為何可靠的測量對(duì)于氫經(jīng)濟(jì)和綠色轉(zhuǎn)型至關(guān)重要？

作為推動(dòng)綠色能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素，氫表現(xiàn)出巨大的潛力和前景，特別是面臨電氣化挑戰(zhàn)的工業(yè)領(lǐng)域。維薩拉高級(jí)戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理

 Anu Pulkkinen 介紹了氫經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)況以及準(zhǔn)確測量對(duì)于推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型的重要性。

氫經(jīng)濟(jì)是指通過使用氫能源幫助交通運(yùn)輸、航運(yùn)航空、重工業(yè)等難以實(shí)現(xiàn)電氣化的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)脫碳。與其他化石燃料替代品一樣，

根據(jù)生產(chǎn)方式，氫能源可分為以下顏色類型：

綠色氫：利用風(fēng)能或太陽能等可再生能源產(chǎn)生的電力，通過電解水進(jìn)行生產(chǎn)。

藍(lán)色氫：通過將化石天然氣分解為氫氣和 CO2，然后捕獲并儲(chǔ)存或利用產(chǎn)生的 CO2 進(jìn)行生產(chǎn)。

灰色氫：當(dāng)下的常見氫形式，其制造方式與藍(lán)色氫相同，只不過 CO2 被釋放到大氣中而不是被捕獲。

藍(lán)色氫和綠色氫將在推動(dòng)氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮重要作用。

氫能源對(duì)于全球能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要

隨著生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和氫能源應(yīng)用場景的不斷豐富，氫經(jīng)濟(jì)正以的速度發(fā)展著。氫能源已廣泛用作煉油、氨和甲醇生產(chǎn)等過程中的

原料或燃料，并在制鋼過程中充當(dāng)還原劑。這些行業(yè)都在向更清潔的綠色氫能源轉(zhuǎn)型，這一轉(zhuǎn)變有望大幅減少排放。

氫能源也廣泛應(yīng)用于燃料電池領(lǐng)域，可用于驅(qū)動(dòng)公交車和卡車的電動(dòng)機(jī)，同時(shí)也被用作發(fā)電過程中的儲(chǔ)能介質(zhì)和能源來源。此外，

氫能源及氫基燃料為航運(yùn)和航空業(yè)這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)脫碳尤為艱難的行業(yè)提供了潛力的低碳解決方案。

為何可靠的測量對(duì)于氫經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要

維薩拉始終以全局視角對(duì)待脫碳問題，包括流程優(yōu)化、碳捕獲利用和儲(chǔ)存 (CCUS)、電氣化以及新技術(shù)和功能改進(jìn)等方面。準(zhǔn)確測量

濕度、二氧化碳和甲烷等參數(shù)對(duì)于促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加速綠色能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。

  維薩拉用于測量這些參數(shù)的儀表可提供穩(wěn)定、實(shí)時(shí)的在線測量數(shù)據(jù)，無需依賴人工采樣。它們響應(yīng)迅速，非常易于安裝和維護(hù)，校準(zhǔn)

間隔較長，并且不含任何需要更換的移動(dòng)部件或耗材。

 維薩拉測量探頭能夠?qū)⒅绷餍盘?hào) (4-20 mA) 和現(xiàn)場總線 (Modbus) 發(fā)送到工廠的自動(dòng)化系統(tǒng)，無需安裝任何額外的軟件或硬件。所有

維薩拉儀表都能在較大的溫度范圍內(nèi)工作，我們還提供強(qiáng)大的防雨和防爆認(rèn)證選項(xiàng)，支持在挑戰(zhàn)性的爆炸性環(huán)境中進(jìn)行安裝。讓我

們通過幾個(gè)示例來了解一下維薩拉技術(shù)如何應(yīng)用于氫能源相關(guān)應(yīng)用。

燃料電池依賴于可靠的濕度測量

氫能源廣泛用于燃料電池應(yīng)用，其中由于燃料電池質(zhì)子交換機(jī)制，濕度控制至關(guān)重要。燃料電池內(nèi)部是聚合物電解質(zhì)膜 (PEM)，負(fù)責(zé)在陽極

和陰極之間傳導(dǎo)質(zhì)子。必須控制反應(yīng)氣體（陽極側(cè)的氫氣和陰極側(cè)的空氣）的濕度以保持膜的完整性。

當(dāng)濕度保持在良好的水平時(shí)，PEM 能表現(xiàn)出良好的質(zhì)子電導(dǎo)率和低電阻特性；然而，一旦過于干燥，其導(dǎo)電性能將急劇下滑，從而嚴(yán)重

制約電池的功率輸出能力。然而，如果濕度過高，則會(huì)對(duì)膜造成機(jī)械損壞，導(dǎo)致電阻增大和電壓降低。

自 20 世紀(jì) 90 年代初期氫燃料電池技術(shù)誕生以來，維薩拉的技術(shù)便一直在支持其發(fā)展。汽車和造船行業(yè)的很多頭部企業(yè)在其燃料電池開發(fā)

過程中使用維薩拉 HUMICAP® 技術(shù)。維薩拉濕度傳感器也被芬蘭 VTT 技術(shù)研究中心廣泛應(yīng)用于氫能源相關(guān)研究項(xiàng)目。VTT 專家不斷

探索低溫 (PEM) 和高溫（固體氧化物）燃料電池技術(shù)，他們?cè)谌剂想姵囟亚昂蟀惭b維薩拉儀表以監(jiān)測和控制過程氣體濕度。維薩拉儀表

還可用于測量氫氣純化和生產(chǎn)過程中環(huán)境空氣的濕度水平。

測量 CCUS 應(yīng)用中的 CO2 和濕度

 在全球碳中和進(jìn)程中，CCUS 扮演至關(guān)重要的角色。在溫室氣體 (GHG) 減排難度較大的行業(yè)，CCUS 可能是實(shí)現(xiàn)脫碳的途徑。仍依賴化石

燃料的能源密集型行業(yè)也需要采用 CCUS 技術(shù)。

連續(xù)、在線測量傳入和傳出氣流中的 CO2 濃度，可幫助捕獲 CO2 的工廠實(shí)時(shí)監(jiān)控性能并優(yōu)化工藝過程。在研究和開發(fā)新的捕獲技術(shù)時(shí)，

準(zhǔn)確的 CO2 和濕度測量也至關(guān)重要，因?yàn)檫@可以提供有關(guān)過程動(dòng)力學(xué)和性能的寶貴見解。

 丹麥阿邁厄島 CopenHill 垃圾焚燒發(fā)電廠使用維薩拉技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)源 CO2 捕獲。該工廠每年將 560,000 噸廢物轉(zhuǎn)化為電力、熱能和灰燼。

其碳捕獲過程依靠維薩拉多氣體測量探頭 MGP261 來測量濕度和捕獲的 CO2 濃度。捕獲的 CO2 然后可與氫氣一起用來生產(chǎn)綠色燃料和

化學(xué)品。

測量 SOEC 應(yīng)用中的 CO2、甲烷和濕度

 固體氧化物電解 (SOEC) 共電解技術(shù)利用 CO2、水和電能來生產(chǎn)氫氣和甲烷。盡管該技術(shù)仍處于試驗(yàn)階段，但預(yù)計(jì)它將在日本到 2050 年

實(shí)現(xiàn) 90% 可再生能源氣體轉(zhuǎn)型的過程中發(fā)揮重要作用。

所使用的 CO2 可以從多個(gè)來源捕獲，包括從工業(yè)排放中捕獲、直接從大氣中捕獲，或從沼氣中提純生物甲烷的過程中捕獲。SOEC 過程

通常使用可再生能源，不需要貴金屬或稀土元素，這減少了其對(duì)環(huán)境的影響。

碳捕獲過程中準(zhǔn)確測量 CO2 有助于提高 SOEC 工藝過程的效率并減少 GHG 排放。在監(jiān)管制度日益嚴(yán)格的情況下，這也變得越發(fā)重要。

  維薩拉甲烷、二氧化碳和濕度多氣體測量探頭 MGP261 可用于 SOEC 共電解工藝過程，實(shí)時(shí)測量原料（CO2、濕度）和產(chǎn)品（甲烷），

以提高效率并優(yōu)化工藝過程。

工業(yè)測量是綠色轉(zhuǎn)型的重中之重

可再生能源和清潔能源生產(chǎn)是每個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳和綠色轉(zhuǎn)型的核心所在，而可靠測量對(duì)于助力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新技術(shù)和工藝過程的作用不容

小覷。維薩拉技術(shù)通過可靠的儀表助力加速脫碳，這些儀表可實(shí)時(shí)提供可靠、穩(wěn)定的濕度、二氧化碳和甲烷測量數(shù)據(jù)。讓我們攜手共進(jìn)

，有力推動(dòng)氫經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)真正的可持續(xù)變革。