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蓝氢范式转变:重整和捕获并储存(CCS)的综合优化(上)

来源:本站 最后更新:2021-04-01 14:56:54 作者:佚名 浏览:54次

    2021年1月27日,欧洲议会投票决定,用捕获并储存(CCS)从天然气中生产出的蓝氢作为通往最终广泛使用绿色氢气之旅的桥梁。

    英国对蓝绿氢持不可知性立场,以确保氢基础设施能够规模化发展。这种方法允许从电解槽到自热和蒸汽甲烷重整装置以及捕获并储存 (CCS)一系列技术。蓝氢的使用将刺激许多碳密集型行业在深度脱碳方面取得进展。它还将推动对综合蓝氢生产计划的投资。这将需要一种全面的方法来优化重整装置、空分设备、管道和碳捕获--这些都是生产蓝氢所需的主要技术。

必须出现一种新的范式


     如今,最常见的制氢方法是从天然气中提取氢气,使用蒸汽甲烷重整装置。二氧化碳(CO2)是由过程化学和能源需求产生的。“蓝氢”是通过碳捕获与蒸汽甲烷重整装置(SMR)或自热重整装置(ATR)相结合而产生的。捕获的二氧化碳既可以被捕获和利用(CCUS),也可以被捕获并储存在自然地质构造中的永久地下存储中(CCS)。

    蒸汽甲烷重整装置(SMR)受益于40年来的持续改进和优化。自热重整装置(ATR)较新,但已经有十多年的商业规模运行,可以进行微调。在某些情况下,蒸汽甲烷重整装置(SMR)和自热重整装置(ATR)被整合为“联合重整”或“两阶段重整”。

             


     捕获并储存(CCS)也是一项成熟的技术。在欧洲,Equinor早在20多年前就开始在北海挪威地区的Sleipner West油田捕获和封存二氧化碳。从吸收塔到集成干燥系统的多级二氧化碳压缩机,捕获并储存(CCS)方案的组成部件都高度发达。

   除了挪威,捕获并储存(CCS)还在澳大利亚、加拿大和美国使用了很多年。到目前为止实施的大多数主要捕获并储存(CCS)计划都是对碳密集型流程的改造,例如现有燃煤发电厂的脱碳;现有蒸汽甲烷重整装置的碳捕获;以及现有氨厂的胺洗系统。

    改革技术和捕获并储存(CCS)已经优化,但它们是并行优化的。它们从未在一个综合过程中得到协同优化。对于新的投资,需要一种范式的转变:蓝氢生产必须依靠自身的力量进行优化。

团结在碳中和的愿景中

    在巴黎协定签署六年多后,拜登总统签署了一项法令,再次承诺美国在缺席几年后重新加入该协定。一个碳中和的未来必须实现,而约翰·克里(John Kerry)已被任命为实现这一愿景的责任。

    其他几十个国家也是巴黎协定的签字国。英国已经将蓝氢作为其减轻气候变化影响的愿景的一部分。东约克郡的一个名为“零碳亨伯”的项目体现了英国利用蓝氢创造更绿色未来的努力。

    亨里克·安德森(Henrik Anderson)是Equinor负责低碳解决方案技术的副总裁。他说:“Equinor看到了蓝色和绿色氢气的未来, 但每种氢气的开发速度和规模都将根据地区原料供应、地质、市场和政策而有所不同。但是,要规模化发展氢价值链,启动氢经济,我们相信蓝氢将起到至关重要的作用。

    在亨伯河以东的北海,Equinor也在大规模可再生能源发电方面进行了大量投资。其位于道格尔河岸的风力发电场建成后将产生超过3千兆瓦的可再生电力。

    北海也是“零碳亨伯”项目蓝氢生产不可或缺的一部分,因为它是为改革者提供天然气的来源。该项目还将使用一个被称为“耐力”的巨大含盐蓄水层来永久储存将从亨伯河岸边的重工业中捕获的二氧化碳。
(待续)

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