世界上第一個智能氫混合供熱系統(tǒng)已經(jīng)在英國彭布羅克郡進行了演示,證明該技術(shù)可以幫助實現(xiàn)凈零排放。
該試驗項目是由英國研究與創(chuàng)新基金資助的“米爾福德港-能源王國項目”的一部分。成功實現(xiàn)了多方合作——米爾福德港(Port of Milford Haven)、Passiv UK、Wales&West Utilities、Kiwa UK、伍斯特博世、Offshore Renewable Energy Catapult,和彭布羅克郡郡議會。
這項試驗將氫燃料鍋爐、電空氣源熱泵以及智能控制技術(shù)結(jié)合在一起,在英國最大的能源港米爾福德港(Port of Milford Haven)的一座商業(yè)建筑中進行。
根據(jù)能源節(jié)約法案,家庭供暖和熱水的排放需要減少95%,以達到2050年英國凈零排放的目標(biāo),混合供熱技術(shù)對商業(yè)和家庭客戶都將變得越來越重要。
混合供熱系統(tǒng)可以在可再生電力和綠色氣體(如氫氣)之間靈活切換。以這種方式使用清潔燃料將使供熱完全脫碳,同時確保優(yōu)先考慮成本和碳排放減少。
對于許多現(xiàn)有的家庭和企業(yè)來說,混合供暖系統(tǒng)提供了一種負擔(dān)得起的和實用的方式來達到脫碳供暖。研究表明,由于熱性能差和其他限制,幾乎50%的英國物業(yè)不適合使用獨立熱泵。例如,英國許多老舊的房屋需要進行破壞性的、昂貴的能效改進,比如增加墻壁和地板隔熱,以及通過獨立的熱泵系統(tǒng)有效的加熱新的散熱器。混合供熱系統(tǒng)是一種更便宜、破壞性更小的替代方案,可以作為一個典型的鍋爐系統(tǒng)的快速和直接的替代品。
在這個演示項目中,Kiwa UK向伍斯特博世(Worcester Bosch)鍋爐輸送瓶裝氫氣,以模擬當(dāng)可再生電力無法驅(qū)動熱泵或需要溫度提升時的情況。該智能控制系統(tǒng)由Passiv UK公司設(shè)計,與系統(tǒng)無縫集成,在空氣源熱泵和氫鍋爐之間自動切換。該系統(tǒng)每2分鐘評估本地電網(wǎng)中GB能源組合和可再生電力的可用性,并要求鍋爐在可再生電力不可用時使用氫氣。氫是一種清潔燃料,在燃燒過程中產(chǎn)生零碳排放。
作為混合動力系統(tǒng)的一部分,安裝的氫鍋爐是由伍斯特博世的工程師在過去3年里開發(fā)的,是BEIS資助的Hy4Heat項目的一部分,旨在幫助該國實現(xiàn)到2050年凈零排放的目標(biāo)。

米爾福德港的商務(wù)主管史蒂夫·愛德華茲(Steve Edwards)評論道:
“米爾福德港航道已經(jīng)成為英國的能源之都,現(xiàn)在處于可再生能源革命的中心,具有成為英國低碳能源中心的巨大潛力,保障了當(dāng)?shù)財?shù)千個就業(yè)崗位,并創(chuàng)造了數(shù)千個新的崗位。”
“為了實現(xiàn)凈零,我們必須提供凈零電力、運輸和熱量,我們在彭布羅克郡的家門口就有所有必要的組件,作為一個具有國家意義的重要集群。”
Wales&West Utilities,威爾士和英格蘭西南部的天然氣網(wǎng)絡(luò)項目合作伙伴之一。該公司的零排放和可持續(xù)發(fā)展負責(zé)人馬特·辛德爾(Matt Hindle)說:
“我們致力于幫助威爾士和英格蘭西南部的社區(qū)實現(xiàn)綠色發(fā)展。”
“2021年至2026年間,我們將投資4億英鎊,為我們的管網(wǎng)做準備,以運輸氫和生物甲烷等綠色氣體。”
“混合供暖系統(tǒng)可以很容易地對現(xiàn)有的住宅進行改造,而不需要花費昂貴的費用更換散熱器或內(nèi)部管道,這將對住宅和社區(qū)的破壞降至最低。這次試驗證明了它們可以用氫氣代替天然氣。”
英國政府的供熱和建筑戰(zhàn)略承認,混合動力可以在本世紀20年代和30年代發(fā)揮過渡性作用,但沒有制定其制造或安裝目標(biāo)。2020年代必須是實現(xiàn)凈零排放的十年,我們敦促政府和政策制定者將混合動力納入清潔供熱補助等激勵和支持計劃,鼓勵安裝混合動力以幫助實現(xiàn)每年600,000臺熱泵的目標(biāo),同時持續(xù)支持開發(fā)用于加熱的氫氣。
彭布羅克郡議會負責(zé)環(huán)境和公共保護的內(nèi)閣成員Cllr Cris Tomos評論道:
“供暖和運輸示范項目表明,通過與我們的合作伙伴合作可以實現(xiàn)什么,彭布羅克郡可以利用這些創(chuàng)新,我們將努力在2030年成為凈零碳排的領(lǐng)導(dǎo)者。”
“米爾福德港-能源王國項目”是英國研究和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略挑戰(zhàn)基金資助的“能源革命的繁榮”項目的詳細內(nèi)容之一。該項目旨在設(shè)計一個由可再生能源和氫驅(qū)動的智能本地能源系統(tǒng)的藍圖,更具體地說,是如何創(chuàng)造需求,并使綠色氫在建筑、工業(yè)、電力和交通領(lǐng)域的分配和使用在經(jīng)濟上可行。
Passiv UK項目總監(jiān)Tom Veli表示:
“靈活的解決方案,如Passiv UK智能氫混合加熱控制系統(tǒng),提供了利用廉價和充足的可再生電力的能力,以溫暖建筑結(jié)構(gòu),然后在更昂貴的電力需求高峰時期,采用氫作為替代燃料。”
“實時響應(yīng)可再生能源發(fā)電和網(wǎng)絡(luò)需求,使需求變得更靈活,而不是靜態(tài)的,為完全由可再生能源供電的更智能、分散的電網(wǎng)創(chuàng)造碳節(jié)約和商業(yè)機會。這個項目是一個很好的案例。”
伍斯特博世公司首席執(zhí)行官卡爾·阿恩岑(Carl Arntzen)表示:
“去年,我們的氫鍋爐原型在蓋茨黑德的一個示范住宅中展出,但這是該技術(shù)的首次商業(yè)應(yīng)用,第一次氫混合動力,第一次在現(xiàn)有建筑中改造氫鍋爐。”
“在混合加熱系統(tǒng)中,氫可以用來在低溫時段提高供熱,并在高峰時段或當(dāng)可再生能源不足時減少對電力系統(tǒng)的需求。50年來,鍋爐一直燃燒天然氣,所以改用不含碳的氫氣,同時還能像傳統(tǒng)鍋爐一樣保持供暖和熱水,這真是令人驚嘆。”
該項目的主要合作伙伴之一海上可再生能源孵化器(ORE Catapult)的研究與創(chuàng)新總監(jiān)Stephen Wyatt博士補充道:
“這個世界上的第一個氫混合動力供熱項目,是一個重要的里程碑。但至關(guān)重要的是,它為我們提供了一個具體的案例,告訴我們?nèi)绾卫矛F(xiàn)有建筑中易于部署的技術(shù)實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。”
“ORE Catapult對突破性氫技術(shù)的潛力感到特別興奮,它可以為我們的電力消費方式提供更大的靈活性,因為我們可以在威爾士海岸和更遠的地方為消費者提供更多的綠色、經(jīng)濟的海上風(fēng)能。”
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