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三菱重工氢能白皮书丨氢为2050净零未来提供动力
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来源:山东重工集团与中
作者:未知
2020-06-25 14:36

三菱重工氢能白皮书丨氢为2050净零未来提供动力

  氢在全球实现2050净零排放中饰演着两个关头脚色:许可使用更多的可再生电力;匡助全球经济最难脱碳(电力难以触及)的行业实现净零排放。对于这两种脚色,有一些手艺已经成熟或处于开发的高级阶段,能够在几个枢纽的应用场景中使用。

  在促进可再生电力的使用方面,氢能够在两个关头范畴施展感化:

  ·作为可再生电力的一种能源储存形式

  ·作为可再生能源的弥补——一种靠得住的洁净能源

  将氢的生产规模扩大到知足这些功能所需的水平,需要中心过程,即经由碳捕捉、操纵和储存(CCUS)将传统的氢生产脱碳,直到可再生能源电解制氢在贸易上可行。

  在深度脱碳方面,氢能够在三个范畴施展感化:

  ·削减工业运动中被用于作为原料和高品质的热源的传统生产过程

  ·远程和重型运输应用的减排,今朝动力电池手艺难以有效实施

  ·室第和贸易建筑的的供暖

  将来十年,在所有这些范畴开发贸易化的解决方案对于建树一个壮大和可行的氢市场至关主要。

  1.1储氢

  ACE项目(进步能源存储系统):三菱日立电力公司(MHPS)与Magnum合作在美国犹他州扶植世界上最大的可再生能源存储项目。可再生氢将从过剩的风电、光伏中发生并储存在一系列地下盐穴中。一个ACES项目的洞窟将储存15万兆瓦的可再生氢气。

  1.2发电

  DLN手艺。与ACE配套还有一个1.8GW燃煤电厂革新项目,该电厂将替换为三菱日立燃氢轮机,可在2025年实现30%的掺氢自然气发电,2040年以前实现100%可再生氢发电。该项目采用三菱DryLowNOx (DLN)氢燃烧手艺,一方面削减氮氧化物另一方面有效防止回火。三菱打算在2025年其日本高砂工场测试100%氢气燃烧手艺。

  1.3大规模生产洁净氢

  KM-CDR工艺。位于美国德克萨斯州Petra Nova是世界上最大的CCUS项目,由NRG和JX日本石油自然气勘探公司的合资扶植和运营。该项目自2016年末起头运作,从240MW电厂捕捉跨越90%的二氧化碳,并用于德州石油企业提高采收率(EOR)。项目投用的前10个月就捕捉了高出100万吨二氧化碳,使用的恰是三菱重工的碳捕捉手艺(KM-CDR工艺™),即关西工艺,由三菱与关西电力公司合作开发的amine-based溶剂(KS-1)可有效接收烟气中的二氧化碳,并轮回使用。

  2.1工业

  HYFOR项目。今朝,世界上大部门炼铁工艺都是用煤来供应热量并作为还原剂。三菱重工公司Primetals Technologies正在开发一种使用用氢气取代炼焦煤作为铁矿石还原剂的方案,是世界上较先辈的直接还原法用于去除铁精矿材料的传统预处理工艺。HYFOR工场采用模块化设计,每个模块的最低额定容量为250,000吨/年,可普遍适用于各类规模的钢铁厂。今朝,奥地利钢铁制造商奥钢联(Voestalpine)的斯塔尔(Stahl)工场将采用该项手艺,并于2020年末投入使用。

  2.2运输

  国际海事组织(IMO)制订了2050年实现国际航运业温室气体排放量减半的方针。三菱重工认为,国际海事组织的排放方针将鞭策作为低碳航运燃料的氨需求。氨气或许由氢气合成,是一种氢气大规模运输方案,且可在室温下加压酿成液体。三菱造船已经拥有可同时输运液化石油气和氨的多气船能力,同时也在研究液化二氧化碳运输船手艺,如许捕捉的二氧化碳能够运往任何适合存放的地址。

  2.3供热

  兆瓦级SOFC手艺。MHPS生产的250kW级固体氧化物燃料电池(SOFC)单元能够高效发生电和热,并应用于校园,工场和贸易楼宇。SOFC或许天真使用液化自然气、沼气和氢气。假如使用液化自然气或沼气,比传统能源的碳排放量低47%。用绿氢作为燃料可将二氧化碳排放量降至零。今朝,日本有8个项目正在使用该项手艺,此中有两家使用氢作为SOFC燃料。MHPS今朝正在测试一个新的1兆瓦SOFC版本。

  3.结论

  跟着政策拟定者意识到仅仅过程可再生电力来脱碳不足以让我们在2050年实现净零排放的方针,氢已经成为全球二氧化碳减排商议的首要议题。

  跟着其成熟度的络续提高,氢能够与可再生能源协同,并匡助那些可再生能源难以触及的范畴深度脱碳。

  今朝,全球很多行业和部门都在起劲使氢在一系列应用中具备贸易可行性。三菱重工集团将竭尽全力供应手艺息争决方案以实现这一潜力,并接济确立一个可行的市场,在将来十年释放对氢的强劲需求。(作者MHI)

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