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綠氫——鏈接可再生能源與工業

2021-9-17 11:03 來源: 界面新聞 |作者: 王勇

構建氫經濟價值鏈


“我堅信全球能源轉型的下一步將基于氫經濟——通過水電解將‘綠色電子’轉變為‘綠色分子’。”西門子能源執行副總裁,新能源事業部CEO Armin Schnettler相當看好氫的未來。

數年之前,氫能還處于能源轉型對話中的邊緣,熱度高但是依然冷門,而今在“雙碳目標”的驅動下,氫能的潛力正在被迅速挖掘,由此延伸出的產業鏈將構建未來的氫經濟乃至氫社會。

近年來,氫能方面的規劃和試點項目已經演變成具體的投資和全面的項目。

Power-to-X是西門子能源在氫能領域構建的相對完整的能源轉化體系,即將可再生能源產生的電力(Power)通過電解水產生電轉氫(e-Hydrogen),進而轉化為多種形式的電制燃料和存儲能源(X)。

在這一環節中,西門子能源從電力供應、制氫直到成品燃料方案已經有了足夠的技術和項目儲備。

在上游,西門子能源可以提供適合光伏和風能等可再生能源的發電和輸配電設備及解決方案,確保無碳電力生產。

在中游,西門子能源掌握先進高效質子交換膜(PEM)電解水制氫技術,以及碳捕獲等配套技術,已經成功商用。

在下游,西門子能源提供電制燃料與化石燃料混用的解決方案,當前的燃料基礎設施不需要立即做出改變,保證能源應用從化石能源到完全可持續能源的平穩過渡。

而這些也僅是西門子能源參與的氫經濟的一部分。氫氣作為能源,在交通、建筑、電力、鋼鐵等領域有著廣闊的應用空間,可助力多個行業和領域實現脫碳。

在交通運輸領域,氫燃料電池以及含氫燃料能應用于小型車輛、公交大巴、貨運卡車等交通載具,甚至在將來成熟應用于火車、貨輪和航空領域。

在建筑供熱和制冷領域,可以天然氣摻氫的方式利用氫氣,使用純氫氣對建筑供熱同樣具備技術可行性。

在發電和儲電領域,氫能及衍生燃料可以降低常規火力發電廠的碳排放強度,其大規模、長周期儲能性質為解決電力供需不平衡提供了新的路徑。

鋼鐵行業是碳排放最高的行業之一,碳排放量占全球的 7%。通過采用氫氣作為低碳能源和冶煉中的還原劑,可以避免大部分的碳排放。

在H2FUTURE項目中,通過公用事業公司VERBUND、鋼鐵制造商奧鋼聯和西門子能源的合作,已經在奧地利奧鋼聯林茨鋼廠安裝和成功運行了一套6 MW 的大型PEM電解水制氫系統。

奧地利輸電系統運營商(TSO) 奧地利電網(APG)將為電解槽系統提供輔助服務的資格預審。荷蘭的研究中心TNO和奧地利K1-MET將研究歐盟28國鋼鐵行業更大規模的項目可復制性。

“用戶并不是單純需要一個電解器,而是需要一個整體的解決方案和實際應用場景,使方案的安全性、技術可靠性和經濟性達到最優化。”在趙作智博士看來,西門子能源計劃成為氫能領域的全方位解決方案提供者。

其解決方案覆蓋了從上游的風力發電機組、輸配電設備、電解水系統、氫氣壓縮設備到下游的綠色燃料合成、綠氫再電氣化、燃機摻燒等全氫能源產業鏈條。

氫能介于可再生能源與工業之間,以其多耦合的稟賦優勢發揮著紐帶作用,而西門子能源也將以綠氫為支點,撬動氫經濟的未來。
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