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增強(qiáng)型甲醇生產(chǎn)工藝

評(píng)估完成后，專家構(gòu)想出了一套反應(yīng)器的概念，并在埃爾蘭根—紐倫堡大學(xué)的一間實(shí)驗(yàn)室里搭建了一套演示裝置。演示裝置經(jīng)西門子調(diào)試后，輸出功率高可達(dá)五千瓦。裝置運(yùn)用的原理十分簡(jiǎn)單：利用風(fēng)電電能電解水來(lái)制氫。由于西門子已在Mainz Energy Park內(nèi)的大型演示設(shè)施上進(jìn)行電解水制氫了，Green Liq項(xiàng)目側(cè)重于借助二氧化碳將氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料。

生物甲烷裝置等生物設(shè)施以及水泥生產(chǎn)廠等工業(yè)設(shè)施均會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳。在能量轉(zhuǎn)化鏈上，它是由可再生能源電力制成的氫氣的理想載體。這一概念的*之處在于反應(yīng)器中混合了一種吸收性液體，令甲醇產(chǎn)量得以提升。通常情況下，甲醇產(chǎn)量較低，這是因?yàn)橹挥袑堄鄽錃夂投趸細(xì)怏w反復(fù)送入反應(yīng)器，才能生產(chǎn)出更多甲醇。Tremel指出：“借助這種吸收性液體，我們?cè)僖膊挥弥匦聦怏w送回反應(yīng)器。這提高了甲醇生產(chǎn)工藝的效率。”

有很多因素都讓生物燃料的生產(chǎn)頗具吸引力。在未來(lái)，它們將在交通領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中扮演重要角色。

動(dòng)態(tài)反應(yīng)器

西門子的技術(shù)與傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)工藝仍有其它不同之處。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，甲醛是在一個(gè)連續(xù)的過(guò)程中由合成氣體產(chǎn)生。這種生產(chǎn)方式的問(wèn)題在于，它并非專門針對(duì)可再生能源的快速負(fù)載的周期性波動(dòng)而設(shè)計(jì)。而電解槽則可以高度靈活運(yùn)行且能根據(jù)風(fēng)能與太陽(yáng)能的快速波動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。

西門子和埃爾蘭根—紐倫堡大學(xué)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)并搭建了這個(gè)系統(tǒng)。

西門子提供的動(dòng)態(tài)反應(yīng)器是攻克這一難題的*方案。它能隨波動(dòng)調(diào)節(jié)，并能對(duì)快速啟動(dòng)或部分負(fù)載做出即時(shí)響應(yīng)。由于氣體無(wú)需循環(huán)，系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，負(fù)載靈活性也有所提升。系統(tǒng)中的吸收性液體可以充當(dāng)熱緩沖器以抑制溫度波動(dòng)。Tremel說(shuō)：“要想提高重型和長(zhǎng)途運(yùn)輸領(lǐng)域中太陽(yáng)能和風(fēng)能這類替代性燃料的使用比例，一定要使用像西門子的反應(yīng)器這樣的技術(shù)。”

百萬(wàn)瓦級(jí)電解裝置？

對(duì)西門子而言，這是一個(gè)很好的消息。近年來(lái)，隨著效率大幅提升，市場(chǎng)上出現(xiàn)了大量?jī)r(jià)格合理的可再生能源電力，這使西門子受益頗豐。可再生燃料產(chǎn)生的附加值已明顯超過(guò)傳統(tǒng)化石燃料。現(xiàn)已有64個(gè)國(guó)家就低碳或碳中和生物燃料設(shè)定了明確目標(biāo)。

西門子的目標(biāo)遠(yuǎn)不止研發(fā)演示裝置。西門子工業(yè)過(guò)程與化學(xué)轉(zhuǎn)化研究小組負(fù)責(zé)人Manfred Baldauf表示：“我們的目標(biāo)是在2017年秋季前設(shè)計(jì)出輸出功率約為100千瓦的試點(diǎn)設(shè)施。”他和他的團(tuán)隊(duì)也在構(gòu)想基于Green Liq技術(shù)的百萬(wàn)瓦級(jí)商用設(shè)施。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，Green Liq技術(shù)將有助于減少交通運(yùn)輸相關(guān)的二氧化碳排放，并推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。