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案例分析

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氢气在行动

氢能先驱:Enbridge 试点项目潜力巨大

加拿大开创性的氢动力热电联产 (CHP) 系统可能会改变北美可持续能源的未来。

由氢能委员会提供

在开发可持续能源的过程中,小步骤往往可以带来变革。想想第一辆电动汽车、太阳能电池板,甚至风力涡轮机。它们都是从相对较小的项目开始的。但今天,每一项技术都被视为现代电网的关键方面。氢能的发展轨迹与此类似,新的试点项目具有巨大的潜力——包括最近在加拿大多伦多北部上线的一项首创计划。

Enbridge Gas 和其合作伙伴 2G Energy 和 CEM Engineering 通力合作,在这里安装了氢能热电联产 (CHP) 系统,这是北美的一个开创性项目。目标是利用省电网生产的氢气满足 Enbridge 位于安大略省马克姆的 120,000 平方英尺技术运营中心 (TOC) 高达 92% 的电力需求和高达 58% 的供暖负荷1.

“低碳氢2 Enbridge Gas 技术开发经理 Aqeel Zaidi 表示:“这是一种比天然气更清洁的能源替代品,可使各个行业脱碳。”“我们估计,利用位于 Markham 的 Enbridge 电转气设施的热电联产系统的废热,每年可取代锅炉使用的高达 74,000 立方米的天然气,并每年减少现场温室气体排放约 143 公吨3。这相当于大约 32 户家庭每年消耗的天然气量(具体取决于家庭的大小和位置)4。”

更重要的是,该系统将作为灵活热电联产系统的概念验证,该系统可以使用氢气、天然气或两者的组合运行。这种经验和创新可能在更广泛的能源转型中发挥关键作用。

Enbridge 的 TOC 是一个氢气微型枢纽,拥有北美首个电转气设施、首个混合项目,现在也是该大陆首个氢气热电联产系统。以下是该系统的详细介绍:

  • 2G Energy 提供的 115 kW CHP 系统:
    • 往复式发动机发电机组配有热回收系统和其他辅助设备。
    • 与建筑热水空间供暖回路集成。
  • 能够使用 100% 氢气 (H2) 或 100% 天然气 (NG) 和 H2/NG 混合气体运行。
  • 大约三分钟内即可在任一燃料之间完全切换。
  • 以容器化的即插即用包形式交付。
  • 占地面积:9.6米x 3米
  • 氮氧化物控制:
    • 氢气燃烧不需要选择性催化还原 (SCR)。
    • 燃气燃烧需要 SCR。

对于该项目,2G Energy 制造并供应了设备,CEM Engineering 提供了工程咨询和施工监督。以下详细介绍了每个项目合作伙伴的角色:

  • 安桥气体:
    • 网站托管
    • 氢气管道及销售站供货及安装
    • 调试
  • 2G 能源公司:
    • 热电联产系统制造商和供应商
    • 调试和维护合同
  • CEM工程:
    • 可行性研究和系统设计
    • 施工管理

Enbridge 认为该项目是一项利用氢气降低排放的有前景的技术。

正如 Enbridge 网站所述,氢气有可能取代原本用于建筑物供暖的天然气,成为向低碳能源转变的有效工具。

该项目是一个令人兴奋的试点项目,旨在帮助 Enbridge 了解这项技术的有效性以及如何将其部署到更大的应用中。

当 Enbridge 启动混合项目时,公众反馈明确表明,减少碳排放对 Enbridge 客户来说非常重要5。该项目位于 Enbridge 的土地上,是该公司致力于创造支持向低排放经济能源转型的解决方案的一个例子。

该项目与安大略省减少碳排放的努力相一致,同时回应了客户的环境担忧6.

图片由 CEM Engineering 提供

为可持续能源转型铺平道路

为了朝着更清洁的能源未来迈出有意义的步伐,Enbridge 在马克姆的氢能热电联产等试点项目是帮助实现碳减排的重要步骤。利用现有基础设施的技术(既可以与主电网互补,又可以独立于主电网)是更广泛采用的关键。但这些系统必须经过现场测试,以识别和解决任何新机制不可避免地出现的问题。

简而言之,这种氢能热电联产系统需要展示其能力,这将是未来几个月的任务。随着该项目的推进,它将需要那些寻求解决方案以实现碳减排目标的人的持续支持。能源转型需要持续的公众支持。接下来的重要问题不仅涉及技术可行性,还涉及优先事项。公共政策必须鼓励监管框架和激励机制,以更广泛地采用此类创新、可持续的解决方案。

1 根据 TOC 的历史能耗进行计算。

2 任何将氢描述为“低碳”的语言都是与天然气相比的。正如 加拿大政府清洁燃料法规天然气碳强度为68gCO2e/MJ(Pg 2800),氢气碳强度必须低于61gCO2e/MJ(第 2658 页)被认为是一种取代天然气的低碳强度燃料。

3 合作社2e(温室气体)节省量以最终用途为基础,包括以下假设和计算:74,000 立方米3/年天然气乘以天然气排放因子0.0019313吨二氧化碳2电子/分子3 天然气,如 2024 年国家库存报告第 2 部分表 A6.1-1 和 A6.1-3 中所述。

4 加拿大安大略省居民的典型天然气消耗量为 2,200 至 2,400 立方米3 每年。 

5 dec_order_EGI_低碳能源 LTC_20201029 (4).PDF 第 8 页

6 安大略省的低碳氢战略 | ontario.ca

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