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新研究:高效固体氧化物燃料电池系统可通过氨制氢为船舶提供动力

上海交通大学中英国际低碳学院的研究人员,伦敦大学学院能源研究所和上海交通大学机械工程学院合作推出了一种创新的固体氧化物燃料电池 (SOFC) 系统,该系统由氨 (NH3) 提供燃料,可用于全电动船舶。

这项发表在 Frontiers in Energy 上的研究提供了一种高效且环保的船舶推进方法,解决了航运业迫切的脱碳需求。

国际海事组织制定了雄心勃勃的目标,旨在到 2060 年使 60% 以上的新建船舶使用 NH3 或氢气 (H2)。

NH3 价格低、不易燃、易于储存和运输,是传统燃料的有力替代品。它在 SOFC 中的使用消除了与碳沉积和燃料重整相关的问题,使其成为向绿色和低碳航运过渡的关键参与者。

该研究解决了 NH3 燃料 SOFC 船舶动力系统的技术挑战,包括氢气生产速度慢、效率低和空间有限。研究人员使用一种创新的肋状催化燃烧一体化氨裂解器 (IAC),用于快速制氢,这对于高效分解 NH3 为高浓度氢气至关重要。该系统设计为可适应各种航行条件,并使用 2 kW 原型实验台进行了验证。

NH3 燃料 SOFC 系统针对目标船舶设计,额定功率为 96 kW,电气效率为 60.13%,满足额定巡航条件的要求。IAC 长度为 1.1 米,在 2.94 秒内实现 NH3 完全分解,这意味着裂解时间缩短了 35%,所需舱室空间减少了 42%。在高负荷航行条件下,可以通过调节循环比 (CR) 和氨氧比 (A/O) 进一步优化系统的效率。

实验结果令人震惊。在 570–700 °C 范围内,NH3 裂解 H2 的误差小于 3%,这可以满足典型的船舶运行场景。在 656 °C 时,NH3 裂解氢气率达到 100%。在此条件下,SOFC 可产生 2.045 kW 的功率,效率约为 58.66%。检测到的噪音水平为 58.6 dB,而烟气中的 CO2、NO 和 SO2 浓度接近于零,表明该系统对环境的影响极小。

这项研究不仅为船舶用 NH3 燃料 SOFC 动力系统的开发提供了技术突破,而且还支持航运业向绿色、清洁系统过渡。

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海外资讯

现代汽车签下2000辆氢能大巴大订单

现代汽车官方网站宣布,1月22日周三,现代汽车与韩国环境部、Wonder Mobility、晓星氢能、三星物产(爱宝乐园)等多方签署了业务协议,现代汽车计划到 2030 年前向韩国最大的通勤巴士运营商 Wonder Mobility 供应 2,000 辆氢动力通勤巴士。

现代汽车公司、晓星氢能公司、三星物产(爱宝乐园)将致力于将通勤巴士替换为氢动力巴士。

现代汽车公司正在推动扩大氢电动公交车在国内通勤巴士市场的引入,并积极致力于扩大氢能出行生态系统。

具体而言,Wonder Mobility计划到2030年共计引进2000辆氢电动公交车,现代汽车公司则将相应及时生产和供应Universe氢燃料电池公交车。

Universe氢动力客车搭载最大输出功率180kW的氢燃料电池系统,单次加氢续航里程可达635公里,并配备▲智能巡航控制▲前方防撞辅助▲车道偏离预警▲驾驶员状态警告 ▲触觉 配备了方向盘等各种先进的驾驶辅助系统。

此外,现代汽车公司计划通过▲加强氢动力公交车主要部件的质量保证等服务支持▲持续的技术开发等,积极支持最佳的氢动力公交车运营环境。

韩国环境部通过设立补贴来支持氢燃料电池公交车的购买和运营。

特朗普退出巴黎气候协定,反而解决了欧盟问题

行业观察员马克·西蒙·沃尔夫认为,美国再次退出巴黎气候协定虽然是一件严重的事情,但这可能会增强欧盟的工业和经济优势,德国的能源转型也将从中受益。

特朗普决定让美国退出《巴黎气候协定》,这是自 2017 年以来第二次退出。这一举措让世界感到遗憾,但不那么沮丧。尽管遭到国际社会批评,特朗普还是多次强调要实施这一行动。据报道,甚至连美国石油行业的高层管理人员都建议他不要这样做。毕竟,美国的绿色产业领域已经蓬勃发展了一段时间,却可能会因特朗普的新方针而陷入困境。

特朗普对化石能源的关注可能带来新的机会:“特朗普希望出售更多天然气,这是积极的信号。”

尽管存在种种负面后果,但欧洲人也可能获得些许优势——至少从经济角度来看是如此。例如,欧盟可以削弱美国在绿色未来技术方面的优势,而拜登正是通过数十亿美元的补贴计划《通胀削减法案》开创了这一优势。特朗普退出气候协议也为自己大规模扩大石油和天然气生产创造了空间。

特朗普的算盘是:通过向包括欧盟在内的世界各国出口,美国可以平衡许多贸易逆差。这也为欧洲人在能源转型中提供了机会 - 尤其是对德国而言。

“特朗普希望出售更多天然气,这是件好事。”Uniper 首席执行官迈克尔·刘易斯 (Michael Lewis) 在柏林 Handelsblatt“能源峰会”上表示。业界一直希望德国对未来能源供应采取多轨制模式。除了可再生能源和绿氢,他们还呼吁使用蓝氢。

蓝氢是通过灰氢再经碳捕获和储存(CCS)技术捕获而成。但批评人士表示,蓝氢的制作过程并不是100%符合碳中和。

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伍德赛德能源集团推迟对俄克拉荷马州氢能项目的投资

伍德赛德能源集团是全球能源领域的主要参与者,已决定推迟对其预期的俄克拉荷马州 H2OK 液态氢项目的最终投资决定。这一决定使该公司能够优先考虑德克萨斯州的博蒙特新氨项目,反映了对美国当前经济和政治环境的战略转变。

延迟的部分原因是需要评估美国财政部新发布的 45V 清洁氢气生产税收抵免法规的影响。这些法规对于确定 H2OK 等项目的财务可行性至关重要,这些项目在很大程度上取决于政府的激励措施,以抵消与绿色能源技术相关的初始高成本。

特朗普总统最近就职,立马发布多项行政命令以减少对化石燃料生产的限制,这些命令旨在降低石油和天然气钻探的成本和效率,对伍德赛德等可再生能源项目的竞争力构成了直接挑战。

伍德赛德首席执行官梅格·奥尼尔表示,虽然推迟氢能项目的决定是受到优先考虑更直接可行的项目的需求的影响,但这与特朗普的政策没有直接关系。

当然,她承认,公司必须重新评估这些政策对可再生能源项目的更广泛影响,特别是考虑到《通货膨胀削减法案》的资金可能被暂停,该法案此前通过税收抵免支持氢能开发。

H2OK 项目的推迟反映了一个更大的趋势,即能源公司正在重新考虑其可再生能源投资的速度和规模。地缘政治紧张局势和有利于化石燃料的经济激励措施加剧了这一趋势,尤其是在美国的政策转变将会对全球市场产生重大影响。(FuelCellsWorks)

VERDAGY 向 PETRON SCIENTECH 提供电解槽生产电子生物燃料

1月22日美通社消息,绿氢电解槽制造商 Verdagy 宣布已与 Petron Scientech 建立战略合作伙伴关系,后者在可再生能源领域拥有超过 35 年的经验、可持续化学工艺技术。Petron 将部署超过 320 MW 的 Verdagy eDynamic® 电解槽来生产绿色氢气,并将其整合到其首个生物精炼厂项目中,生产 SAF 和电子甲醇。

Verdagy 制造碱性电解槽,因高电流密度和市场领先的效率而具有最小的占地面积闻名。

Petron 在全球范围内建设生物精炼厂项目,以利用纤维素生物质和非食用谷物生产乙醇、生物乙烯、生物化学品(环氧乙烷/单乙二醇、甲醇)、聚合物以及各种生物燃料及其副产品。Petron 控制着全球 90% 的生物乙烯技术市场。

FuelCell Energy 签下 1.6 亿美元(11.6亿人民币)氢燃料电池发电合同

FuelCell Energy, Inc. (Nasdaq: FCEL) 是一家总部位于康涅狄格州的全球领先企业,为能源供应、回收和储存提供清洁、创新的燃料电池解决方案,该公司宣布将在康涅狄格州哈特福德建造一座 7.4 兆瓦的燃料电池发电厂。

燃料电池工厂生产的电力将根据 20 年的购电协议 (PPA) 出售给当地配电公用事业公司 Eversource 和 United Illuminating。作为一项电力购买协议 (PPA),该项目预计将为 FuelCell Energy 的发电项目(一系列新发电项目)带来超过 1.6 亿美元的未来收入。

FuelCell Energy 总裁兼首席执行官 Jason Few 评论:“燃料电池非常适合城市环境,因为它们可以提供节省空间、安静、无排放的分布式弹性可靠能源。”

“社会越来越依赖随时可用的电力来满足数据中心、流媒体和云计算需求,以及从手机到汽车和卡车等耗电设备的激增。我们赞赏该州增加“始终在线”电力供应的目标——尤其是使用低排放天然气并避免燃烧燃料的能源,几乎消除了排放中的 SOx、NOx 和其他颗粒物,从而改善空气质量。

FuelCell Energy 目前设计、建造和维护着全球最大的燃料电池工厂。在康涅狄格州,他们的系统支持电网、美国 Subbase New London 的微电网以及各种分布式电源解决方案。

其大型项目示例包括:

康涅狄格州布里奇波特:自 2012 年以来运营的 15 兆瓦发电厂,为康涅狄格州电力公司供电。

康涅狄格州德比:这座 14 兆瓦发电厂自 2023 年起投入运营,为 Eversource 和 United Illuminating 供电。

在韩国华城巴兰工业园区:燃料电池发电厂自 2013 年起投入运营,通过 42 个燃料电池模块生产 58.8 兆瓦的电力,每年可为约 135,000 户家庭供电,并产生约 2500 亿千卡的热水,为约 20,000 户家庭供暖。

新的哈特福德项目将是 FuelCell Energy 分布式技术的新用例,它以微电网形式,可支持大规模数据中心的增长。

韩媒称,液化氢运输船,韩国已 “领先中国一步”

韩国【经济日报】刊文,三大造船公司(HD现代、韩华海洋、三星重工)正加速研发液化氢运输船相关技术,加紧努力占领全球市场。

在环保能源中,液化氢船作为继液化天然气(LNG)船之后的下一代环保船舶而备受关注。

据船舶业界22日报道,韩国国内船厂正加快步伐,在下一代燃料船舶技术方面占据领先地位,其中不仅包括LNG船,还包括液化氢船。

HD现代近日宣布已成功开发出制造液氢罐的技术。该技术可稳定维持液化氢在零下253摄氏度的极低温环境中,被评价为航运运输领域的核心技术。

船舶业界相关人士表示,“在世界各国竞相建设液化氢基础设施的形势下,韩国船舶业抢先掌握技术,将对占据全球市场领先地位做出巨大贡献”。

一位不愿透露姓名的专家也表示,“韩国造船业积累了技术实力和经验”,“韩国造船业在全球未来造船市场将超越单纯的经济表现,在全球向生态转型的过程中发挥重要作用”。

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EIC 报告称,非洲将引领全球绿色氢能发展

伦敦消息,根据能源工业委员会 (EIC) 发布的新报告,非洲将成为全球绿色氢能市场的关键参与者,预计未来五年将有 41 个项目进入开发阶段。EIC 是世界领先的贸易协会和数据、见解和活动的提供者。

但 EIC 警告说,尽管前景光明,但非洲的氢能行业仍面临严峻挑战,包括达成承购协议、建立监管框架和建设强大的基础设施。

该委员会发布的《2025 年非洲 OPEX 报告》显示,包括埃及、阿尔及利亚和摩洛哥在内的北非国家正在引领这一努力,这些国家全年阳光充足,为投资绿色氢气生产和出口基础设施提供了充足的机会。

这些国家位于地中海对岸,与欧洲接壤,具有战略意义。德国、奥地利和意大利提议重新利用北非现有的 3,300 公里中游天然气基础设施,每年向非洲大陆进口 400 万吨绿色氢气。首先,埃及的国家绿色氢能战略旨在占据全球氢能市场的 8%,到 2050 年每年生产 1000 万吨绿色氢气,其中很大一部分用于出口。

EIC 市场情报总监 Neil Golding 警告称,应谨慎看待乐观情绪。“虽然氢能行业的长期前景看好,但尚未有任何商业规模的项目做出最终投资决定。”他说。“需要签署承购协议,并创造需求,以使项目具有商业可行性。与此同时,我们认为有必要建立监管框架并发展强大的基础设施。”

Snowfox Discovery 获得 A 轮融资,用于扩大天然氢产能

Snowfox Discovery 宣布已完成 A 轮融资的首笔部分,由 bp Ventures 领投,力拓和 Oxford Science Enterprises 提供支持。这些资金将增强其天然氢技术并扩大其全球业务,表明行业对清洁能源替代品的兴趣日益浓厚。

Snowfox Discovery 是杜伦大学和牛津大学的衍生公司,早期资金来自牛津科学企业。

Allengra 推出新型氢气流量计

Allengra 推出了一款新型氢气流量计。超声波传感器单元专门用于测量氢气和氢气混合物,提供质量流量和体积数据,以及气体成分指示(误差在 +/- 3% 以内)。

其他功能包括集成温度传感器、湿度传感器和压力传感器,所有这些都是实现高效使用氢气作为燃料的关键。

工作压力范围在 0.8 至 15 bar 之间,工作温度范围在 -20 至 85ºC 之间。

DN15 版本的流量测量范围从每分钟 10 升到 1000 升。DN20 的范围从每分钟 20 升到 1700 升。

DN15 的物理连接尺寸为 ¾ 英寸。DN20 有一个 1 英寸的连接器(两个装置的总长度均为 173 毫米)。

Allengra 氢气流量计可以通过 CAN 总线或 Modbus 连接提供收集的数据以供分析。

Allengra 已被选为一级方程式赛车的燃料流量传感器供应商,从 2026 赛季开始,届时赛车将转而使用 100% 可持续燃料。

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