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北德大汉堡地区决定未来的支柱能源

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如今,在科研和工业领域,人们关注的重点越来越多地聚焦在氢能源开发上,这是为了给“能源过渡”打下基础,铺平道路。

 

2019年秋,汉堡、石勒苏益格-荷尔斯泰因州、梅克伦堡-西波莫瑞州、下萨克森州和不来梅等德国北部各州同意建立绿色氢能经济,作为能源和交通运输转型的重要支柱。北德氢能战略成功的关键一步是要有足够的电解储能。该技术可用于将电转化为氢。到2025年德国北部将实现至少500兆瓦的电解储能,到2030年达到至少5吉瓦的电解储能。

将新增五百万个工作岗位

德国北部联邦州之间的合作完全符合德国联邦政府《国家氢能源战略》的实施目标。氢能源技术将气候政策、工作岗位、新型价值创造潜力和全球价值十亿美元的市场融合在一起。到2050年,预计氢能工业将在欧洲创造500万个工作岗位,年营业额将达8000亿欧元。此外,到2022年,计划每年为研究能源转型的“实时实验室”提供1亿欧元的资金。

汉堡应用技术大学CC4E中心电解槽  © CC4E

绿蓝灰——三色氢气

氢气有绿色,蓝色和灰色三色之分。目前最普遍的制取方法是从化石能源中获得灰色氢气,同时释放二氧化碳。蓝色氢气则是通过蒸汽甲烷重整技术制取而成,所产生的二氧化碳气体被储存在废气池或含水层中,或用于化学反应。绿色氢气则是通过电解来自风和太阳等可再生能源产生的电能制取,这一过程不会产生二氧化碳。

汉堡应用技术大学研究实施方案

电解是将水分解为氢和氧,这一技术相对成熟。汉堡应用技术大学可再生能源和能源效率能力中心(CC4E)负责人Werner Beba教授表示,“早在儒尔·凡尔纳(1828-1905,法国著名作家)那个年代,人们就已经认识到水在能源方面有着巨大的潜力”。实际上,1874年,这位著名的科幻小说作家在他的小说《神秘岛》中就提出,“通过电分解的水”会取代煤炭作为能源。在汉堡应用技术大学的跨学科研究机构CC4E的多个项目中,正在对其实施方案和成本效益进行研究。

氢能:通用且可储存

“绿色氢气是一种合成气体,” Beba教授解释说。这种能源的优势在于它的多功能性,可作为燃料电池车辆的储能设备、作为供热天然气混合物或用于天然气发电厂,而且这种气体易存储。Beba教授解释说:“通过这种方式,当没有风或太阳的时候,就可以对能量波动进行补充。”

而其唯一的缺点在于通过电解生产氢气的这一过程会消耗能量。“大约10年前,我们的效能差不多有40%。现在达到了70%。我们希望通过研究,进一步提高效能。” Beba教授说道,“我们计划直接在位于贝尔格多夫(Bergedorf)的Curslack风力发电场中建造一个大型的电解氢装置。Curslack风力发电场于2017年投入使用,配备了五台Nordex N117风力涡轮机,可为多达15000户汉堡家庭提供绿色电力。目前,关于可再生能源供应和馈入的科研工作将继续按计划向耦合过程这一方向上进一步扩展。

Curslack风力发电场    © CC4E HAW Hamburg

借助耦合过程推动能源转型

耦合过程能将由可再生能源产生的电能间接加入运用,从而减少二氧化碳排放。目前,CC4E中心与弗劳恩霍夫风能系统研究所(IWES)一起,正在计划建立耦合示范中心,将在Bergedorf能源园区建立一座新建筑。Beba教授说道:“为了提出最实用的解决方案,我们计划与弗劳恩霍夫风能系统研究所(IWES)展开合作,建设“本地能源集成耦合”应用中心(ILES)。”

建立北德“实时实验室”

CC4E中心还计划建立北德“实时实验室”。在跨国联合项目中,包括电力,运输,供热,工业在内的各领域能源系统的整体转型将得到广泛测试,并且将尽快在各个领域找到快速脱碳的方法。

NEW 4.0. 协作项目

NEW 4.0. 协作项目是实现能源转型的重要驱动力。项目涉及包括Vattenfall,Siemens Gamesa和汉堡机场等60个合作伙伴。其目的旨在到2035年为汉堡和石勒苏益格-荷尔斯泰因州的示范地区提供100%可再生电力。自2012年以来,Vattenfall在汉堡港口新城设有加氢站,每天在这里可以通过电解产生多达750公斤的氢气,并加注到氢能汽车和公共汽车上。

德国氢能基础设施建设

壳牌德国石油有限公司还在汉堡港口新城运营着在各汉萨同盟城四个加氢站中的一个。这样的加氢站在全德范围内共有30个。

© Shell Deutschland Oil GmbH

H2Mobility推出一项名为Bauherr的企业计划,旨在在德国建立氢能基础设施,从而为增加氢的流动性铺平道路。30年来,汉堡氢能学会一直希望实现类似的目标。该协会成立于1989年,公开宣传氢能作为未来能源,发起项目和研究,并致力于测试该技术的实用性。

更多来源:

https://www.hamburg-news.hamburg/innovation-wissenschaft/wasserstoff-energietraeger-der-zukunft

July 17 2020
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