增強(qiáng)型甲醇生產(chǎn)工藝

評估完成后，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)用的原理十分簡單：利用風(fēng)電電能電解水來制氫。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，我們再也不用重新將氣體送回反應(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，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)的過程中由合成氣體產(chǎn)生。這種生產(chǎn)方式的問題在于，它并非專門針對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)，并能對快速啟動(dòng)或部分負(fù)載做出即時(shí)響應(yīng)。由于氣體無需再次循環(huán)，系統(tǒng)得到簡化，負(fù)載靈活性也有所提升。此外，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：“要想提高重型和長途運(yùn)輸領(lǐng)域中太陽能和風(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)。”

百萬瓦級電解裝置？

對西門子而言，這是一個(gè)很好的消息。近年來，隨著效率大幅提升，市場上出現(xiàn)了大量價(jià)格合理的可再生能源電力，這使西門子受益頗豐。與此同時(shí)，可再生燃料產(chǎn)生的附加值已明顯超過傳統(tǒng)化石燃料。不僅如此，現(xiàn)已有64個(gè)國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?！彼退膱F(tuán)隊(duì)也在構(gòu)想基于Green Liq技術(shù)的百萬瓦級商用設(shè)施。長遠(yuǎn)來看，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，并進(jìn)一步推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。