本发明专利技术涉及将电能转换为化学能并且任选地根据需要再对其进行转换以发电的方法和系统。在一些优选的实施方案中，电能的源至少部分来自可再生能源。本发明专利技术使得常规能量能够转换和产生而不向大气释放CO2。用于生产甲烷的一种方法包括电解水以形成氢气和氧气，并使用氢气使二氧化碳氢化以形成甲烷。优选使用在氢化反应中生成的热以加热在电解前的水。优选的用于电解的电能源为可再生能源如太阳能、风能、潮汐能、波浪能、水能或地热能。所述方法使得能够储存在低需求时以甲烷形式获得的能量，其可被储存并用于在高的能量需求期间产生更多的能量。还描述了一种系统，其包含电解设备和氢化设备以及用于运输两种流体的管道。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及将电能转换为化学能并且任选地根据需要再对其进行转换以发电的方法和系统。在一些优选的实施方案中，电能的源至少部分来自可再生能源。本专利技术使得常规能量能够转换和产生而不向大气释放CO2。用于生产甲烷的一种方法包括电解水以形成氢气和氧气，并使用氢气使二氧化碳氢化以形成甲烷。优选使用在氢化反应中生成的热以加热在电解前的水。优选的用于电解的电能源为可再生能源如太阳能、风能、潮汐能、波浪能、水能或地热能。所述方法使得能够储存在低需求时以甲烷形式获得的能量，其可被储存并用于在高的能量需求期间产生更多的能量。还描述了一种系统，其包含电解设备和氢化设备以及用于运输两种流体的管道。【专利说明】涉及水的电解和二氧化碳氢化为甲烷的用于能量转换和产 生的方法和系统 本专利技术涉及将电能转换为化学能并且任选地在需要时将化学能转换回电能从而 提供电能的改进的方法和系统。本专利技术提供了用于由电能制备可燃的燃料或石化原料的高 效方法和系统，其中在某些实施方案中，可通过非化石燃料能量和相关技术来提供电能。在 替代实施方案中，本专利技术可用于在特定时间（例如，在相对低的需求或价格的时候）将电能 转换为化学能，用于之后在其他时间（例如，高的需求或价格的时候）转换为电能。本专利技术 可涉及能量转移的再循环过程（recurrentprocess),用于供应无排放的电力和任选的区 域供热和用于饮用或其他目的的水源。
技术介绍
事实证明致力于满足急速增长的全球人口的不断扩大的能量需求是二十一世纪 早期人类所面临的最大挑战之一。能量供应的基本方式在很大程度上仍保持不变，这是因 为大规模产生化石燃料（例如煤、油和天然气）的燃烧仍提供绝大多数的电力，在英国乃至 世界范围均如此。然而，自从二十世纪六十年代，人们已日益关注该燃烧的主要产物之一 (即二氧化碳（co2))对我们世界的气候的影响。气候科学家目前几乎全部认同如果任其发 展的话，我们对化石燃料燃烧的持续依赖正在以将导致我们星球大幅升温的速度提高大气 co2的水平。 对用于大多数电力产生、运输和家用供热或冷却的化石燃料的依赖推动了温室气 体二氧化碳（C02)的水平不断升高。当气候科学家将全球变暖归因于大气中逐步升高的C02 水平时，他们可能是正确的。在二十世纪，大气C02水平从300ppm升高至370ppm。因为化 石燃料燃烧持续地球温度上升的风险，导致非常令人担心的失控效应。 针对缺乏决心制定以实现所提议的百分比减少的措施，已停止用于减少co2排放 的国际协定。此外，用于减低co2的量的协定并非适当的解决方案并且其仅用来说明问题 的规模，如果实施该协定的话仍将无法阻止大气中不断升高的co2水平。与此相反，普遍采 用本专利技术将完全阻止来自电力供应的排放，相比国际能源署2010年全球30. 6G吨C02/年 的来自第一燃料燃烧的总排放量，本专利技术具有每年防止约14G吨C02进入大气的潜力。 目前，化石燃料发电站仍将燃烧期间所形成的C02释放入大气中，尽管进行了一些 C02提取和埋存（sequestration)的初步研究，例如在英国法夫区的Longannet。由化石燃 料燃烧所产生的大气污染导致对人体健康和生态系统的损害是被普遍承认的。现有技术不 足以阻止由大气的含硫、含氮和颗粒污染所导致的损害。 现在国际上亟需采取果断行动以在全球温度升高至将导致我们的环境严重变化 的水平之前阻止大气C02水平的上升。因此，已经显著加快探求能量产生的更小污染（"更 加环保"）方法的步伐。研究致力于两个主要领域： ?捕获在化石燃料燃烧中所产生的C02，通常用于埋存，以及 ?用于利用自然界中明显固有的巨大能量储备即所谓的可再生能源的高效装置。 C02回收（"碳捕获"）方法越来越吸引大规模的投资，政府通过向油气跨国公司 提供经济激励来鼓励其开发。例如，"洁净煤技术"基于从烟道气中提取co2然后通过插入 良好地质结构的气或油对其进行埋存。然而，从常规燃烧烃发电厂的烟道气中分离co2虽 然可行，但存在两个主要缺点。第一，由于回收工艺，导致工厂的效率大幅下降，因此收益降 低。第二且重要地，无法保证经埋存co2不会随时间从其地质监禁中逸出并找到进入大气 的路径。易于co2回收的改进正在出现，特别是通过研究在02中而非空气中燃烧烃燃料的 潜力一"氧燃料燃烧"，正如将在之后详细阐述的 。 不言而喻，其中，由可再生能源（例如风能、潮汐能和太阳能）发电尤其代表所有 方法中最环保的方法，因为以该方式不排放co2。然而，政治家和能源工业当然不愿意在有 效并且可靠地利用这些能源的技术仍然处于其初期的时候在大规模转变为可再生能源上 碰运气。许多最有前景的可再生能源的源受困于不可预测性。例如，风力涡轮机非常间歇 地和不可靠地发电，其输出取决于持续变化的力：在任何时间点的风的强度和方向。唯一大 规模替代当前使用的化石燃料燃烧的核能表现出该规模的另一方面：其非常不灵活，产生 恒定的输出水平并因此难以处于响应于电力需求中常见的突发高峰或低谷。因为电力必须 在产生时使用，所以在高效发生系统中需要灵活性和可靠性两者。 因此，已经对将电力转化为其他形式的能量以储存及用来满足后续需求的可能性 进行许多研究。一个热门的研究领域是由替代能源制造可燃气体。例如，美国和日本 两者对由太阳能产生甲烷的可能性进行研究，后者建立试验工厂以证明其可行性。 本专利技术提供任选地从可再生能源以及从常规发电技术捕获和储存电能的改进的 方法。本专利技术还提供用于能量储存和产生而不向大气排放co2的全面整合的方法。本专利技术 将描述用于在需要的时间和需要的地点可靠地发电的装置。 专利技术详述 在第一方面中，本专利技术提供用于由电能源产生烃或烃衍生物的方法，所述方法包 括： a)使用来自所述源的电能来裂解（例如电解）水以形成氢气和氧气；以及 b)使用由此形成的氢气来氢化二氧化碳以形成甲烷。 在一个优选的实施方案中，通过操作用于由非化石燃料能源获得电能的非化石燃 料能源发电机来获得电能。使用由此获得的能量来裂解水。应当注意，水可以为液体形式 或者可以为气体形式（即如蒸汽）。 在另一个实施方案中，电能可获自现有的电网，适于电力低的需求/成本的时段 (例如，在夜间）。这使得当电力需求低时，本专利技术能够充当将电能转换为烃或烃衍生物的 缓冲。 本专利技术的一个显著优点在于其允许储存由不能根据需要改变发电的发电机所产 生的电力。不能控制和/或预测的大多数可再生能源或非化石燃料能源以及相对而言不灵 活的核能都是这种情况。实际上，由许多现有化石燃料发电设备改变产量通常是不便利的 和/或效率低。 主要设想将电力用于电解水，优选在高的温度和/或压力下。然而，有可能使用电 力来加热水直至实现热分解。热分解在高温（例如，200(TC或更高）下发生，因此用于制造 适当设备的适当材料仍然是个问题。然而，该领域的研究仍在继续并且在某些情况下其可 成为适当的方法。其中在下文提及电解，应当注意预期可使用电力的其他裂解水的方法。 所述方法可包括进一步处理所述甲烷以形成除甲烷以外的烃或烃衍生物的步骤。 术语"烃衍生物"用于指这样的化合物，其主要由碳和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于由电能源产生烃或烃衍生物的方法，所述方法包括：a.提供电能的源；b.使用来自所述源的电能来电解水以形成氢气和氧气；以及c.使用由此所形成的氢气来氢化二氧化碳以形成甲烷。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·辛普森，
申请(专利权)人：热气动力有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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