hydrogen production

低碳氢的生产

了解不同的制氢技术,学习安全和高效地制氢

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全球正在寻找减缓地球变暖和降低依赖化石燃料的方法,而氢能是非常有前景的方式之一。生产低碳氢有多种方式,低碳氢可以通过液体或气体形态输送到用氢用户。但必须注意:氢并非能源本身,而是能量载体。因此,制氢过程实现低碳化或零排放是以氢减少碳排放的前提。

 

氢气生产 - 绿氢、蓝氢、灰氢等等

 

不同工艺的制氢方式可以生产出绿氢、蓝氢和灰氢(有时氢气的颜色还包括绿松石色、黄色和粉红色)。

 

制氢工艺介绍 
  
 

绿氢 - 可再生能源和零排放

 

绿氢是通过电解水来产生氢气。这个过程中仅生成氢气和氧气。氧气可以作为副产品安全地释放到大气中。就生产绿氢而言,电解需要通过风能和太阳能等可再生能源产生电能。除了电解,绿氢还可以通过生物甲烷的蒸汽转化和生物质原料的热解生产。绿氢是最清洁的氢气生产方式,二氧化碳排放量最低(接近于零)。

 

蓝氢 - 蒸汽转化和碳捕获与储存

 

通过将天然气裂解成氢气和二氧化碳来生产蓝氢,例如,采用甲烷蒸汽转化(SMR)法来生产蓝氢。二氧化碳并未在这个过程中释放到大气中,而是通过捕获进行储存。这种碳捕获和储存(CCS)过程减轻了对环境的不良影响。

 

灰氢 - 通过化石燃料生产

 

灰氢的生产类似于通过煤炭或天然气等化石燃料生产的蓝氢。但在此过程中二氧化碳释放到大气中,这种技术的环境安全性因而有所降低。

 

其他氢气生产方式 - 绿松石氢、黄氢和粉氢

 

值得注意的是,还有些其他制氢工艺。

  • 绿松石通过甲烷的热解产生,甲烷在反应器中裂解成固体碳和氢气。这个过程不会产生二氧化碳,如果利用可再生能源为反应器提供动力,那么可以认为是碳中和排放。
  • 黄氢的生产与绿氢的生产颇为类似,所需能源全部来自太阳能。
  • 粉氢也通过电解制得,动力来自核能。

 

低碳氢生产的挑战和机遇

 

氢能市场仍处于早期阶段,但随着政府建立经济框架,氢能市场发展势头良好。尤其是炼钢和玻璃制造等重工业正面临着去碳化压力,除了从化石燃料转向氢能等动力解决方案外,没有太多的替代方案。

氢气生产流程介绍 
  

生产绿氢和低碳氢是未来目标

 

未来几年将是应对气候变化的决定性时期。转向生产绿氢和低碳氢,这有助于重型运输和工业领域实现去碳化目标。在此过程中,我们将经历类似于电动车领域的种种挑战。我们需要配备基础设施用于生产和提供足够量的氢,同时也需要氢能这种能源载体的需求达到一定的规模。
 
在此阶段,灰氢和蓝氢将发挥重要的过渡作用,避免氢气供应短缺,也无需等待可再生能源工厂的建成。

 

氢能的经济效益是成功的关键

 

有众多影响低碳氢的经济效率因素;以下为最重要的几个因素:

  • 主要能源载体的成本(例如,来自可再生能源的电力、天然气)
  • 基础设施成本
  • 组件成本
  • 运营成本

前两者(即能源和氢能基础设施成本)取决于政策制定者,如果政府抬高碳排的价格,并对电力转X解决方案提供更多补贴,就可以大大提高氢能技术的竞争力。欧洲、亚洲和北美的许多政府已经制定了氢能战略(点击这里阅读更多来自LBST的WEC-报告内容)。在今后的几年中,制氢更具经济效益,可用绿氢也会有所增加。
 
制氢设备的组件和运营成本将随着需求的提升而有所降低。早期投资这一领域的公司将从不断增长的全球需求中受益。但法规、规范和标准(RCS)的缺失也意味着市场存在不确定性。TÜV南德提供各种服务,帮助客户降低风险,确保这一复杂市场的安全性和合规性。我们是RCS委员会和组织的成员,助力客户尽早获悉最新RCS的变化动态。

 

氢气生产商和用户 - 区域差异

 

不同的地区的潜力也不尽相同。工业化国家(如德国、日本和荷兰)从其他国家进口氢,这些国家具备可再生能源生产的有利环境因素。
 
西班牙、澳大利亚和智利这些拥有大量风能和太阳能的国家,将生产大量的绿氢,并可出口过剩氢能。
 
小规模区域项目也在全国范围内纷纷涌现。例如,德国开展了若干集群的小型电解水制氢项目。此外,配备可再生能源的城市正在建设自身的基础设施,以实现公共交通等领域的去碳化,吸引绿氢制造企业入驻。
 

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TÜV南德在可再生能源和制氢领域拥有几十年的经验。我们提供的服务有助于确保氢能相关项目的安全性和合规性。此外,我们也是值得信赖的合作伙伴,助力支持您的项目,拓展您的战略规模,规划现有资产,并将现有的资金和补贴纳入考量范围。 

 

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  • 根据国家和国际法规(如IEC、BSH、WSV)对项目和工厂进行技术认证和尽职调查
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氢气生产专家介绍“气候变化并非无法解决。我们可以通过创新和新想法,为全人类创造绿色的未来。氢能将是未来的核心元素。TÜV南德与全球客户合作,确保未来安全。”-Reiner Block表示,他是TÜV南德工业服务部首席执行官
 

 

 

 

 

 

 

 

 

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