气O2一起进料回碳气化48。随后借助于甲烷压缩机58压缩甲烷气体。此处生成的热量借助于另一换热器60在甲烷气体进料入公共气网24之前除去。此处，气网24首先充当传播介质并且其次作为气体存储器。
预热水、氢气或氧气所不需要的工艺热量可以经由另一换热器60进料至区域供热网络76，并且另外使用。
图3示出能量-甲烷转化装置的另一实施方案的流程。
图3示意性地示出能量-甲烷转化装置90的第二实施方案。所述装置也包括五个区段。在第一区段100中，进行电解。从能量网10取出电能，并且供应至水电解槽40。电解槽40将借助于换预热器60中的工艺蒸汽被预热至约90℃的水H2O分解成氢气H2和氧气O2。电解产物各自暂时存储在氢气容器42和氧气容器44中。当存在足够量的氢气和氧气时，开始产生甲烷。
为了此目的，烟尘C在供应点78处取得，并且被引入第二区段102中的碳存储器30。从碳存储器30取出烟尘C，并且进料至干燥器46。烟尘C与来自氧气容器44的氧气O2一起被引入碳气化单元48。
在第三区段105中，烟尘与来自电解的氧气O2一起燃烧以形成二氧化碳CO2。借助于换热器60预热氧气。燃烧烟尘C中放出的热量可以借助于蒸汽生成器52收回，并且用作工艺蒸汽。工艺蒸汽可以经由热管线80运送至烟尘干燥器46。同样可以使用工艺蒸汽的部分用于在能量生成器62中生成能量。生成的电能可以进料入能量网10并且用于电解。
在第四区段106中，将电解中获得的氢气随后添加至产生的CO2，设置萨巴蒂耶反应最佳的二氧化碳与氢气的比率。此处最佳的是基于氢气的化学计量(1:4)至稍微超化学计量的比率。气体混合物然后流入氢化装置54，其中它经催化剂转化成甲烷。萨巴蒂耶反应CO2+4H2＝CH4+2H2O中放出的热量可以同样借助于蒸汽生成器56收回，并且用作工艺蒸汽。在图3中示出的实施方案中，工艺蒸汽经由热管线80运送至换热器60，以便在水进入电解槽40之前预热水。在氢气与二氧化碳混合之前，借助于另一换热器60加热氢气。
在最后区段106中，甲烷气体通过二氧化碳除去56。在二氧化碳除去56中，保留在甲烷气体中的CO2例如借助于聚酰亚胺中空纤维膜分离，并且再循环至甲烷化过程。CO2与来自电解的氢气H2一起被运送回氢化装置54。随后借助于甲烷压缩机58压缩甲烷气体。此处生成的热量借助于另一换热器60在甲烷气体进料入公共气网24之前除去。
预热水、氢气或氧气所不需要的工艺热量可以经由另一换热器60进料至区域供热网络76，并且另外使用。
图4示出能量-甲烷转化装置的第三实施方案的流程。
在图4中示意性地示出的能量-甲烷转化装置90可以如两个先前实施方案中被分成五个区段。在第一区段100中，进行电解。工作参数和技术配置与两个以上描述的工作实施例相同。
烟尘的存储设施在区段102中示出。在供应点78处取得烟尘C，并且引入碳存储器30。从那里，烟尘C被带走并且运输至加氢气化装置118。烟尘C的干燥不是必需的。
在第三区段117中，烟尘与氢气和蒸汽一起被运送至加氢气化设备118。已经预热至700至800℃范围内温度的沙借助于气体混合物流化。沙表示固体床。2.0至3.0MPa(20至30巴)范围内的压力在设备中占优势。H2/H2O/烟尘混合物转化成甲烷CH4和二氧化碳CO2。产物CH4:CO2的比率为约1:1。产物气体和沙床的部分从设备排出。在旋风分离器120中分离沙，并且进料至再生器119。因为烟尘在反应器118不完全地反应，它与沙一起被运送至再生器119。在再生器119中，烟尘在来自库存容器44的氧气参与下燃烧。沙同样在此处流化。再生沙在另一旋风分离器120中分离，并且回到反应器118。
燃烧气体与反应产物和来自容器42的额外氢气混合，以使得设置1:4的二氧化碳与氢气的最佳比率。将混合物冷却至最佳温度用于随后的甲烷化。在此实施方案中，废热用于生成蒸汽和产生电能。内部使用电能用于操作压缩机58，并且还用于水电解40。
在第四区段106中，二氧化碳经催化剂转化成甲烷在氢化装置54中进行。催化剂可以分成多个(例如两个)区段。反应热在区段之间除去以便增加产率。作为替代，级联反应器可用于相同的目的。反应气体混合物的部分借助于鼓风机59循环用于此目的。下游蒸汽生成器52中产生的蒸汽H2O(g)转化成电能，并且用于在电解槽40中电解。
在最后区段108中，水H2O(l)首先通过在分离器81中冷凝与气体混合物分离。如上第一和第二实施方案所述，随后制备甲烷气体用于引入公共气网24。
图5示出甲烷-能量转换装置的流程。
图5中示出甲烷-能量转化装置92。在该装置的第一区段110，从气网24取出甲烷气体。借助于换热器60预热甲烷气体，并且随后引入等离子氢气生成器64。那里，借助于微波辐射生成等离子，并且甲烷气体在约400至600℃范围内的温度分解成碳(烟尘)和氢气H2。
从等离子氢气生成器64带走氢气和碳，并且在第二区段112中的烟尘过滤器66处彼此分离。烟尘在造粒装置68中团聚。这可以例如配置为鼓式造粒器。烟尘随后在运输入碳存储器30之前在干燥器46中干燥。从那里，烟尘可以借助于负载设施79装载到合适的运输容器，并且运输出去。回运输至能量-甲烷转化装置可以例如借助于货车或轨道车实现。
已经分离的氢气在第四区段116中转化成电能之前暂时存储在第三区段114中的氢气容器42中。为了此目的，氢气H2与空气82混合，并且随后在氢气涡轮机72中燃烧。能量生成器62从热的燃烧废气产生电能，并且此能量可以进料入能量网10。转化装置本身需要生成的电能的部分用于操作等离子氢气生成器64，并且该产生的电能的部分经由能量线36运送。
氢气的燃烧中获得的热量可以在蒸汽生成器52中用作工艺热量。生成的蒸汽可以随后经由热管线80用于例如预热甲烷气体。同样可能将热量的部分进料至区域供热网络76。
作为替代，还可能使用基于循环的溴化-氧化工艺的甲烷-能量转化装置。此处，热量首先借助于循环的溴化-氧化工艺生成。此热量可用于发电和/或进料入区域供热网络。
在另一实施方案中，用热工艺(例如气体炭黑德固赛工艺)而不是等离子工艺来分解甲烷。
本发明不限于此处描述的工作实施例和其中强调的方面。相反地，对于本领域技术人员常见的许多修改在权利要求定义的范围之内是可能的。
参考符号列表

Claims (10)

1.一种通过电能及随后能源发电产生甲烷的方法，其包括以下步骤：
a)使用电能由水和烟尘产生甲烷，
b)存储所述甲烷，
c)所述甲烷分解成氢气和烟尘，所述氢气用于生成能量，或
通过在循环的溴化-氧化工艺中将所述甲烷转化成烟尘和水来生成能量，
其特征在于收集步骤c)中在甲烷的所述分解或在所述循环的溴化-氧化工艺中形成的所述烟尘，并且再次通过所述方法在步骤a)中用于产生甲烷，以使得形成封闭碳回路。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于所述甲烷的产生是借助于萨巴蒂耶反应或借助于氢化反应来进行。
3.如权利要求2中所述的方法，其特征在于所述萨巴蒂耶反应或所述氢化反应中需要的所述氢气是借助于电解水所获得。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于用于进行所述萨巴蒂耶反应的所述烟尘燃烧以形成二氧化碳或所述烟尘在氧气和蒸汽参与下转化成合成气体，所述氧气借助于水的电解获得。
5.如权利要求1，2或3中任一项所述的方法，其特征在于所述甲烷的存储通过给送入气网(24)实现。
6.如权利要求1，2或3中任一项所述的方法，其特征在于根据步骤c)的所述甲烷的分解和所述能量生成在不同于根据步骤a)的所述甲烷的产生的地点进行。
7.如权利要求1，2或3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤c)用所述氢气生成能量时，所述氢气生成能量的目的是用氢气在燃料电池中转化成电能，氢气用于加热，氢气用于冷却，氢气用作运输工具的燃料，或者氢气用于上述目的中的至少两种。
8.如权利要求1，2或3中任一项所述的方法，其特征在于在根据步骤a)的所述甲烷的产生中和/或在根据步骤c)的所述能量生成中产生的热量进料入区域供热网络(76)。
9.如权利要求1，2或3中任一项所述的方法，其特征在于步骤a)中使用的所述电能使用可再生资源生成。
10.如权利要求9中所述的方法，其特征在于所述电能借助于风能(12)或太阳能装置(14)生成。
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