
作為推動綠色能源轉型的關鍵因素,氫表現出巨大的潛力和前景,特別是麵臨電氣化挑戰的工業領域。維薩拉高級戰略和業務發展經理 Anu Pulkkinen 介紹了氫經濟的現況以及準確測量對於推動綠色轉型的重要性。
氫經濟是指通過使用氫能源幫助交通運輸、航運航空、重工業等難以實現電氣化的經濟領域實現脫碳。與其他化石燃料替代品一樣,根據生產方式,氫能源可分為以下顏色類型:
綠色氫:利用風能或太陽能等可再生能源產生的電力,通過電解水進行生產。
藍色氫:通過將化石天然氣分解為氫氣和 CO2,然後捕獲並儲存或利用產生的 CO2 進行生產。
灰色氫:當下的常見氫形式,其製造方式與藍色氫相同,隻不過 CO2 被釋放到大氣中而不是被捕獲。
藍色氫和綠色氫將在推動氫經濟發展方麵發揮重要作用。
氫能源對於全球能源轉型至關重要
隨著生產技術的持續進步和氫能源應用場景的不斷豐富,氫經濟正以前所未有的速度發展著。氫能源已廣泛用作煉油、氨an和he甲jia醇chun生sheng產chan等deng過guo程cheng中zhong的de原yuan料liao或huo燃ran料liao,並bing在zai製zhi鋼gang過guo程cheng中zhong充chong當dang還hai原yuan劑ji。這zhe些xie行xing業ye都dou在zai向xiang更geng清qing潔jie的de綠lv色se氫qing能neng源yuan轉zhuan型xing,這zhe一yi轉zhuan變bian有you望wang大da幅fu減jian少shao排pai放fang。
氫(qing)能(neng)源(yuan)也(ye)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)領(ling)域(yu),可(ke)用(yong)於(yu)驅(qu)動(dong)公(gong)交(jiao)車(che)和(he)卡(ka)車(che)的(de)電(dian)動(dong)機(ji),同(tong)時(shi)也(ye)被(bei)用(yong)作(zuo)發(fa)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)儲(chu)能(neng)介(jie)質(zhi)和(he)能(neng)源(yuan)來(lai)源(yuan)。此(ci)外(wai),氫(qing)能(neng)源(yuan)及(ji)氫(qing)基(ji)燃(ran)料(liao)為(wei)航(hang)運(yun)和(he)航(hang)空(kong)業(ye)這(zhe)兩(liang)個(ge)實(shi)現(xian)脫(tuo)碳(tan)尤(you)為(wei)艱(jian)難(nan)的(de)行(xing)業(ye)提(ti)供(gong)了(le)極(ji)具(ju)潛(qian)力(li)的(de)低(di)碳(tan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。有(you)關(guan)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)未(wei)來(lai)的(de)更(geng)多(duo)內(nei)容(rong),歡(huan)迎(ying)觀(guan)看(kan)我(wo)們(men)的(de)在(zai)線(xian)研(yan)討(tao)會(hui):氫經濟的未來 — 燃料電池和電解槽。
為何可靠的測量對於氫經濟至關重要
維薩拉始終以全局視角對待脫碳問題,包括流程優化、碳捕獲利用和儲存 (CCUS)、電氣化以及新技術和功能改進等方麵。準確測量濕度、二氧化碳和甲烷等參數對於促進氫經濟發展和加速綠色能源轉型至關重要。
維薩拉用於測量這些參數的儀表可提供穩定、實(shi)時(shi)的(de)在(zai)線(xian)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju),無(wu)需(xu)依(yi)賴(lai)人(ren)工(gong)采(cai)樣(yang)。它(ta)們(men)響(xiang)應(ying)迅(xun)速(su),非(fei)常(chang)易(yi)於(yu)安(an)裝(zhuang)和(he)維(wei)護(hu),校(xiao)準(zhun)間(jian)隔(ge)較(jiao)長(chang),並(bing)且(qie)不(bu)含(han)任(ren)何(he)需(xu)要(yao)更(geng)換(huan)的(de)移(yi)動(dong)部(bu)件(jian)或(huo)耗(hao)材(cai)。
維薩拉測量探頭能夠將直流信號 (4-20 mA) 和現場總線 (Modbus) 發(fa)送(song)到(dao)工(gong)廠(chang)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong),無(wu)需(xu)安(an)裝(zhuang)任(ren)何(he)額(e)外(wai)的(de)軟(ruan)件(jian)或(huo)硬(ying)件(jian)。所(suo)有(you)維(wei)薩(sa)拉(la)儀(yi)表(biao)都(dou)能(neng)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)工(gong)作(zuo),我(wo)們(men)還(hai)提(ti)供(gong)強(qiang)大(da)的(de)防(fang)雨(yu)和(he)防(fang)爆(bao)認(ren)證(zheng)選(xuan)項(xiang),支(zhi)持(chi)在(zai)極(ji)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)的(de)爆(bao)炸(zha)性(xing)環(huan)境(jing)中(zhong)進(jin)行(xing)安(an)裝(zhuang)。讓(rang)我(wo)們(men)通(tong)過(guo)幾(ji)個(ge)示(shi)例(li)來(lai)了(le)解(jie)一(yi)下(xia)維(wei)薩(sa)拉(la)技(ji)術(shu)如(ru)何(he)應(ying)用(yong)於(yu)氫(qing)能(neng)源(yuan)相(xiang)關(guan)應(ying)用(yong)。
燃料電池依賴於可靠的濕度測量
氫能源廣泛用於燃料電池應用,其中由於燃料電池質子交換機製,濕度控製至關重要。燃料電池內部是聚合物電解質膜 (PEM),負責在陽極和陰極之間傳導質子。必須控製反應氣體(陽極側的氫氣和陰極側的空氣)的濕度以保持膜的完整性。
當濕度保持在良好的水平時,PEM 能表現出良好的質子電導率和低電阻特性;然(ran)而(er),一(yi)旦(dan)過(guo)於(yu)幹(gan)燥(zao),其(qi)導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)將(jiang)急(ji)劇(ju)下(xia)滑(hua),從(cong)而(er)嚴(yan)重(zhong)製(zhi)約(yue)電(dian)池(chi)的(de)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)能(neng)力(li)。然(ran)而(er),如(ru)果(guo)濕(shi)度(du)過(guo)高(gao),則(ze)會(hui)對(dui)膜(mo)造(zao)成(cheng)機(ji)械(xie)損(sun)壞(huai),導(dao)致(zhi)電(dian)阻(zu)增(zeng)大(da)和(he)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)。
自 20 世紀 90 niandaichuqiqingranliaodianchijishudanshengyilai,weisaladejishubianyizhizaizhichiqifazhan。qichehezaochuanxingyedehenduotoubuqiyezaiqiranliaodianchikaifaguochengzhongshiyongweisala HUMICAP® 技術。維薩拉濕度傳感器也被芬蘭 VTT 技術研究中心廣泛應用於氫能源相關研究項目。VTT 專家不斷探索低溫 (PEM) 和高溫(固體氧化物)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu),他(ta)們(men)在(zai)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)堆(dui)前(qian)後(hou)安(an)裝(zhuang)維(wei)薩(sa)拉(la)儀(yi)表(biao)以(yi)監(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng)氣(qi)體(ti)濕(shi)度(du)。維(wei)薩(sa)拉(la)儀(yi)表(biao)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)氫(qing)氣(qi)純(chun)化(hua)和(he)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)環(huan)境(jing)空(kong)氣(qi)的(de)濕(shi)度(du)水(shui)平(ping)。
要詳細了解專為高濕度條件開發的儀表,請訪問 vaisala.cn/zh/fuelcell。
測量 CCUS 應用中的 CO2 和濕度
在全球碳中和進程中,CCUS 扮演至關重要的角色。在溫室氣體 (GHG) 減排難度較大的行業,CCUS 可能是實現脫碳的唯一途徑。仍依賴化石燃料的能源密集型行業也需要采用 CCUS 技術。
連續、在線測量傳入和傳出氣流中的 CO2 濃度,可幫助捕獲 CO2 的工廠實時監控性能並優化工藝過程。在研究和開發新的捕獲技術時,準確的 CO2 和濕度測量也至關重要,因為這可以提供有關過程動力學和性能的寶貴見解。
丹麥阿邁厄島 CopenHill 垃圾焚燒發電廠使用維薩拉技術進行點源 CO2 捕獲。該工廠每年將 560,000 噸廢物轉化為電力、熱能和灰燼。其碳捕獲過程依靠維薩拉多氣體測量探頭 MGP261 來測量濕度和捕獲的 CO2 濃度。捕獲的 CO2 然後可與氫氣一起用來生產綠色燃料和化學品。訪問 vaisala.cn/zh/CCUS,了解更多信息。
測量 SOEC 應用中的 CO2、甲烷和濕度
固體氧化物電解 (SOEC) 共電解技術利用 CO2、水和電能來生產氫氣和甲烷。盡管該技術仍處於試驗階段,但預計它將在日本到 2050 年實現 90% 可再生能源氣體轉型的過程中發揮重要作用。
所使用的 CO2 可以從多個來源捕獲,包括從工業排放中捕獲、直接從大氣中捕獲,或從沼氣中提純生物甲烷的過程中捕獲。SOEC 過程通常使用可再生能源,不需要貴金屬或稀土元素,這減少了其對環境的影響。
碳捕獲過程中準確測量 CO2 有助於提高 SOEC 工藝過程的效率並減少 GHG 排放。在監管製度日益嚴格的情況下,這也變得越發重要。
維薩拉甲烷、二氧化碳和濕度多氣體測量探頭 MGP261 可用於 SOEC 共電解工藝過程,實時測量原料(CO2、濕度)和產品(甲烷),以提高效率並優化工藝過程。請訪問 vaisala.cn/zh/MGP261,了解有關該儀表的更多信息。
工業測量是綠色轉型的重中之重
可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)和(he)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan)生(sheng)產(chan)是(shi)每(mei)個(ge)行(xing)業(ye)實(shi)現(xian)脫(tuo)碳(tan)和(he)綠(lv)色(se)轉(zhuan)型(xing)的(de)核(he)心(xin)所(suo)在(zai),而(er)可(ke)靠(kao)測(ce)量(liang)對(dui)於(yu)助(zhu)力(li)實(shi)現(xian)轉(zhuan)型(xing)的(de)創(chuang)新(xin)技(ji)術(shu)和(he)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)的(de)作(zuo)用(yong)不(bu)容(rong)小(xiao)覷(qu)。維(wei)薩(sa)拉(la)技(ji)術(shu)通(tong)過(guo)可(ke)靠(kao)的(de)儀(yi)表(biao)助(zhu)力(li)加(jia)速(su)脫(tuo)碳(tan),這(zhe)些(xie)儀(yi)表(biao)可(ke)實(shi)時(shi)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)、穩定的濕度、二氧化碳和甲烷測量數據。讓我們攜手共進,有力推動氫經濟的發展,實現真正的可持續變革。