我们来和博世一起讨论氢气

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随着氢燃料电池技术的推广步伐加快,《工程师》的Net Zero合作伙伴博世正在为住宅、工业和交通等各个领域开发技术。Tom Austin-Morgan报道。

氢作为一种绿色燃料一直备受关注D是一种很有前途的化石燃料替代品,但到目前为止,它的应用有限。然而,这种情况似乎正在改变,世界各地的多家公司正在试验从家用供暖到交通出行的多种技术——不仅是汽车,还有火车、轮船甚至飞机。

科技公司博世(Bosch)的研究表明,氢将成为一个大趋势,并表明到2030年,欧盟绿色氢市场的价值将达到近400亿欧元(337.3亿英镑),年增长率为65%。

住宅

专家表示,目前不断上涨的天然气价格可能会促使英国采用更多的绿色能源习惯,人们对氢的兴趣也在增加。

博世公司进行的一项调查显示,三分之一的参与者希望到2030年氢能成为主流燃料。随着越来越多的人努力环保,三分之一的人还表示,他们愿意平均每月多支付94英镑来使用氢等绿色能源,而不是天然气。此外,42%的人表示,使用氢气可能是未来燃料危机的答案。

伍斯特·博世的氢锅炉
(来源:博世)

然而,尽管人们对环保的需求是显而易见的,但研究也表明,人们对使用氢的好处或英国采用氢的策略了解得还不够。事实上,有一半的受访者表示,他们不知道这是否是一种清洁能源。此外,三分之二的人不确定英国是否有将氢作为主流燃料的战略。

博世英国董事总经理Vonjy Rajakoba表示:“这对我们在英国和更远的地方来说是一个激动人心的时刻。虽然氢在英国政府制定的脱碳计划中发挥着重要作用,但消费者正在意识到氢能源对环境和我们日常生活的积极影响。我们真心希望,像这样的替代燃料将成为本月在格拉斯哥举行的COP26会议的重要议程。”

氢之家的工程

燃料电池将氢气转化为电能,博世正在开发固定式和移动式燃料电池解决方案。从2021年到2024年,博世计划在燃料电池技术上投资10亿欧元(8.5亿英镑),并估计到2020年,移动燃料电池组件的市场价值将约为180亿欧元(153.7亿英镑)。

博世公司管理委员会主席Volkmar Denner博士表示,该公司“已经为h2做好了准备,具备成为该市场领导者的条件”。该公司计划今年投入100个固定燃料电池工厂。它们将为数据中心、工业制造商和居民区等用户供电。

伍斯特博世(Worcester Bosch)首席执行官卡尔•阿恩岑(Carl Arntzen)对此表示赞同:“我们已经有了一个hydrogen-ready锅炉用于家庭集中供暖,这是英国开发的。我们正在与政府代表和其他企业会面,让他们了解氢气的作用。”

对于供暖和热水行业来说,完全去除碳是一件复杂的事情,主要是因为现有的基础设施,其中大多数英国家庭依赖天然气。然而,阿恩岑补充说,英国三分之一的温室气体来自我们的家庭,很明显,如果没有家庭供暖技术和燃料的革命,英国将无法实现其气候变化目标。

他继续说:“用氢气取代天然气锅炉可能是解决国家供暖问题的最简单的方法。使用氢的唯一副产品是水,这意味着它是一种无碳燃料来源,可能是帮助英国家庭供暖和热水脱碳的关键方法。”

固定式燃料电池

博世于2021年3月底与德国班贝格的公共事业公司Stadtwerke Bamberg合作,在德国班贝格的中央汽车站(ZOB)安装了固定式固体氧化物燃料电池(SOFC)。

氢
班贝格汽车站的SOFC(资料来源:博世)

这个冰箱大小的发电厂发电量约为10千瓦,总发电效率为60%。这足以满足该地区超过20户四人家庭每年的生活需要。该电池产生的热量被ZOB的面包店用于加热和热水系统。以这种方式利用废热将sofc的效率提高到85%。

Wilfried博士Kölscheid,他在博世负责固定燃料电池,他说:“随着我们转向替代能源形式,分散的电源供应变得非常重要。固定式燃料电池非常适合扩展城市社区的本地电力和供暖网络。”

班贝格城市电力公司董事总经理迈克尔·费德尔迪博士补充说:“我们在这种燃料电池上获得的经验应该会为现有建筑和新社区的未来能源供应带来持久的好处。”

“与此同时,我们希望每个人都能亲身体验这项新技术。这就是为什么我们没有把它藏在地下室里,而是把它安装在ZOB的中间,ZOB是一个每天有超过2万人访问的交通枢纽。”

一旦取消COVID - 19限制,ZOB的“创新实验室”将开放给感兴趣的客人参观,两家公司的专家将现场回答他们的问题。

SOFC工厂目前使用的是天然气,但它适用于氢气。与德国的电力结构相比,SOFC系统减少了近40%的二氧化碳排放,即使是在使用天然气的情况下。由于燃料电池使用氢气,它将不再产生任何直接的二氧化碳排放。

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SOFC部门(资料来源:博世)

SOFC的输出可以与需求相匹配,这意味着它可以确保对能源需求较高的城市和城市群的可持续能源供应。更重要的是,将一系列燃料电池连接到现有的天然气基础设施是缓解电网压力的一种方式,这意味着可以通过现场发电来满足额外的电力需求。

位于班贝格的SOFC工厂通过20个传感器连接到博世物联网云,持续提供发电和运行状态的数据,并帮助进一步开发该技术。博世表示,未来将有可能通过云连接多个sofc,形成虚拟发电厂,并使用智能自学习软件对它们进行数字化控制,从而保护环境和资源。

流动性

博世最近还与中国庆陵汽车集团成立了一家合资企业,成立了博世氢动力系统(重庆)有限公司,旨在为所有中国汽车制造商生产燃料电池动力系统。一支由70辆卡车组成的车队将在2021年底前上路测试,并在未来18个月内投入商业运营。

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氢动力重型货车将比电池动力卡车有几个优势(来源:博世)

“中国是电动汽车最重要的增长市场,”博世董事会成员、移动解决方案业务部门主席斯蒂芬•哈东(Stefan Hartung)表示。“特别是对于长距离行驶的大型重型车辆,燃料电池比电池电动动力系统具有明显的优势。”

博世已经通过其在中国的燃料电池业务建立了开发和应用能力,包括在无锡建设燃料电池中心。现在的任务是为这些部件准备必要的制造能力,这些部件也将供应给合资企业。

该公司还在德国班贝格、费尔巴哈和洪堡的工厂开发氢燃料电池的工业化。同时,与瑞典专家Powercell合作目前,博世正在开发燃料电池电池组,以适应市场需求,以便从2022年起开始大规模生产。