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用氢气为荷兰家庭供暖

用氢气为荷兰家庭供暖
这些蓝色容器中的电解槽装置正在生产高纯度的绿色氢气，用于荷兰鹿特丹附近公寓楼的家庭供暖(图片来源:DNV GL)乐动体育登录

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发布日期:2019年12月13日


  • 由天然气和电力网络运营商Stedin领导的一个项目旨在证明，使用清洁的氢气可以安全有效地为家庭供暖

  • 该项目对于在建筑环境中生产和使用氢气的设备制造商来说是一个有价值的试验场

  • 乐动体育登录DNV GL负责管理该项目，并为氢技术提供专家支持

荷兰的家庭正在使用100%氢气供暖，这是该国首次取代现有管道中的天然气。这项为期五年(2018-2023年)的项目涉及鹿特丹一个住宅区的公寓，它证明了零碳氢可以帮助脱碳供暖。这是这是国家面临的最大挑战之一在那里，通过已建立的管道网络输送的天然气主导着住宅供暖。

在鹿特丹Rozenburg地区的试验是由荷兰天然气和电网运营商Stedin领导的Power2Gas项目的第二阶段。它旨在证明这种方法在从氢气生产到最终使用的整个天然气价值链中的可行性。

第一阶段(2013-2018年)为公寓楼生产合成天然气(SNG)，即通过氢气和二氧化碳反应制成的甲烷。同样，当时使用的短管道网络现在正在从附近的小型电解设施输送氢气。如果电力来自可再生能源，电解水产生的氢被称为“绿色”。

“到目前为止(2019年12月)，罗森堡工厂已经生产了大量的绿色氢气，并使用100%的氢气锅炉进行加热。情况看起来仍然不错，有趣的时期将在冬季到来，那时需求最高，”Stedin资产管理专家Albert van der Molen表示。

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我们的研究表明，为了社会的最佳解决方案，氢不应该被忽视为能量转换拼图的一块
Albert van der Molen，
  • 专家资产管理
  • Stedin

van der Molen补充说:“在许多荷兰家庭中，100%的氢气具有用于住宅供暖的潜力，我们的(Stedin)研究表明，为了社会的最佳解决方案，氢气不应该被视为能源转型拼图的一部分，与城市供暖和电热泵一起。”

罗森堡项目展示了电解为当地用户提供绿色氢气的灵活性和可扩展性。德国电解槽设计和制造商Enapter为该项目提供了8个阴离子交换膜电解槽单元，可产生高纯度的绿色氢气(图1)。单元可以堆叠形成更大的电解槽系统。机载传感器允许远程监控和控制，以优化设备的效率和满足需求模式的有效性。

产生的氢气被安全运输到中央锅炉，为25套公寓供暖。如果需求高于电解槽所能满足的需求，区块内的燃气锅炉可以提供备用。

图1:罗森堡电解槽
图1:Enapter电解槽机组每小时可生产4立方米氢气，用于罗森堡项目的公寓供暖。照片:Stedin
像Power2Gas Rozenburg这样的项目对于设备制造商来说是非常宝贵的，可以看到并证明他们的创新产品在真实情况下的表现和符合标准
约翰Knijp,
  • 区域经理，荷兰
  • 乐动体育登录DNV GL -石油和天然气

DNV GL - Oil & Gas荷兰地区经理Johan Knijp表示:“在全球范围内，氢加热仍处于起步阶段，像Power2Gas Rozenburg这样的项目对于设备制造商来说是非常宝贵的，可以看到和证明他们的创新产品在真实情况下的表现，并符合标准。”乐动体育登录其他设备制造商正在与Stedin和DNV GL合作开展鹿特丹项目。乐动体育登录其中包括燃烧器制造商Bekaert Heating，以及供暖和热水系统制造商Remeha。

乐动体育登录DNV GL正在为Stedin管理该项目，之前已经对其进行了范围和设计，在基础设施建设阶段提供了现场指导，并进行了安全检查。技术顾问的格罗宁根的专业实验室该公司已为鹿特丹项目进行了测试和气体质量测量。格罗宁根工厂还为Power2Gas公司调试了电解槽和甲烷化设备。

v乐动体育登录an der Molen表示:“自2013年以来，DNV GL一直是Rozenburg项目高度重视的技术合作伙伴。“在氢方面，它拥有正确的知识，并展示了展示一些尚未制定规则和标准的新事物所需的实用主义。DNV GL的人也为我提供了作为乐动体育登录客户的灵活性，这被证明是有价值的。”

荷兰成为氢能源的领导者

在罗兹堡示范之后，Stedin的下一个项目将在南荷兰的Stad aan 't Haringvliet村，到2025年，现有的550户家庭将利用现有的天然气电网使用100%的氢气。

随着荷兰政府朝着全国气候协议的方向发展，荷兰正在采取其他措施来促进氢经济。根据目前的提案(2019年)，该协议将包括为氢和其他可持续燃料的创新提供资金。1

例如，公私合营的heaven财团正在启动一个为期6年、耗资9000万欧元的项目，在荷兰北部地区开发一个全面运行的绿色氢价值链。2这些计划包括大规模生产绿色氢气作为工业原料;氢的储存、运输和分配，及其在工业、建筑和运输中的能源用途;改造现有的输氢天然气管道;在工业和商业园区铺设氢管道。与此同时，荷兰政府公司正在为DNV gl主导的全球联合工业项目(JIP)提供资金支持，该项目旨在利用氢气为能源密集型、高温工业过程脱碳(见下文)。乐动体育登录

然而，荷兰天然气网络运营商可能还需要很多年才能向大量客户提供用于取暖和烹饪的氢气，van der Molen说:“首先，法规需要改变。例如:荷兰天然气分配系统运营商(DSOs)目前不允许使用现有的天然气电网100%分配氢气。其次，绿色氢的供应最初将是有限的，导致成本相对较高。”
开始(氢能项目)对学习、习惯氢能等很重要

他建议说:“如果现在没有人开始行动，2030年的情况将与今天类似。开始学习很重要，适应氢，等等。这就是我看到的挑战所在，而不是技术方面的挑战。”

其他人也同意。荷兰氢气联盟呼吁在五年内将绿色氢气生产能力从现在的1兆瓦(MW)提高到500兆瓦，作为到2030.3年达到3.4吉瓦的垫底。广泛的联盟包括27个组织:包括Stedin、Gasunie和Tennet在内的网络运营商;产业;能源公司;政府;自然和环境组织;还有科学机构。

一个问题是，氢气将从哪里来，最终开始大规模供应给住宅和工业客户。从理论上讲，根据供需位置的不同，可以选择从蒸汽甲烷重整中获得蓝色氢，并进行碳捕获和储存，也可以选择绿色氢，或者两者混合。

van der Molen评论道:“荷兰的大多数客户和政策制定者都对绿色氢气表现出强烈的偏好。我认为最后的图片应该是绿色的;但是，当需要时，例如当供应安全面临风险时，“颜色”对我来说意义就小得多了。我可以想象，在启动阶段，蓝色氢也将被使用，因为价格低廉。”

下载DNV GL的乐动体育登录研究论文氢脱碳热而且氢作为能量载体


参考文献

  1. “气候协议使碳排放减半可行且负担得起”，荷兰政府，政府新闻稿。2019年6月28日
  2. “2019年风能与天然气相遇-荷兰北部将成为第一个欧洲氢地区”，Publ。2019年10月19日，Noordelijke创新委员会，《绿色氢经济》
  3. “Tijd dringt voor groene waterstof[绿色氢的时间不多了]”waterstof Coalition[氢联盟]，2019年11月，荷兰语在线提供
图2:产氢途径
图2:产氢途径

公司合作对直接加热过程进行脱碳

一个全球多客户联合工业项目(JIP)正在进行中，为使用氢气为能源密集型、高温陶瓷、钢铁和玻璃行业脱碳铺平道路，这些行业通常使用熔炉或窑炉，并在500摄氏度或更高的温度下运行(图1)。DNV GL发起并领导了“氢气作为直接加热过程的燃料”JIP，该项目于2019年10月启动，目前(2019年12月)仍对新参与者开放。乐动体育登录

目标是开发和演示一种燃烧器系统，可以灵活地利用100%氢气，100%天然气，以及两种气体的所有混合物。在整个过渡过程中都可以使用相同的系统。最初可以用不同的天然气/氢气混合物供应，最终在氢气供应上升到挑战时用纯氢供应。这种系统的主要经济优势是，它提供了强大的燃料灵活性，只有有限的投资。

“这些行业的二氧化碳排放有很大一部分是由燃烧化石燃料加热过程造成的。目前还没有技术可用于这类工业过程的大规模节能和脱碳。氢可能是实现这一目标最快、最便宜的途径，”DNV GL - Oil & Gas荷兰地区经理Johan Knijp解释道。乐动体育登录

JIP由25个国际合作伙伴和荷兰政府公司资助。DNV GL位于荷兰格罗宁根工厂的专业知识和实验室设施，以及来自英国拉夫堡的专乐动体育登录业知识将参与这项工作。

如欲了解更多有关联合工业项目的详情，联系Johan Knijp。

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图1:氢可能是大规模节能和脱碳工业过程(如制造玻璃灯泡)最快、最便宜的途径(图片来源:Shutterstock)

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