導讀:歐洲正在投資氫能:6月,德國宣佈了一項為期十年,價值90億歐元的龐大計劃。法國現在也開始着手氫經濟發展,並計劃在未來兩年內投資20億歐元。同時,歐盟正在資助一個為期4年的項目,旨在開發世界上首台配備先進燃氫燃氣輪機的“動力到氫能,再到動力”的工業演示器。
法國已準備好應對危險的氫能挑戰。作為法國總理吉恩-卡斯泰克斯(Jean Castex)上週提出的工業計劃的一部分,法國政府將在未來兩年內向這種能源投資20億歐元,十年內計劃投資70億歐元。
該計劃將主要支持脱碳氫的生產,目標是到2023年在工業中實現10%的脱碳氫,到2028年達到20%至40%。
至於德國,該國計劃到2030年通過可再生能源生產5吉瓦的氫氣。據德國經濟大臣彼得-阿爾特邁爾(Peter Altmeier)稱:“我們為成為全球領先的氫技術製造商鋪平了道路。正如我們20年前在促進可再生能源方面所做的那樣,德國將發揮先鋒作用。”
氫是宇宙中最豐富的元素,據説它是替代石油的理想燃料,因為它不排放温室氣體。
氫是宇宙中最豐富的元素,據説它是替代石油的理想燃料,因為它不會排放温室氣體。但是,如今主要用於工業的氫氣幾乎完全使用化石燃料生產,雖然電廠不直接排放二氧化碳,但它不被認為是綠色的。
不過,核反應堆產生的電能也可能產生氫,這是法國政府選擇的解決方案。同時,氫也可以從可再生能源的電力中獲得,例如從風力或太陽能發電廠的“棄電”,在這種情況下,它被視為綠色,這是德國作為能源轉型最感興趣的部分。
歐洲氫先鋒
德法兩國都表現出對氫氣的雄心壯志,但它們也通過各自的國內企業參與了一項名為HYFLEXPOWER的歐洲項目,該項目旨在為電網提供由氫氣製成的綠色能源。這個想法是為了證明氫可以由可再生電力生產和儲存,再添加到熱電聯產電廠目前使用的天然氣中,然後再把生產的電送入電網。
該項目由“歐洲地平線2020框架計劃”下的歐洲委員會資助。包括法國天然氣蘇伊士集團,西門子天然氣和發電,Centrax,Arttic,德國航空航天中心(DLR)和四個歐洲大學將建設世界有史以來第一個“動力到氫能,再到動力”工業示範樣機,其將配備先進的氫能燃氣輪機。
HYFLEXPOWER的ENGIE解決方案項目經理Gaël Carayon表示:“該項目的目標是,作為能源轉換的一部分,推進對工業界氫應用的研究,並表明有可能以化學形式(在這種情況下為氫)存儲電能,並能夠迅速將這種化學形式轉換回為電能,而這一關鍵就是燃氣輪機。”
HYFLEXPOWER項目旨在證明可利用可再生電力生產和儲存氫,然後將其添加到目前燃氣輪機電廠所使用的天然氣燃料中,最終達到100%。
新型氫燃氣輪機
該財團將利用可再生能源(風能和太陽能)生產的多餘電能,通過電解現象將其轉化為氫氣,然後壓縮氫氣,並將其以氣態形式存儲在200~300bar的容器中。
“然後,高壓儲存的氫氣將膨脹並與天然氣混合。我們將以30%的氫氣和70%的天然氣的混合物開始,然後最終實現在燃氣輪機中燃燒100%的氫氣,從而使得最終完全脱碳。” Carayon進一步解釋道。
目前,工業示範樣機選在了法國比昂河畔塞拉特市一個相當常規的天然氣熱電聯產廠。
西門子能源公司將為制氫提供電解器,並開發氫燃氣輪機。西門子能源公司計劃使用現有的西門子SGT-400工業燃氣輪機進行升級改造,從而實現將存儲的氫氣轉化為電能和熱能。Centrax公司則負責升級可適應氫燃料的燃料系統,並安裝新的氫燃氣輪機。
ENGIE解決方案將負責建造氫氣生產和存儲管線,直至天然氣/氫氣混合物。
德國航空航天中心(DLR)將推動氫燃氣輪機技術的發展,該中心表示:“這將是世界首創,因為這種裝置目前是不存在的,它會在項目期間進行開發。如今,常規燃氣輪機僅能接受高達10%氫的混合燃料。除此之外,燃燒室中的物理化學反應是不同的。我們希望證明使用100%氫氣的燃氣輪機是可行的,我們想向燃氣輪機制造商證明,通過改造現有燃氣輪機,可以從燃氣燃氣輪機遷移到氫燃氣輪機。”
一個新的風能和太陽能出口?
該概念旨在同時為多餘的電力提供一個新的出口,而我們不知道如何很好地存儲電力。來自可再生能源的電力通常是間歇性的。
“當歐洲風很大時,我們會得到很多電力,但我們不知道如何存儲,而且我們經常發現自己不得不付錢給生產商停止生產,因為電網上沒有足夠的消費者,這經常發生在德國。”
Carayon先生認為運輸問題不是該項目的主要主題,該項目主要側重於電網上電力的存儲和恢復。
“但是,像我們今天在核電站中所做的那樣,能夠在本地生產和在本地存儲電能比必須長距離運輸更好。這個想法將是開發一個在地域上極度網格化的電網,使生產者離消費者更近只能是更加有益。”
該財團預計將在2022年4月準備好氫燃氣輪機,並在2022-2023年開始首次測試。目前,一個重要的因素仍然未知:這種電的價格。