试行中的“氢能村”

在“未来之地”比费沃芬化学园，人们正用绿色氢气谱写新的篇章：“氢能实验村” 在真实条件下测试供能基础设施和终端应用。在这个过程中，建筑供能的相关材料和技术发挥着重要作用。

 洛伊纳、梅泽堡和比费沃芬等德国中部的化工区曾经一度是臭气熏天、受污染土壤的同义词，这些地方现已成为氢能的示范区。该区域的德国东部氢能储存和解决方案（HYPOS）项目旨在探索利用可再生电力生产绿色氢气的价值链，其资助方为德国联邦教育和研究部（BMBF）的“二十20-创新伙伴计划”。

氢能革命的理想条件

HYPOS氢能网络的示范区之所以位于德国中部，这一点并非偶然：全德第二长的氢气管道贯穿萨安州，可保证绿色氢气的有效运输。多家化学、燃料企业及巨大的地下盐洞储氢设施可储存大量的氢气。萨安州的可再生能源发电量在总发电量中的占比高达60%。这也是“氢能村”设在此地并颇有成效的原因：这里铺设了675米长的塑料管，取代了常用的金属管。

天然气基础设施获得转型应用

为了证明传统上用于运送天然气的基础设施也可用于纯氢，化工园区在2019年建立了占地12000平方米的氢能测试基础设施。 

这里也从事氢能终端应用的研究，并将各种耗能装置接入氢能网络，包括连接到建筑内部。园区的开放日安排了参观氢能村的导览服务（ event.enviam-gruppe.de/hypos-h2-netz ），观众可从中了解到未来氢能网络如何为住宅区供能。为了让这一切不仅仅是纸面上的愿景，测试场对氢能的基础设施和应用进行了技术、经济和生态方面的评估。

氢能热电联产机组为“氢能之家”采暖和制冷

“氢能之家”是HYPOS旗下的一个项目，旨在开发并利用氢能小型区域热电联产机组，服务住宅楼和居住区。来自室内工程有限公司（inhouse engineering GmbH）的“氢能之家”项目经理史蒂芬·图林（Steffen Theuring）表示，燃料电池热电厂可用于为建筑物供暖和供电。这家柏林企业开发和制造这类氢能小型区域热电联产机组。图林说：“氢气的生产成本比天然气高得多，但热电联产的能效很高。”企业在自主研发领域的关键突破得益于与HYPOS氢能网络的合作。HYPOS研发的氢能小型区域热电联产机组“inhouse5000+ Hydrogen”在冬季用氢气发电和供热，夏季则使用附加的热泵来制冷。弗莱贝格DBI气体和环境技术有限公司、弗莱贝格工业大学、弗劳恩霍夫材料与系统微结构研究所和柏林电子服务提供商ENASYS参与了HYPOS的这个项目。

在寒冷和炎热的日子里，一旦步入“氢能村”绿灯照亮的创新馆，人们立刻便能感受到热电冷三联供系统的运作机制。

硫的气味拉响警笛

项目经理图林介绍说，若想以最佳方式将氢能热电联产设备接入建筑物，还需要进行大量的研发工作，例如氢气运输管道的压力应尽可能接近目前天然气房屋管道的压力水平。因此，氢气传输必须可在高压下通过运输网线，并在低压下到达最终用户的分配网络。与此同时，氢能小型区域热电联产机组也需提供应急电力，并能实现所谓的岛屿式供给。

图林还谈到了如何提高氢能网络安全水平的问题，事关氢能的大众接受度。如何让无味的氢气有“异味”，这也成为研究的一部分。研究人员在氢气中加入了一种气味剂，几乎所有人都能由此接收到危险信号。“氢能村”在燃料电池上测试含硫的气味剂。图林解释说：“进入氢能小型区域热电联产机组之前，我们必须再次去除氢气中的这种气味。”这种昂贵且低效的气体处理过程仍需优化。

客车挂车成为可移动的储能设备

在马格德堡的弗劳恩霍夫工厂运行和自动化研究所（IFF Magdeburg），能源与资源高效系统的部门负责人托斯滕·博斯（Torsten Birth）告诉我们：“迄今为止，在小规模氢能应用领域中，还没有适合工业和商业的分布式智能能源供给基础设施。”为此，机构专门启动了一个名为MMH2P的研究项目。名称里包含了“移动”、“模块化”、“氢”和“便携式”四个英语词的首字母。这一储能服务系统的样机架在四个轮子上，比客车挂车轻，旨在填补常规固定储能设施和移动储能系统之间的基础设施空白。该系统适用于氢气生产商和消费者之间没有管道连接的地方。

这款小型分配系统将在“氢能村”完成试点测试，设备能够在当地接入氢能网络，并立即将能源送至“氢气之家”的应用终端。

博斯认为，除了工业园区和商业园区外，移动储氢设备还存在一系列的其他潜在客户，包括自给自足的市政企业和城镇、警局和消防的车队。

作者：Kathrain Graubaum/萨安州投资与市场有限公司