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增強型甲醇生產(chǎn)工藝

評估完成后，專(zhuān)家構想出了一套反應器的概念，并在埃爾蘭根—紐倫堡大學(xué)的一間實(shí)驗室里搭建了一套演示裝置。演示裝置經(jīng)西門(mén)子調試后，輸出功率高可達五千瓦。裝置運用的原理十分簡(jiǎn)單：利用風(fēng)電電能電解水來(lái)制氫。由于西門(mén)子已在Mainz Energy Park內的大型演示設施上進(jìn)行電解水制氫了，Green Liq項目側重于借助二氧化碳將氫氣轉化為液體燃料。

生物甲烷裝置等生物設施以及水泥生產(chǎn)廠(chǎng)等工業(yè)設施均會(huì )產(chǎn)生大量二氧化碳。在能量轉化鏈上，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，這是因為只有將殘余氫氣和二氧化碳氣體反復送入反應器，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)域的能源轉型進(jìn)程中扮演重要角色。

動(dòng)態(tài)反應器

西門(mén)子的技術(shù)與傳統甲醇生產(chǎn)工藝仍有其它不同之處。在傳統的工業(yè)生產(chǎn)中，甲醛是在一個(gè)連續的過(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(zhuān)門(mén)針對可再生能源的快速負載的周期性波動(dòng)而設計。而電解槽則可以高度靈活運行且能根據風(fēng)能與太陽(yáng)能的快速波動(dòng)進(jìn)行調整。

西門(mén)子和埃爾蘭根—紐倫堡大學(xué)的聯(lián)合團隊研發(fā)并搭建了這個(gè)系統。

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

百萬(wàn)瓦級電解裝置？

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

西門(mén)子的目標遠不止研發(fā)演示裝置。西門(mén)子工業(yè)過(guò)程與化學(xué)轉化研究小組負責人Manfred Baldauf表示：“我們的目標是在2017年秋季前設計出輸出功率約為100千瓦的試點(diǎn)設施。”他和他的團隊也在構想基于Green Liq技術(shù)的百萬(wàn)瓦級商用設施。長(cháng)遠來(lái)看，Green Liq技術(shù)將有助于減少交通運輸相關(guān)的二氧化碳排放，并推動(dòng)能源轉型的進(jìn)程。