增强型甲醇生产工艺
评估完成后,专家构想出了一套反应器的概念,并在埃尔兰根—纽伦堡大学的一间实验室里搭建了一套演示装置。演示装置经西门子调试后,输出功率高可达五千瓦。装置运用的原理十分简单:利用风电电能电解水来制氢。由于西门子已在Mainz Energy Park内的大型演示设施上进行电解水制氢了,Green Liq项目侧重于借助二氧化碳将氢气转化为液体燃料。
生物甲烷装置等生物设施以及水泥生产厂等工业设施均会产生大量二氧化碳。在能量转化链上,它是由可再生能源电力制成的氢气的理想载体。这一概念的*之处在于反应器中混合了一种吸收性液体,令甲醇产量得以提升。通常情况下,甲醇产量较低,这是因为只有将残余氢气和二氧化碳气体反复送入反应器,才能生产出更多甲醇。Tremel指出:“借助这种吸收性液体,我们再也不用重新将气体送回反应器。这提高了甲醇生产工艺的效率。”
有很多因素都让生物燃料的生产颇具吸引力。在未来,它们将在交通领域的能源转型进程中扮演重要角色。
动态反应器
西门子的技术与传统甲醇生产工艺仍有其它不同之处。在传统的工业生产中,甲醛是在一个连续的过程中由合成气体产生。这种生产方式的问题在于,它并非专门针对可再生能源的快速负载的周期性波动而设计。而电解槽则可以高度灵活运行且能根据风能与太阳能的快速波动进行调整。
西门子和埃尔兰根—纽伦堡大学的联合团队研发并搭建了这个系统。
西门子提供的动态反应器是攻克这一难题的*方案。它能随波动调节,并能对快速启动或部分负载做出即时响应。由于气体无需再次循环,系统得到简化,负载灵活性也有所提升。此外,系统中的吸收性液体可以充当热缓冲器以抑制温度波动。Tremel说:“要想提高重型和长途运输领域中太阳能和风能这类替代性燃料的使用比例,一定要使用像西门子的反应器这样的技术。”
百万瓦级电解装置?
对西门子而言,这是一个很好的消息。近年来,随着效率大幅提升,市场上出现了大量价格合理的可再生能源电力,这使西门子受益颇丰。与此同时,可再生燃料产生的附加值已明显超过传统化石燃料。不仅如此,现已有64个国家就低碳或碳中和生物燃料设定了明确目标。
西门子的目标远不止研发演示装置。西门子工业过程与化学转化研究小组负责人Manfred Baldauf表示:“我们的目标是在2017年秋季前设计出输出功率约为100千瓦的试点设施。”他和他的团队也在构想基于Green Liq技术的百万瓦级商用设施。长远来看,Green Liq技术将有助于减少交通运输相关的二氧化碳排放,并进一步推动能源转型的进程。