英国氢能发展概述（下）

英国氢能发展概述

（下）产业发展

氢能产业供应链

绿色、零碳氢可以减少工业、交通和供热行业的温室气体排放，它可以用来储存英国丰富的海上风能等可再生能源，同时也担当起生活垃圾等废弃物的再次利用。确保氢能产业稳健发展则需完整的氢能产业供应链，持续提高绿色氢能源在环保方面的重要地位，早日实现“净零”目标。

氢气制取技术

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废弃物制氢

废弃物制氢(WtH)工艺是一种双赢的制氢方法，在处理废物的同时生产低碳氢。主要包括气化和暗光发酵。

(1)气化

气化时产生的合成气主要成分是一氧化碳、氢气和甲烷。通过水煤气变换(WGS)提高洁净合成气中H2/CO的比值，然后通过变压吸附(PSA)或膜技术将氢气从合成气中分离出来。

(2) 暗光发酵

暗发酵和混合暗发酵以及光发酵被考虑用于湿废物或污泥馏分，如食物和动物废物。食物垃圾具有很高的可降解性和碳水化合物含量，因此是通过发酵产氢的理想选择。产品气体混合物含有氢气和二氧化碳，用PSA分离出氢气。同时进一步增加光发酵步骤可以提高和最大化暗发酵的产氢率。

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清洁氢制取

苏格兰的沿海地区拥有不受限制的水源、可供开发的土地、大规模的海上风能，使得生产绿色氢成为可能，同时苏格兰拥有丰富的可再生能源，包括陆上和海上风能及太阳能，为绿色制氢提供了巨大的潜力。据OREC《解决海上风能和氢气整合挑战》的报告，预计到2050年英国可利用高达240GW的海上风能生产绿氢，以满足欧洲对氢气的需求。

氢气存储技术

考虑到英国多孔的谷地地形，氢气可优先考虑如下形式进行存储。

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盐洞穴存储

利用盐穴的高密封性将氢能大规模储存于地下盐穴之中，可用作短期储存或季节性储存。相比较于地面储存，地下盐穴储存具有储量大、储气成本低、密封性好等优点，可达吉瓦级储量，同时还可节省优化地面土地资源， 是大规模储氢的理想场所。

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含水层储存

在注入大于储层毛管压力而小于盖层毛管压力的情况下，用氢气取代水所占据的多孔空间，储层孔隙喉道内的水排出，同时防止其通过盖层泄漏。水向下和向外移动，在低渗透率的盖层与其边界之间形成一个密封层，将氢包裹起来。

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枯竭的石油/天然气领域

与含水层储气一样，已探明的枯竭油气田可用于储气，且此种方式占全球地下储气系统总储量的75%。枯竭油气田可被视为含水层的特定部分，含水层孔隙中只有残余水，而这些孔隙主要为圈闭油气。开采石油后，储层就会枯竭，只剩下维持地层完整性所需的天然气，这些圈闭可以利用与蓄水层相同的方法来储存氢。

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Hydrilyte加氢器

澳大利亚氢储存开发商Carbon280公司的Hydrilyte加氢器将首次在英国进行了测试。该项目展示一种潜在的运输及储存氢技术，使氢能够在燃料车上使用。Hydrilyte加氢器包含一种无毒、无反应性的金属粉尘，悬浮在矿物油中，其氢键为氢化物，并在脱氢过程中释放。该系统提供了一种方便且安全的方式，可以在正常的大气温度和压力下储存氢气。

加氢站部署

目前英国有15个公共加氢站，其中最大的是佩里瓦尔的Metroline，该站于2021推出，日产能为1500公斤H2。排名第二的是位于伯明翰泰斯利能源公园的加氢站，该站的氢供给能力为每天1200公斤。

氢能源供暖战略阶段

氢转变的第一步是英国在主要供暖气体中引入20%的混合氢，这就需要英国天然气公司销售的拥有这种混合氢的锅炉。目前许多锅炉已经被贴上了“氢混合准备就绪”的标签，这是第一次向氢迈进。预计2026年氢在英国家庭供暖可能经历三个主要阶段：

阶段1：2023-2025，新的锅炉将按照新的“氢准备”标准建造，它们很容易被改造使用100%的氢气。

阶段2：2028年，20%的混合氢将被引入供气系统，且大多数锅炉将能够正常使用。

阶段3：21世纪40年代中期，当天然气供应转为100%氢气时，在英国销售的每一个新锅炉都将是一个氢气锅炉。

氢能交通战略部署

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氢燃料汽车

氢燃料电池车通过将氢能转化为电能以驱动车辆，比现有纯电动汽车更加环保。同时，由于其高能量密度和快速补充能量的特点，氢燃料电池车可将低温环境下的续航衰减弱化至最小，并将补能时间缩短到与燃油车接近。例如Riversimple开发了一款轻型、平民化、经济的氢动力汽车Rasa,该车是一款搭载氢燃料的环保型电动车,1.5kg的氢燃料足够行驶483km。

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氢燃料公交

英国当地运营的公交车队大约2%是零排放的，这些公交车采用电动或氢燃料电池。政府坚定绿色巴士革命的雄心，建立了零排放公交区域(ZEBRA)计划。ZEBRA计划为伦敦以外的地方交通部门提供高达1.2亿英镑的资金，以支持零排放公交车的引进和相关基础设施建设。英国首个双层氢巴士——Wrightbus Hydroliner，从伦敦出发前往格拉斯哥参加联合国气候大会(COP26)，行程600英里。

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氢燃料卡车

由于大型长途重型载重汽车的行驶距离长，载重要求高，因此在道路行业开发零排放方案方面是最具挑战性的。有些车辆由于经常使用，因此需要快速加氢以满足操作要求。政府将在本财政年度投资高达2000万英镑，用于氢燃料电池重型载重汽车的试验，以确定这些技术在英国的可行性、可交付性、成本和效益。

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氢燃料火车

英国进行了氢动力列车的试验，在英国西密德兰地区的长马斯顿和伊夫舍姆之间成功地完成了一次初步旅程。HyrfLeX列车公司使用燃料电池将氢和氧结合起来发电、供热和用水。火车的一个车厢内装有的套件中包括氢燃料罐、氢燃料电池和用于存储的锂离子电池。同时在英国西北部，阿尔斯通(Alstom)正在研究将321级列车转换为氢动力列车的新项目。

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氢燃料飞机

英国耗资1500万英镑的项目公布了一款新型液氢飞机的设计。此外，英国一架氢燃料电池飞机完成了首飞，空客公布了三架氢燃料概念飞机的细节，且它们将在2035年投入使用。

英国政府逐步推动氢能供暖取代天然气供暖并加速氢能在交通领域中的应用，鼓励海上风能发电，摆脱对传统化石能源的依赖，加速实现2050年的净零碳目标。

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氢气运输中心

TeesVallev建造：英国来启动了投资300万英镑蒂斯谷氢运输中心。当地的商店，超市和交通运输受益于尖端的氢技术，以电力运输和货物移动；同时创建现实世界的气运输试点，该中心的建立也将帮助英国了解气在满足2050年的净零目标，影响英国未来的投资决策和主要的出口机会。当地运输运营商与运输研究和开发(R&D)部门合作，提供无排放氢乘客服务，如按需区域巴士或零排放垃圾车。

相关项目助力氢能发展

英国天然气电网公司计划建设首个氢镇

英国的天然气电网公司制定2030年之前建设其第一个“氢镇”的计划，同时《英国氢气网络计划》的报告已由能源网络协会发布，该计划详细描述了英国五家天然气网络公司致力于将全国的氢雄心变为现实的活动。能源基础设施公司将确保氢气的安全输送，以及测试锅炉、加热器和炊具等家用电器，测试燃气网络的不同部分。维护能源供应安全，确保天然气网络有能力满足英国使用氢气的能源需求。

H2 Green部署英国加氢站供应协议

着眼柴油置换

伦敦可再生氢公司H2 Green为英国的第二能源公司提供绿色氢，采用分散式氢气供应模式取代柴油，预计到2030年建设2000个加氢站加速英国H2加氢网，同时计划在英国开发本地化氢供应、储存和配送中心网络的基础。

ITM Power公司积极融入国际氢能平台

过去10年，ITM Power集团一直积极参与英国以及欧盟的加氢站安全与技术标准制定核心流程。参与欧洲、英国和国际组织的重要合规项目、安全标准和加氢站的技术发展。研究项目包括PRHYDE、MetroHyVe和MultHyFuel。这三个项目的内容分别表述为：研究包括铁路和海运在内的中型和重型氢动力载具的燃料补充所需的技术发展；专注于为HRS提供计量支持，包括流量计量、氢质量控制和氢燃料电池杂质检测；推进系统安全性，允许氢用于多燃料零售系统。

在2018年ITM Power（能量储存和清洁燃料公司）与壳牌就合作建立了英国第一个油氢混合站，并由ITM Power拥有和运营。该油氢混合站为驾驶员提供一系列的燃料选择，并与传统交通燃料共存。2022年初，ITM Power与挪威化工巨头雅拉达成一项协议，将生产24MW的电解器，这将帮助该公司减少氨生产中对灰氢的依赖。

英国加强与我国相关合作

由英国驻台北办事处和台湾经济研究所联合主办的首届英台氢能论坛于10月21日在网上举行，此次论坛汇集了100多家英国和台湾的氢燃料电池公司。新兴的英台合作机会包括在中长距离公共道路交通中部署氢气、利用海上风能生产绿氢，以及在英国和台湾有共同利益的第三方市场开展项目合作。目前英国和中国公司在氢的制取、氢燃料技术等方面已进行了一些示范项目，例如，壳牌在张家口成立合资公司，启动了其在中国的第一个商业化氢能项目——河北张家口绿色氢能一体化示范基地项目；英国固态氧化物燃料电池供应商锡里斯动力控股有限公司与潍柴动力建立合资企业，共同为中国市场提供氢燃料电池。

Acorn氢气项目通过碳捕捉生产低碳氢

位于阿伯丁郡圣弗格斯的Acorn氢气项目正在利用现有的石油和天然气基础设施，将北海天然气转化为低碳氢，同时通过碳捕捉和存储，将生产氢时产生的碳排放安全有效地收集和存储。该项目由Storegga领导，并得到了Harbour能源、壳牌、英国和苏格兰政府以及欧盟在内的行业合作伙伴的资金和支持。