綠色氫能
幾個世紀以來,石油、煤炭和天然氣推動了世界人口社會和經濟條件的進步和改善。相反地,燃燒這些化石燃料導致大氣中CO₂增加,對我們的星球造成所有負面後果,包括氣候變化。然而,一個新的替代方案正在出現,可能有助於經濟去碳化:綠色氫能。除了是自然界中最豐富的化學元素外,氫氣的主要優勢是其燃燒不會排放CO₂,只產生水蒸氣。如果氫氣也是通過水的電解(通過施加電流來分解水分子)產生的,與最廣泛使用的方法(甲烷重整)不同,在此過程中也不會排放CO₂。而如果電力是由可再生能源產生的,那時氫氣就被稱為綠色或可再生氫氣。
比勒費爾德氫氣站
企業正日益善用這種清潔和可再生能源所提供的效益。其中之一是Framatome,這是一家在核能產業領先的歐洲企業。該公司在23個國家設有子公司,擁有超過15000名員工,年銷售額超過EUR3300000000,致力於技術發展、創新、研發以及經濟去碳化。
Vicente Soler,Framatome西班牙公司綠色氫能與儲能經理解釋道:「溫室氣體減排和經濟脫碳是我們公司的首要任務,以協助阻止氣候變遷。可再生氫能生產、儲存和供應的技術設計開發以及交鑰匙專案是Framatome的關鍵業務。」事實上,該公司在可再生氫能、儲能和智慧電網領域已經開發技術和專案超過十年。
在此期間,Framatome設計、開發、整合並投運了可再生氫氣的生產、儲存和供應設施,特別是針對交通運輸領域的氫氣站。考慮到交通運輸需求,該公司在德國比勒費爾德市開發了一座綠色氫氣加注站,為可持續巴士提供服務。具體而言,這座氫氣站的氫氣儲存容量為1000kg,壓縮範圍從50~500bar,並以350bar的壓力為新的Mobiel巴士提供24小時不間斷加注服務。
這些氫能巴士透過使用清潔、可持續且環保的能源,每天防止CO₂排放到空氣中。氫氣壓縮機 如果沒有西班牙公司Hiperbaric提供的KS95氫氣壓縮機,這個氫氣站將無法運作,這是首款針對國際市場的此類壓縮機,採用完全在西班牙開發的技術。
位於西班牙布爾戈斯的Hiperbaric最初從事高壓水業務,但此後已將其產品組合多元化,也提供氫能相關解決方案。Hiperbaric銷售經理Alejandro Blanco表示:「全球專注於高壓氫氣壓縮的公司寥寥無幾,這目前是氫能作為能源載體成功的主要挑戰之一,目的是為了減少對化石燃料和天然氣的依賴。」
Hiperbaric在氫氣技術方面的經驗促成了Framatome的初次接觸。「作為流體壓縮系統領域備受認可的世界領導者,並且已開發出能夠將氫氣壓縮至950bar的設備,我們聯繫了他們以了解該公司、其能力以及氫氣設備,」Soler說道。「我們決定採購Hiperbaric壓縮機的決定很簡單。這是一家在流體壓縮市場擁有悠久且成功專業知識的穩固公司,並且已開發出能夠將氫氣壓縮至極高壓力的堅固設備;正是我們所尋找的。」
氫氣必須壓縮至極高壓力,介於200~950bar之間,才能在燃料電池車輛中使用。Blanco解釋道:「Hiperbaric的壓縮技術解決方案包含兩個高品質、堅韌且可靠的組件,這些組件使用具有先進特性的材料,以達到最大耐久性和安全操作。」
具體而言,該壓縮機為KS95型,進氣壓力可達20~40bar,H₂出口壓力可達950bar。它包含專門設計用於壓縮氫氣的元件,包括兩級增壓缸、液壓系統、冷卻系統、排氣迴路、氣動迴路,以及儀表和控制面板。「壓縮機組最重要的組件是高壓倍增器。Hiperbaric技術基於兩級倍增器,具有高液壓和冷卻效率,」Blanco補充道。
Rockwell技術發揮作用
Hiperbaric多年來一直在其加壓水機中使用Rockwell自動化技術,氫氣壓縮機也包含了多個Rockwell組件。「我們一開始氫氣壓縮機生產項目時,就向Rockwell Automation尋求支援,這是我們認識很久的可靠供應商。我們與他們合作感到很安心。」
在這個項目中,他們特別選擇了完整的Rockwell Automation控制系統解決方案,並具備額外的安全功能,這在氫氣壓縮機中是必不可少的,因為氫氣是一種非常不穩定的氣體。除此之外,根據Blanco的說法:「同樣重要的是要添加Rockwell通訊環,它允許Rockwell設備相互連接,從主要的可程式邏輯控制器到次級可程式邏輯控制器。這對我們管理擁有多個相同設備單元的網路極其有幫助。我們也很欣賞Rockwell的程式設計環境,」他補充說,「特別是易於使用的人機介面,以及當我們有疑問和問題時的快速支援。」
所有這些技術以及Hiperbaric在高壓市場的經驗,使我們更容易達成創造氫氣壓縮機的目標,這些壓縮機提供最高效的解決方案,並且在壓縮每公斤氫氣時使用更少的資源,」Blanco表示。
Framatome希望盡快讓該設施投入運營。「這要歸功於Hiperbaric的幫助和配合,他們也簡化了設備供應和交付的協議,」Soler評論道。「與Hiperbaric這樣有經驗的公司合作讓人安心,這在新興產業的首批項目中非常重要。」
總而言之,比勒費爾德氫氣站項目是Framatome可再生氫氣路線圖的一個里程碑。「這是我們在交鑰匙EPC氫氣領域承接的第一個項目,承擔主承包商的責任——我很高興地報告這個項目非常成功,」Soler總結道。