為未來做準備:富氫天然氣與純氫氣的量測

Apr 27, 2023

SICK超音波流量計現在就能夠可靠量測天然氣氫氣混合燃料。目前正在大力研究對純氫氣進行貿易交接量測的解決方案。

在低碳減排過程中,可再生能源起著重要作用。雖然天然氣可能仍將很多年保持重要能量載體的地位,但是氫氣正越來越受到關注——一個原因是它能夠利用多餘的太陽能及風能。自2022年發生能源危機起,氫氣的利用還得到了經濟因素的支持,因為能源成本總體上比之前高得多,而且為二氧化碳排放支出的費用使化石燃料的使用越來越昂貴。「整體上看,能源行業的所有相關人員正面臨越來越大的壓力,必須更快採取行動。」SICK AG Cluster Cleaner Industries全域行銷負責人Jörg Wenzel說。

同樣關注純氫氣

SICK在這方面搶先邁出了關鍵一步:現在的氣體流量計就能量測天然氣氫氣混合燃料,儘管天然氣摻入氫氣後,特性會有顯著變化,如密度、黏度、爆炸性、氣流速度與音速等。「與其他諸多氣體流量計不同,我們的FLOWSIC裝置採用的超音波技術能夠和不含氫氣的天然氣一樣,可靠而穩定地量測含氫天然氣,並能補償可能的量測誤差。」Jörg Wenzel介紹說,「我們的裝置被許可用於氫氣混合比為30%的情況。」

除了在天然氣網路中摻氫外,今後還將越來越多使用百分百氫氣。現在已經有針對工業化使用的氫氣運輸網。但是如果要更多將純氫氣用作能量載體,就需要進行貿易交接量測。現在已經有用於過程量測的解決方案,但是與必須更準確的貿易交接量測相比,需要容忍的量測公差要高得多——SICK非常樂於接受這樣的挑戰:「我們目前正在開發特殊的超音波感測器,今後將用於對純氫氣進行貿易交接量測的氣體流量計。」Wenzel確認道。

同時必須注意一系列因素,其中一些並未得到完全無誤的研究或確認。因此氫氣網與天然氣網相比,需要滿足的特殊要求高得多:這種高揮發性氣體需要有專門的管路、壓縮機、密封件、管道及閥門。必須符合最嚴格的防爆等級,且流速可能會高得多,以補償與天然氣相比較低的熱值。「我們尚不清楚這對基礎設施、網路元件及我們的量測裝置意味著什麽。但是我們在研發過程中必須顧及這些影響因素。」氫氣產品管理負責人Moritz Siegfried說。

為在這方面把握時代脈搏,SICK積極參與大力研究與氫氣有關的新標準、規定及認證的國際性工作與研究專案。例如,目前尚不明確應如何對氫氣量測裝置進行校正與標準化。這是這家量測裝置製造商關注的一項核心議題:「我們的目標是積極投入這方面的探討,與其他重要的參與者共同找到這些問題的答案。」Moritz Siegfried強調。這是一種整體的、目光長遠的工作方式——幾乎可以稱之為「SICK特色」。
對整個團隊來説,這才是真正重要的:「我們在SICK不會只是找一種現有的裝置,然後針對氫氣進行改造,而是顧及各項因素進行全新的研發。」Wenzel說。而且不只是要開發一款流量計:「我們將全面考查任務設置,不從產品、而是從解決方案的角度思考問題。其中除了流量的貿易交接量測外,確定氫氣的純度也起到了重要作用。」Siegfried補充道。目標是到2024年將用於純氫氣貿易交接量測的產品投放市場。

SICK是HYINHEAT倡議組織的成員

SICK是新成立的HYINHEAT倡議組織的28個成員之一。該組織於2022年發起成立,並於2023年1月正式開展工作。HYINHEAT的目標是建立高效的氫氣燃燒系統,幫助製鋁及鋼鐵行業的加熱與熔煉過程實現低碳減排。其中包括了整條流程鏈:必須對熔爐與裝備(燃燒器或量測/控制裝置)及基礎設施進行重新設計或修改。具體對八個熔爐實施此做法,由亞琛工業大學牽頭,成員包括Arcelor Mittal(全球最大的鋼鐵製造商之一)、Linde及SSAB。此專案為期48個月,是Processes4Planet Research Association計劃的一部分,歐盟將給予1,800萬歐元資金支助。

交互式圖形:清潔工業的感測器解決方案

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