氫無悔:德國人如何看待它



氫無悔:德國人如何看待它

消防副總裁朱塞佩·托馬塞蒂(Giuseppe Tomassetti)和TEN srl執行總裁米開朗基羅·塞洛齊(Michelangelo Celozzi)的致辭

2021年2月11日,德國能源過渡局Agora提出了一項題為“無遺憾的氫” 3的研究,該研究的標題是我們所說的,它涉及在歐洲建設由可再生資源生產的氫基礎設施的後續步驟。

該研究被置於國際公開調查中,為我們提供了一個機會,以評估氫供應鏈發展中的一些關鍵步驟,在此基礎上確定使用相關經濟和財政資源的優先次序歐盟提供的可用於支持能源轉型的條款。

首先,必須記住,氫技術並不是新技術,它是過去幾十年來針對某些特定應用開發的技術。

因此,氫不是環境和能源領域的“遊戲規則改變者”,而是從已經紮實的知識開始就可以在沒有先入之見,但也沒有錯誤希望的情況下進行評估的可能選擇之一。因此,“無悔氫”研究的傑出稱號:無悔……

下面,我們引用該研究的簡要摘要,然後針對在意大利生產氫氣和生產氫氣的基礎設施所處的位置提供一些評論。

H2的問題

在研究中,對需求的分析涉及兩個時間範圍:2030年和2050年。當前的能源熱利用很大程度上與溫度低於100°C時的使用有關,以滿足已經存在的更有效的解決方案。 。對於蓄電來說也是如此,為此,研究集中在從化學的角度來看,H 2具有其自身價值而不是能量的應用中。

目前(2020年),氫氣的使用領域為煉油廠和氨生產。在這十年中,將開發直接還原黑色金屬礦的用途。在2030年至2040年的十年中,由於化石燃料的減少,煉油廠的使用量將逐步減少,在接下來的十年中,化石燃料將被塑料的化學再生所取代。

在整個歐盟範圍內,這三個使用領域(鋼,氨和再生)對H2的總需求估計為270 TWh /年,按能源計算,在本報告所述期間相當穩定;意大利的年需求預測主要集中在精煉廠和ILVA​​,為18-16 TWh / a。

H2的提供

研究了藍色H2(源自化石甲烷並捕獲並儲存二氧化碳)和綠色H2(源自水電解,由可再生能源產生的電力)之間的替代方案;但是,這種技術經濟選擇的窗口應該只保留幾年,因此它只會影響那些已經開發了使用,捕集和封存CO24的技術的國家,例如挪威和英國相關法規,上下文為此規定了更簡單的授權流程。

對於其他國家,據信實現的生產成本的預期降低將使實現基於使用藍氫的項目,尤其是遠程存儲和分配的資源無效。在傳統市場條件下評估的電解槽,到2030年約為450歐元/千瓦,到2050年約為260歐元/千瓦,但可以預期,在市場刺激下,有足夠的激勵措施(很有可能)可以將成本降低多達96歐元/千瓦。 kW和67€/ kW,在同一年。

電解槽成本的降低將有利於中歐和南歐國家,儘管與季節性發電的國家相比,北部地區的季節性更大,負荷因子更低,但它們可以毫無問題地使用光伏發電。海上風能(淺海底,工廠的負荷係數約為4,000 h / a)。

因此,該研究假設了北方國家的風力發電廠和中歐和南歐的光伏發電廠的擴散。

物流

鑑於氫技術不是新技術並且存儲和運輸問題是眾所周知的,因此這個問題極為相關。不幸的是,這也是最棘手和最棘手的問題,因為數據和信息的不確定性和合併性不強:這不是替換數十年來已經活躍且結構化的供應鏈中某個組件的問題,而是一個假設性的問題。一條全新的供應鏈,它必須響應通常取決於領土的一系列參數。

優惠使用將是那些持續且有保證的供應。如今,天然氣行業保證了供應,內部生產和進口的混合,這要歸功於在地區一級延伸的相互連接的天然氣管道網絡以及由液化天然氣運輸以液化天然氣為動力的一系列再氣化器。為了應對需求的季節性變化,將枯竭的氣田用作存在的儲氣罐。

沒有專用於H2的這種類型的基礎結構;另一方面,預期的排放量僅佔當前甲烷消耗量的一小部分,因此,考慮到分佈式使用的安全方面的複雜性,這種基礎設施甚至在將來也不會誕生。實際上,使用氫氣的基礎設施不受能源原料供應來源本地化的限制,因此,至少在初期階段,可以預見到它們的發展,至少它們之間沒有聯繫。與生產和使用之間的緊密聯繫更加相關。

由可再生資源(尤其是光伏)產生的H2反映了由可再生資源發電的日常和季節性間歇性問題,因此需要一個足夠大小的電力或氫氣存儲基礎設施。單株的特徵。

研究表明,對於南歐,需要累積年消費量的40%左右;即使存在所有現有的冗餘,在意大利儲罐中積累的甲烷也約佔年消耗量的20%。

然而,沒有自然空腔中氫積累的經驗,也沒有遵循使它們適應這種功能的規定。該研究並沒有排除將來可以將用於甲烷存儲的貧化甲烷沉積物用作儲氫庫,但據信,唯一可以得到迅速認可的解決方案是鹽沉積物中的洞穴。

對於很小的體積,可能會在金屬罐中產生堆積,但具有較高的製造和運營成本(在700 atm的壓力下壓縮),並存在安全隱患5。

該研究提到了可能使用現有甲烷管道分配H2的問題,但沒有研究對相關技術問題(滲漏和脆性斷裂)的評估,更不用說監管方面的問題了。該研究評估了在網絡中使用H2和甲烷6的可能性,但由於與投資成本相比,產品價值損失,得出的結果是負面的

結論

該研究評估了各種物流解決方案的成本,並得出結論認為,可以將四個歐洲地區作為難以脫碳活動集中使用的局部氫氣網絡的候選者:
•在敦刻爾克和漢堡之間,通過比利時和荷蘭,
•在加泰羅尼亞海岸上的一秒鐘,
•波蘭和立陶宛之間的三分之一,
•最後,在巴爾乾地區佔四分之一。

意大利被排除在外是因為缺乏鹽分沉積物,因此無法進行積累。

僅引用了托斯卡納海岸的一個案例研究,其中的H2是通過海上運輸(可能以NH3的形式)並使用金屬罐運輸的。但是,這意味著存儲成本比H2的生產成本高三倍。

根據研究報告中的評估,由於意大利氫供應鏈不太可能與意大利隔絕,因此可以對意大利氫供應鏈的發展添加一些評論,但可以對可能的項目特徵進行評論。在意大利發展和發展的時代。

任何項目都不能與預防性技術經濟可行性研究區分開來,以確定氫的可能工業用途,適用技術,尤其是在面對間歇性事故時,為穩定工廠運行而積累能量的技術。短期或季節性可用的能源,以及與現有電力和天然氣基礎設施的相互作用。

對於意大利來說,已經選擇了用於脫碳的光伏技術,因此有必要按季節調整這種生產方式,特別是如果您想使用電熱泵在冬季取暖中替代化石燃料時。

對於氫氣,原則上優先於特定用途的應用程序,在操作和時間上似乎更可行,因為需求量更大且更集中,可以在短期內承擔制氫成本。

對於最廣泛的應用,可能還需要對氫的積累和分配階段所涉及的體積和安全問題進行更深入的分析,而且還應從建造和授權的技術標準的角度來進行分析。缺少運行,這是從意大利能源系統的特定條件(技術,經濟和法規)開始的。

從某種意義上說,已經向經濟發展部提出了一些建議,以建設“歐洲共同利益重要項目”(IPCEI),以增加使用氫的機會,這是所倡導的工業政策舉措的一部分。意大利與其他歐盟成員國和歐盟委員會一起。其中,一項涉及利用專用光伏系統產生的電能生產和使用氫氣的綜合工廠的可行性研究,這將允許增加可再生資源在迄今為止僅能滿足最終能源使用中的滲透率通過化石燃料,例如高溫熱利用。

由於氫也可以使用海水電解產生,因此這種應用在整個地中海地區都是可複制的。該項目的假設是基於對成熟技術的創新使用,以加快開發時間並增強意大利工業的技能,並根據組成製氫廠的系統的生產能力和工廠規模評估發展可能性。 ,降低性能風險以及開發,建設,運營和維護的成本。

  • 該提案包括四個階段:
    •經濟技術可行性研究,用於建設和選址生產“綠色”氫氣的綜合工廠,包括四個部分:
  • 用於生產氫氣的光伏發電站
  • 蓄電系統,用於調節日常發電量
  • 氫氣生產和供水系統用電解槽
  • 氫氣輸送系統到最終用途工廠和供應管理

該研究將必須確定與現有電力和天然氣基礎設施的拓撲有關的工廠的可能位置,潛在的工業使用地點和氣候特徵,以及用於優化氫氣供應管理的工程選擇。 (風險分析,穩定性,調整)。
•公眾詢問。這項研究的結果將進行國際公開調查,以期從不同的經驗中獲得可能的貢獻。
•根據國際公認的方法進行成本效益分析,以優化工廠的規模和位置
•工廠的初步設計和技術規格的確定,以將市場的最終投資決定委託給工廠建設和運營。

如果沒有這種類型的分析,將來將很難為能源轉型進行大量投資,從而能夠觸發我們的經濟重新振興和創新。


這是在 Sat, 06 Mar 2021 07:00:23 +0000 在 https://www.startmag.it/energia/idrogeno-senza-rimorsi-come-lo-vedono-i-tedeschi/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。