为了树立在全球绿色氢能领域的领导地位，德国启动了3个旗舰级零排放技术研究项目。通过这一迄今为止德国最大的能源转型计划，德国联邦教育与研究部（BMBF）正全力支持德国进军氢能经济领域。这3个项目分别是大型水电解设备的批量生产（H？Giga）；合成燃料、绿氨、绿色甲醇和合成甲烷的海上生产（H？Mare），以及氢能运输和转化技术，如氨裂解（TransHyDE）技术。这些旗舰项目将吸取德国科学界、工业界及社会各界有关氢能技术的专业知识，从而为工业规模化氢能解决方案的开发、构思和实施提供思路。
据悉，蒂森克虏伯在这3个项目中，均有参与——H？Giga项目：蒂森克虏伯通过自动化批量生产，推动碱性水电解的工业化进程；H？Mare项目：蒂森克虏伯开展绿色甲醇和绿氨的海上生产测试；TransHyDE项目：蒂森克虏伯开展氨裂解技术测试。
“凭借完整的绿色价值链和排放物闭环回收系统这两项全面的技术组合，蒂森克虏伯足以代表绿色化工的完整价值链。将我们这个以创新为动力的百年企业的优势与氢能旗舰项目的科学研究结合起来，是实施国家氢能战略和保持德国技术领先及国际竞争力的成功秘诀。” 蒂森克虏伯集团执行委员会主席玛蒂娜·默茨（Martina Merz）解释。
扩大水电解规模
蒂森克虏伯将获得近850万欧元的补贴，用于研发碱性水电解（AWE）技术的大规模生产。一方面，可以利用规模效应，降低制造成本；另一方面，能够拓展现有的1吉瓦（GW） 电解槽供应链以实现更大的项目量，从而每年可以同时执行多个吉瓦级项目。
由蒂森克虏伯牵头的H？Giga项目“INSTALL AWE”将专注于碱性水电解技术（AWE）的工业化应用。AWE技术是目前发展最成熟的市场化技术，主要用于大规模工业应用。蒂森克虏伯的20MW水电解模块设备采用模块化和标准化设计理念，既经济节能又有利于环境保护。与质子交换膜电解水技术（PEM）电解槽的紧凑结构相比，AWE采用的独立单元槽结构，可对单个单元槽进行维护，而不必更换整个电解槽。这既节省了资源又降低了运营成本。
此外，与合资伙伴迪诺拉公司（Industrie De Nora）深度合作对批量生产升级也至关重要。迪诺拉是全球知名的电化学专家以及电解槽制造和涂层的优质供应商。蒂森克虏伯和迪诺拉之间工作流程已完全融合，双方在水电解吉瓦级供应链和全球售后服务的成熟经验为进一步合作打下了坚实基础。为此，蒂森克虏伯将与H？Giga创新智库中的各机构、大学和以及具备批量生产技能的小型专业公司一起，展开更广泛调研。
海上合成氨
H？Mare项目旨在开发氢能及其下游产品的生产，如在公海上生产合成燃料、甲醇、氨和合成甲烷。蒂森克虏伯的power－to－X工艺涵盖了合成上述所有产品的技术，并因此将在H？Mare的“PtX－Wind”项目中获得78万欧元的资助，用于从基础阶段到建造阶段的开发。
作为化工厂工程和建设方面的专家，蒂森克虏伯可以提供基于水电解技术的多种综合绿色价值链，例如生产绿色且经济的氨、甲醇和合成天然气（SNG）的工艺。此外，蒂森克虏伯还能够在流程优化、技术规模化、模块化方面提供丰富知识，以及2500多个项目经验。H？Mare项目通过整体考量来选择工厂和工艺，涵盖从材料评估、运营模式到安全和环境等所有相关的研究议题。
由于海上风电比陆上风电的供电量更大且更稳定，在海上直接生产氢和power－to－X系列产品具有巨大的潜力。因为除了水之外，生产所需的二氧化碳和氮可直接从现场的空气中提取。绿氨的生产在这其中占重要地位，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比氢更便宜，例如用作船舶燃料。对于那些有着丰富的太阳能和风能资源、具有较大氢气生产潜力的国家而言，如澳大利亚和智利，绿氨作为出口的能源载体比绿氢更有优势。由于氨一般由船舶运输，借助海上风电，通过水电解技术直接在海上制取氢和氨，可以优化运输路线，节省成本。此外，海上风电厂的庞大规模使扩大氨的产能成为可能，从而降低售价，使绿氨成为一种更具竞争力的能源载体。
研究氢能运输解决方案
作为联合伙伴之一，蒂森克虏伯同时也参与了TransHyDE项目，目前正在评估氨裂解工艺的潜力。在长距离的运输中，将氨作为氢能载体更具经济优势。液态绿氨在运抵用氢目的地后，转换回氢和氮，以这种方式产生的氢能可以直接使用。氨的潜在应用场景包括钢铁生产，作为化工厂的绿色原料，或用于燃料电池以转化为电能。
业内人士指出，作为全球最大的合成氨EPC供应商，蒂森克虏伯伍德公司拥有合成氨领域广泛的专业知识。在通过氨和氢相互转化解决运输及其后续应用问题的研究中，蒂森克虏伯充分表现出在技术要素多元组合中的创新精神以及发展活力。
文章来源：中国化工报
