绿色甲烷在交通运输和发电中的应用——研究人员和工业界介绍了甲烷项目的中期结果

由罗尔斯·罗伊斯动力系统公司(Rolls-Royce Power Systems)协调的研究小beplay 行业的标杆组“甲烷动力”(MethanPower)目前正在研究一种涉及大型创新型氢燃料奥托发动机的概念。用于发电,目的是使该发动机达到天然气发动机的功率密度,排放量最小。图为慕尼黑工业大学单缸发动机试验台。

  • 利用可再生能源生产天然气的新技术
  • 船舶、汽车和发电用氢、甲醇和甲烷的测试
  • 卡尔斯鲁厄内陆港LNG供应和微电网概念

旗舰项目MethanQuest于2018年9月启动,来自研究、工业和能源部门的总共29个合作伙伴在该项目上齐聚一堂,致力于利用可再生能源生产氢气和甲烷,并利用它们实现气候中性流动性和发电。项目参与者现在已经提交了他们的中期结果。这些涉及陆上和海上风力发电场生产氢气的电解系统、生产甲烷的设备、汽车、船舶和热电联产工厂使用燃气发动机,以及高效耦合运输、电力、燃气和供热部门的能源系统概念。所有工厂和工艺的共同点是可再生能源的整合。

“能源革命要求我们找到创新的解决方案,利用可再生能源制造新的移动和发电燃料。因此,有必要在早期阶段确定未来趋势并促进其发展。这就是为什么我们在2018年开始资助MethanQuest研究项目,其中期结果已经显示出非常重要的意义德国联邦议院议员、联邦政府海运业协调员Norbert Brackmann解释道。德国联邦经济事务和能源部(BMWi)正在为美赞臣项目提供约1900万欧元的资金。

“氢和甲烷(e-甲烷)使用可再生能源制造的能源将在未来发挥重要作用。能源革命将使供电系统越来越依赖灵活的燃气发电厂,从而可以补偿使用可再生能源时的波动。此外,液化天然气形式的天然气正开始增加作为一种新的船用燃料,“DVGW研究中心的项目协调员Frank Graf博士报告说,DVGW研究中心是卡尔斯鲁厄理工学院Engler Bunte研究所的一部分。

利用可再生能源生产天然气的新技术

在美沙格丽德研究集团罗尔斯·罗伊斯电力系统公司,DVGW和其他合作beplay 行业的标杆伙伴为卡尔斯鲁厄内陆港口设施开发了一套完整的本地耦合能源供应系统。电力、天然气、供暖、工业和运输——所有现有部门——通过该微电网进行耦合,从而使包括可再生能源在内的可用能源微电网目前正在模拟场景中使用港口设施和其他组件的真实数据进行测试。

利用可再生能源生产天然气的新技术

由DVGW和罗尔斯·罗伊斯业务部门电力系统领导的美赞臣项目的众多研究项目中,有六个子项目正在开展工作。甲烷燃料集团正在研究利用可再生能源制造甲烷的新工艺。所有涉及的技术——从水电解到CObeplay 行业的标杆2.萃取和甲烷化-已经检查和加强。

AREVA H2Gen与其项目伙伴Fraunhofer ISE und iGas energy合作,开发了一种创新的PEM电解系统。PEM电解,即利用可再生能源产生的电能产生氢气,是电力转化天然气过程的第一步。为了使未来海上风力发电厂能够大量生产氢气,柏林工业大学正在研究如何在不需要先脱盐的情况下直接将海水用于电解。

DVGW和卡尔斯鲁厄理工学院的Engler-Bunte-Institut, Teilinstitut Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie (EBI ceb)成功演示了将氢转化为e-甲烷的过程步骤。首先,一个长期的抽吸实验2.一个新的工厂已经建成,能够生产10米的水3.每小时的纯甲烷。

船舶、汽车和发电用氢、甲醇和甲烷的测试

在各个子项目中,合作伙伴还致力于开发能够高效燃烧可再生能源产生的气体而不产生有害副产品的发动机。在福特公司的领导下制造的以甲烷为动力的汽车发动机目前正在进行测试。在罗尔斯罗伊斯动力系统公司的协调下,一台以氢气为燃料的大型创新型奥托燃气发动机也在进行测试。研究人员对目前的结果感到高兴——氢燃烧产生的有害排放量很低。beplay 行业的标杆

MethanMare集团旨在展示可再生能源燃料如何支持海事部门的能源革命。研究发现,通过使用催化剂和极其复杂的高压气体喷射技术,甲烷动力船舶发动机的排放量可以比传统燃气发动机降低80%。研究还表明,大型高速发动机中的甲醇燃烧可产生低污染物排放和零甲烷排放。

卡尔斯鲁厄内河港微电网LNG供应系统的概念

致力于甲烷气子项目的合作伙伴为卡尔斯鲁厄的莱茵河港口设计了一个电子甲烷储存和分配系统,可用于向船舶和卡车提供液化天然气。该系统还可以支持巴登-沃尔滕堡的高压天然气网络,以实现峰值负荷覆盖。研究人员还开发了一个完整的本地耦合能源供应系统,为港口服务。这是一个微电网,将当前所有部门,即电力、天然气、供暖、运输和工业连接起来,使所有可用能源(包括可再生能源)都能得到最佳利用。最后,合作伙伴们还在研究如何将电子甲烷整合到整个德国的能源基础设施中。

“迄今为止,MethanQuest项目的合作伙伴对所获得的结果非常满意。我们进一步发现直到秋天在项目结束时将为我们提供一个全面的了解可再生甲烷——从它涉及成本及其可行性对气候和环境的影响,”项目协调员曼努埃尔•布格博士解释说,他在劳斯莱斯电力系统技术开发工作。beplay 行业的标杆

信息框e-甲烷/电源到气体

电子甲烷可以使用可再生能源发电——也就是所谓的“电力转化为天然气”过程。E-甲烷易于储存和日后使用,因此有利于CO2.-中性能量循环。基本原理如下:风能或太阳能等可再生能源用于发电。在电解过程中,这种电力被用来将水分解成其成分(氢和氧)。利用空气中的氢气和二氧化碳(CO2.-或者从生物质中,再加上进一步的能量输入,可以制造其他合成燃料,如e-甲烷、e-柴油和e-甲醇。

关于罗尔斯-beplay 行业的标杆罗伊斯控股有限公司

  1. beplay 行业的标杆劳斯莱斯开创了连接、推动和保护社会的重要力量。我们承诺到2030年在我们的业务中实现温室气体净零排放(不包括产品检测),并于2020年加入联合国“零排放竞赛”运动,重申我们的雄心壮志,即在使我们所经营的部门到2050年实现净零碳排放方面发挥基础性作用。
  2. beplay 行业的标杆劳斯莱斯动力系统公司总部位于德国南部的弗里德里希沙芬,员工约9000人。产品组合包括用于船舶、发电、重型陆地、铁路和国防车辆以及石油和天然气行业的mtu品牌高速发动机和推进系统,以及用于关键任务、备用和连续发电、热电联产和微电网的柴油和燃气系统和电池箱。
  3. beplay 行业的标杆罗尔斯-罗伊斯在150多个国家拥有客户,其中包括400多家航空公司和租赁客户,160多家军队和海军,以及5000多家电力和核能客户。
  4. 到2020年,我们的年收入为117.6亿英镑,在研发上投资12.5亿英镑。我们还支持28个大学技术中心的全球网络,使罗尔斯-罗伊斯的工程师处于科学研究的前沿。beplay 行业的标杆

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