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    西门子启用大规模的电解制氢设施

    发布时间: 2019-01-08  点击次数: 875次

    西门子与合作伙伴正式启用大规模的电解制氢设施。这套设施的核心组件是被称为“Mainz Energy Farm”的高压PEM电解槽。这套电解槽可在短短数秒钟内达到高6,000千瓦全产能,因而非常适于调节可再生能源发电系统发电量的快速波动。

    PEM的意思是高分子电解质膜,其过程是用水和电制备氢气。这套设施是一个为期两年的研究项目的一部分,其合作伙伴包括西门子、美茵大学、林德集团和德国美因茨市市政。

    美因茨这套设施的产能足以应对电网瓶颈和来自小型风电场增发电量。它利用主要来自附近风电场的电能制备氢气。利用可再生能源制备的氢气既可以作为蓄能介质送入燃气管网,亦可用于工业生产,或者供给燃料电池汽车。

    灵活的设施

    西门子为这套设施提供核心组件:配备Simatic控制装置的电解系统。此外,西门子还提供配备GEAFOL变压器的中压站,为Sinamic转换器的低压和高压电源装置及气体绝缘中压配电盘(20kV)供电。整个设施控制系统也是以Simatic为基础。这套设施由林德集团维护,林德集团还负责净化、压缩、储存和罐装氢气。美茵大学提供科学监督服务。这个项目分析所有组件的相互作用,譬如,电解槽与压缩机之间的相互作用,或者并入电网和燃气管网。

    不同于传统碱性电解技术,这种电解槽用质子交换膜(PEM)将两个分别分解产生氧和氢的电极隔离开来。这样一来,这种新型PEM电解槽可在几毫秒内作出灵活响应,并可短时运行于1.5倍于其额定功率的功率水平下,这意味着,即使发电量突然大增,它都可轻松储存过剩的电能。

    的能源

    氢的多用途是一大优势。它可重新转化为电能,可用于驱动汽车,或者进行“甲烷化”——氢与二氧化碳作用形成天然气主要成分甲烷。氢气中的能量因此可储存在现有的天然气分配基础设施中,用于采暖或驱动天然气汽车。

    氢不仅是的能源,而且是化工行业重要的原材料。但目前氢几乎完全来自天然气。然而,一种替代技术能使利用可再生能源剩余电力生产氢气,且其成本相较利用天然气生产氢气也颇具竞争力。那时,氢与温室气体二氧化碳将能组成一个真正的“梦之队”。其基本理念是,作为化工行业重要中间产品的一氧化碳(CO)过去取自矿物能源,现在可取而代之利用二氧化碳和氢气制备,并且仅产生水作为副产品。这种反应需要利用拜耳正与科技界合作伙伴联手开发的特殊催化剂。利用另一种催化剂,还可生产甲酸,这也是一种重要的基本有机化工原料。

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