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保时捷西门子宣布联手打造全球首座工业级电子燃料工厂

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来源:cnBeta.COM 2020-12-03 07:41:00


 

据外媒报道,保时捷和西门子能源公司已经宣布计划联手建立一个全新的电子燃料工厂。这两家德国公司表示,该试点项目将建成世界上首家工业规模的碳中性合成燃料工厂。该设施将位于智利南部,旨在利用该国强劲的风能为该电厂提供可持续的电力。

该计划要求最早于2022年进行初步的试生产阶段,届时,它将需要生产约13万升燃料。另外,等到2024年需要大幅增提升产量,至5500万升,到2026年则要至5.5亿升。

风能将驱动电解器将水分解成氢气和氧气。然后,二氧化碳将从空气中被过滤出来并跟上述得到的氢进行反应从而生成合成甲醇。之后,在埃克森美孚公司的许可下提供的一种专有的甲醇到汽油的工艺则能得到e-gas。保时捷表示,这种液体燃料在不需要做修改的情况下可以安全用于所有汽车--包括经典车型。

保时捷最初投资约2,000万欧元在该项目中,该公司认为碳中性汽油的创造是对汽车工业电气化的补充,而不是竞争关系。这家公司的高管已经公开表示,保时捷计划到2025年将其50%的新车电动化,同时使用电池电力和插电技术。但这家德国汽车制造商仍认为,合成燃料有潜力能为世界上所有现有的汽油动力车型提供动力,尤其是保时捷,尤其是在开发电动汽车充电基础设施存在问题的地区。

在周三的虚拟媒体圆桌会议上,保时捷研发执行董事会成员Michael Steiner重申了这一观点:

“保时捷的主要战略是推广电动汽车……但除此之外,至少在欧洲,(我们)将依赖进口大量能源。在未来10年,未来20年,也许30年。如果我们必须进口能源,那么我们可以选择进口化石能源还是可再生能源。它[e-gas]不是电动出行的直接竞争,而是对它的补充。我们认为这是另一条重要的轨迹。”

保时捷将成为这种电子燃料的初期主要客户,它将这种合成汽油用于beacon项目--包括其赛车、保时捷体验中心和汽车测试。

保时捷的欧洲大陆显然大力支持这种电子燃料的计划,因为欧盟一直在积极推动汽车制造商和化石燃料行业通过欧洲绿色协议政策战略实现碳中和。电子燃料被认为比生物燃料更可取,因为生物燃料的生产过程会给森林及其生态系统带来影响,并还会跟构成食物链一部分的农作物竞争。

 

值造科普:

电子燃料/燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池的概念是1839年G.R.Grove提出的,至今已有大约160年的历史。

燃料电池十分复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论,具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说,燃料电池具有以下特点:

(1)能量转化效率高 他直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%。

(2)有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低 CO2排放因能量转换效率高而大幅度降低,无机械振动。

(3)燃料适用范围广

(4)积木化强 规模及安装地点灵活,燃料电池电站占地面积小,建设周期短,电站功率可根据需要由电池堆组装,十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电,或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适

(5)负荷响应快,运行质量高 燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率,而且电厂离负荷可以很近,从而改善了地区频 率偏移和电压波动,降低了现有变电设备和电流载波容量,减少了输变线路投资和线路损失。

为了了解它的价值,让我们分别研究一下“燃料”和“电池”这两个词。

为了利用煤或者石油这样的燃料来发电,必须先燃烧煤或者石油。它们燃烧时产生的能量可以对水加热而使之变成蒸汽,蒸汽则可以用来使涡轮发电机在磁场中旋转。这样就产生了电流。换句话说,我们是把燃料的化学能转变为热能,然后把热能转换为电能。在这种双转换的过程中,许多原来的化学能浪费掉了。然而,燃料非常便宜,虽有这种浪费,也不妨碍我们生产大量的电力,而无需昂贵的费用。还有可能把化学能直接转换为电能,而无需先转换为热能。为此,我们必须使用电池。这种电池由一种或多种化学溶液组成,其中插入两根称为电极的金属棒。每一电极上都进行特殊的化学反应,电子不是被释出就是被吸收。一个电极上的电势比另一个电极上的大,因此,如果这两个电极用一根导线连接起来,电子就会通过导线从一个电极流向另一个电极。这样的电子流就是电流,只要电池中进行化学反应,这种电流就会继续下去。手电筒的电池是这种电池的一个例子。在某些情况下,当一个电池用完了以后,人们迫使电流返回流入这个电池,电池内会反过来发生化学反应,因此,电池能够贮存化学能,并用于再次产生电流。汽车里的蓄电池就是这种可逆电池的一个例子。在一个电池里,浪费的化学能要少得多,因为其中只通过一个步骤就将化学能转变为电能。然而,电池中的化学物质都是非常昂贵的。锌用来制造手电筒的电池。如果你试图使用足够的锌或类似的金属来为整个城市准备电力,那么,一天就要花成本费数十亿美元。


燃料电池是一种把燃料和电池两种概念结合在一起的装置。它是一种电池,但不需用昂贵的金属而只用便宜的燃料来进行化学反应。这些燃料的化学能也通过一个步骤就变为电能,比通常通过两步方式的能量损失少得多。于是,可以为人类提供的电量就大大地增加了。



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