目标年产能5GW!蒂森克虏伯扩大绿色氢/氨业务

  德国联邦教育和研究部(BMBF)正在支持德国进入氢经济,氢能领先项目(hydrogen lead projects)是德国迄今为止在能源转型领域最大的研究项目。蒂森克虏伯公司参与了所有三个氢项目,并正在测试绿色氢的工业生产、使用和系统集成。

  到2025年的四年内,蒂森克虏伯将进一步扩大其在整个绿色化学品价值链上的技术领先地位。这涉及大型电解槽(H2Giga)的规模化生产,合成燃料、绿色氨、绿色甲醇和海上合成甲烷(H2Mare)的生产,以及氨裂解(TransHyDE)等氢运输和转化技术。

  这些旗舰项目将整合德国科学、工业和民间的氢技术专业知识,从而为工业规模上的氢解决方案的发展、概念和实施提供最初的火花。

  蒂森克虏伯公司(thyssenkrupp AG)执行董事会主席玛蒂娜·默茨(Martina Merz)说道:“蒂森克虏伯在完全绿色价值链和闭环系统排放回收方面拥有全面的技术组合,可以代表绿色化学品的整个价值链。将我们的创新驱动力与氢旗舰项目的科学研究相结合,是成功实施国家氢战略的秘诀,并保持德国的技术领先地位,在国际上具有竞争力。”

  将水电解升级为自动化吉瓦级的规模化生产

  蒂森克虏伯将获得近850万欧元的补贴,用于大规模碱性水电解(AWE)的研究和开发。

  一方面,利用规模效应,能够降低制造成本。

  另一方面,扩大现有的1GW电解槽供应链,可以实施更大的项目量,每年可以同时实施数GW的项目。

  玛蒂娜·默茨强调了这项研究计划的必要性:“在最近几个月里,我们已经看到了项目规模从几百兆瓦到千兆瓦的重大转变,因此大批量和自动化的系列生产已经符合今天的市场需求。对于这些数量级,简单的升级是不可行的,必须采用突破性的方法,这些方法正在本项目框架内的各个步骤中开发、测试和优化。”

  “因此,一方面,为了开发下一代碱性电解技术,正在进行全新的电解槽开发工作。此外,我们正在努力实施工业化生产所需的供应链优化流程。”

  通过使用机器人和自动化技术,制造和装配过程都得到了优化。

  蒂森克虏伯领导的H2Giga项目“INSTALL AWE”专注于碱性水电解(AWE)的工业化,AWE是当今最发达的市场成熟技术,主要用于大规模工业应用。蒂森克虏伯的模块化和标准化20MW单元在经济方面和气候保护方面也具有优势。

  与结构紧凑的PEM电解槽相比,AWE使用的单元件技术可以对单个电解槽单元进行选择性维护,而无需更换整个设备。

  这节省了资源,降低了运营成本。与合资伙伴Industrie De Nora的核心关系是向规模化生产升级的关键。Industrie De Nora是全球知名的电化学专家,是电池制造和涂料的高质量供应商。

  蒂森克虏伯和De Nora之间完全集成的工作流程、为电解槽单元和全球服务车间建立的吉瓦级供应链是下一步发展的坚实基础。为此,蒂森克虏伯将与De Nora和Hoedtke GmbH & Co. KG等长期合作伙伴以及科学技术伙伴合作,但也将谋求建立新的合作关系。

  在H2Giga创新池中,与提供规模化生产科学技术的机构、大学和小型专业公司一起,正在进行更广泛的研究和开发主题的调研,这也旨在进一步推动蒂森克虏伯自身的发展。

  海上氨直接运输

  H2Mare旗舰项目旨在开发公海上的氢气和合成燃料、甲醇、氨和合成甲烷等下游产品的生产。蒂森克虏伯正在进行的power-to-X过程包括了所有这三种最后命名的产品。

  该公司将在H2Mare“PtX-Wind”项目中获得78万欧元的资金,用于基础设施到工程阶段的开发。

  蒂森克虏伯作为化工厂工程和建设的专家,可以基于其电解水技术提供各种完整的绿色价值链。例如,这些包括可持续生产氨、甲醇和合成天然气(SNG)的工艺。

  此外,公司可以贡献其广泛的过程优化,技术规模化,模块化知识和2500多个项目的经验。对选定的工厂和工艺概念的整体考虑包括从材料评估、操作模式到安全和环境概念的所有相关研究问题。

  由于海上风力涡轮机比陆上风力涡轮机提供的电力数量和频率都要高得多,通过其直接生产氢气和其他衍生产品具有巨大的潜力,因为除水外,所需的二氧化碳和氮气可以在现场直接从空气中提取。

  在这里,绿色氨的生产尤其具有决定性意义,因为它的高能量密度和更简单的存储技术使氨在某些应用中成为比氢更便宜的选择,例如用作船舶燃料。

  在太阳能和风能供应充足、氢气生产潜力大的国家,如澳大利亚和智利,作为出口的能源载体,绿色氨优于绿色氢。

  由于氨是通过船舶运输的,通过将风力涡轮机与电解槽结合在一起,直接在海上生产,可以节省运输路线和成本。此外,海上风电场的规模使更大的产量成为可能,这反过来降低了销售价格,使绿色氨作为能源载体更具竞争力。

  氢输运方案研究

  蒂森克虏伯还参与了第三个旗舰项目——TransHyDE,并作为合作伙伴研究氨裂解工艺的潜力。特别是在长途运输中,使得氨作为氢载体的运输更有利可图。

  在需要氢气的地方,绿色氨被运输并从液态氨转化回其组成成分——氢和氮后,用这种方法产生的氢可以直接使用。例如,它的潜在应用包括:钢铁厂的使用,作为化学工厂的绿色原料,或在燃料电池中转换成电能。

  凭借Uhde在氨合成领域的专业知识,对用于运输的氨中绿色氢的结合及其后续发布的研究,证明了现有技术组合元素的创新精神和未来可行性。

  (素材来自:Thyssenkrupp 全球氢能网、新能源网综合)

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