来自绿色电力的“绿色”氢能

经济、安全——HYPOS的宗旨是大规模实施氢技术

HYPOS是由德国联邦政府和萨克森-安哈特州共同发起的项目，由位于萨克森-安哈特州哈雷（萨勒河畔）的公司和研究机构共同发起。该项目研究使用来自可再生能源的电力制氢。目标：减少对石油和其他化石能源的依赖。化学过程并非新创。 包括西门子和林德集团在内，HYPOS的114个成员正在开展合作，确保该过程经济安全。

萨克森-安哈特州是德国可再生能源开发领域的开拓者之一。该州还出口电力：由于该州的绿色电力生产量超过消费量，在利用风能、生物质和太阳能生产的电能中，50%被出售。一种可持续的增值替代方案，是利用富余电力制氢并对其进行储存或加工。“东德氢能储存和解决方案”（HYPOS）项目正在开展这方面的研究工作，该项目网络由能源部门、化工行业和设备工程公司以及大学和研究机构共同组成。HYPOS成立于2013年，最初为协会形式，包括7个成员；现有114个成员，包括西门子、林德集团、天然气供应商VNG和电解设备制造商Kumatec。作为“Twenty20 - 创新伙伴关系”计划的一部分，该项目由德国联邦政府提供高达4,500万欧元的资金，而行业自身投入2,500万欧元。

HYPOS的研发服务将覆盖从电力生产商到天然气用户的整个价值链。目标：通过由风电场、太阳能电场或生物气工厂供电的中央电解厂制氢。参与该项目的弗劳恩霍夫材料与系统微观结构研究所（IMWS，位于哈雷）负责人兼HYPOS副总裁Ralf Wehrspohn教授将该项目称为“绿色氢能”（Green Hydrogen）。这是因为整个过程使用可再生能源，与传统过程不同的是，氢并非从化石能源中获得。绿色氢能可充当储能单元，另一方面还可运输。通过现有管道可送达众多用户，例如化工行业用户。“氢可以用作基础化学品。可使用它生产塑料、燃料以及化妆品行业的前体化学品。事实上，能够覆盖当前使用基于石油的系统的整个范围，“Wehrspohn教授解释说。

因此有望降低对石油的依赖度。“这是我们体系的主要优势：区域价值创造。我们这里有电力，我们将其转化为氢，然后我们可以直接供应自己的化学链，无需再从偏远地区购买石油和天然气。由于电力是从可再生能源中获得的，所以我们能够实现可持续制备。”

确切地说，来自富余电力。存在两类富余，Ralf Wehrspohn表示。首先是时间富余，这是因为受条件（例如大风）影响，有时会生产太多能源。他说，目前正在通过关闭风力发电厂来解决这个问题。“然后就是区域富余，萨克森-安哈特州的电力生产量远远超过自身消费量。”HYPOS想要利用的就是这个区域部分。可再生能源发电的前景可靠。目前的扩张计划甚至规定2020年比例达到80%。

该网络在萨克森-安哈特州建立绝非偶然。Wehrspohn教授说，东德是能源转型领域的“取火镜”。“这里同时具备许多优势。这里的可再生能源占据很大比例，这里有来自化工行业的潜在用户。而且，这里有一条管道沿着A9，从莱比锡通向柏林。这条管道长150公里，在德国排名第二，用来供应氢气。”

此外，萨克森-安哈特地区是大量盐穴——地表下300米处盐矿开采后留下的巨大空洞。目前正在利用这些盐穴来储存天然气——容积达数百万立方米。当然，在德国中部被选中之前，还勘查了其他地区。例如，德国北部也有丰富风能，但没有管道。而在北莱茵-威斯特法伦州，当地虽有最长管道，但是没有盐穴，而且可再生能源在当地一次能源消费总量中的占比很低。

因此，Ralf Wehrspohn教授表示，在萨克森-安哈特州发现了“最佳组合”，由于基础设施已经到位，所以到2022年，该项目有望以经济方式制备绿色氢能。该过程本身已经存在，但目前成本仍然过高。经济效率是项目关注的两个重点之一。另一个是安全话题。“我们确定这项技术的安全因素。从一开始就要考虑这个话题，确保公众广泛接受，”Wehrspohn教授称。这还包括确定人们的需求。例如，可将氢用作燃料电池汽车的燃料，或者与天然气类似，用作热源。

作为该项目的一部分，团队成员还研究了进一步的影响：在电解水的过程中，生成氢气和氧气。迄今为止，这种影响一直未受重视，但如今正在引起项目网络日渐浓厚的兴趣，因为氧气也得到经济利用，例如在废水净化厂的生物净化过程中。

HYPOS的成员数量不断增加；该项目欢迎投资者加入。由于项目知名度不断上升，全球各地的专业人士纷纷问询。“许多公司代表团来到这里，考虑加入项目。几家公司甚至已经成为会员，” Wehrspohn教授说。

 作者：Anja Falgowski