HYDROGEN: CHÌA KHÓA CHO MỘT TƯƠNG LAI KHÔNG PHÁT THẢI?

Ngày đăng: 01-02-2023 09:46:44

Công nghệ hydro đóng một vai trò quan trọng trên con đường hướng đến mục tiêu trung hòa khí hậu mong muốn. Hydro được coi là chất mang năng lượng của tương lai và là một cột mốc quan trọng đối với quá trình khử cacbon của ngành công nghiệp. Ông Michael Leitsch, Trưởng phòng Kỹ thuật Cơ hội tại AERZEN, nói về tiềm năng của hydro xanh, những thách thức của quá trình nén và lợi thế của máy nén khí trục vít.

Thưa ông Leitsch, tầm quan trọng của hydro đối với ngành công nghiệp và ý nghĩa của các màu xám, xanh dương và xanh lục khác nhau là gì?

Micheal Leitsch: Hydro đã được sử dụng từ đầu thế kỷ 20 như một loại khí xử lý để sản xuất amoniac theo quy trình Haber-Bosch và ngày nay đóng một vai trò quan trọng trong ba ngành công nghiệp cụ thể: làm nguyên liệu thô trong công nghiệp hóa chất (chủ yếu để sản xuất metanol và amoniac), trong các nhà máy lọc dầu để khử lưu huỳnh nhiên liệu và trong quá trình hydrocracking cũng như trong các nhà máy khử trực tiếp để sản xuất thép. Vì hydro xảy ra ở dạng liên kết trong tự nhiên nên nó phải được sản xuất bằng cách sử dụng năng lượng. Tùy thuộc vào quy trình sản xuất, có sự phân biệt giữa hydro màu xám, xanh lam và xanh lục. Hydro xám được sản xuất từ ​​khí tự nhiên bằng cách cải cách hơi nước và do đó gây ra lượng khí thải tương ứng. Hiện tại, từ 60% đến 70% hydro được sản xuất từ ​​khí tự nhiên. Trong trường hợp hydro màu xanh lam, CO2 được tạo ra được thu giữ, sau đó được sử dụng hoặc lưu trữ tiếp, nghĩa là không thoát ra ngoài khí quyển. Ngoài ra, hydro cũng có thể được sản xuất bằng cách điện phân nước, tức là một quá trình điện hóa. Nếu điện được sử dụng cho việc này đến từ các nguồn năng lượng tái tạo, nó được gọi là hydro xanh, trung tính với CO2.

                                               

Hydro được buôn bán như một nguồn tài nguyên không thể thiếu cho ngành công nghiệp trung lập với khí hậu. Khí đóng góp gì cho việc giảm lượng khí thải CO2?

Michael Leitsch: Hiện tại, hầu hết lượng hydro được sản xuất đều được lấy từ nhiên liệu hóa thạch. Nếu hydro xám được thay thế bằng hydro xanh, lượng khí thải CO2 của ngành có thể giảm đáng kể. Đồng thời, những triển vọng mới đang mở ra, ví dụ như trong sản xuất điện. Ở đây, hydro với tư cách là phương tiện lưu trữ và mang năng lượng có thể cho phép tăng thêm tỷ lệ và tính sẵn có của năng lượng tái tạo. Các lĩnh vực khác là vận tải, đặc biệt là vận tải đường dài và hạng nặng, mà còn vận tải đường sắt, vận tải biển và hàng không, cũng như sưởi ấm và ứng dụng trong xử lý nhiệt, tập trung vào ngành công nghiệp gia công kim loại. Đây là những lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn, tất cả đều có thể góp phần quan trọng để đạt được các mục tiêu khí hậu trong tương lai.

 

Michael Leitsch, Trưởng phòng Kỹ thuật Cơ hội AERZEN
Là một chuyên gia về khí quy trình, AERZEN đã giải quyết chủ đề nén hydro trong nhiều thập kỷ. Với các giải pháp máy nén và quạt gió tùy chỉnh của chúng tôi, chúng tôi có sự linh hoạt cần thiết để đưa ra giải pháp phù hợp cho ứng dụng tương ứng.

Ông lạc quan đến mức nào về sự phát triển của hydro xanh?

Michael Leitsch: Chúng tôi coi hydro xanh là một thị trường quan trọng trong tương lai. Tránh CO2 ngày càng trở nên quan trọng. Ngoài ra, việc phát điện từ năng lượng tái tạo sẽ được mở rộng hơn nữa. Trên toàn thế giới, ngày càng có nhiều chính phủ thúc đẩy nghiên cứu, đổi mới và phát triển sản phẩm bằng các chiến lược hydro quốc gia, đi kèm với việc mở rộng quy mô tương ứng của các nhà máy điện phân. Từ quan điểm này, chúng tôi thấy thị trường hydro xanh đang phát triển mạnh mẽ hơn nữa là rất thực tế. Đánh giá này cũng nhất quán với ý kiến ​​của các khách hàng của chúng tôi, những người mà chúng tôi hỗ trợ trong việc phát triển các dự án ở các giai đoạn lập kế hoạch khác nhau. Hydro vẫn đóng một vai trò phụ trong quá trình chuyển đổi năng lượng, nhưng điều này có thể sớm thay đổi.

Theo quy định, hydro phải được nén đến một áp suất nhất định sau khi điện phân để phục vụ cho các quá trình tiếp theo. Những tính năng đặc biệt nào cần được tính đến?

Michael Leitsch: Hydrogen là nguyên tố nhẹ nhất xuất hiện tự nhiên, khiến cho việc nén nói chung trở nên khó khăn hơn. Vì nó có mật độ năng lượng rất thấp so với lưu lượng (hàm lượng năng lượng trên một đơn vị thể tích), nên các nhà máy điện phân lớn cũng phải nén lưu lượng lớn tương ứng, điều này ảnh hưởng đến quy mô và do đó ảnh hưởng đến chi phí đầu tư, diện tích lắp đặt , vv của thiết bị máy móc. Ngoài ra, hydro rất dễ phản ứng, tức là rất dễ cháy. Do đó, đặc biệt chú ý đến việc bảo vệ chống cháy nổ cần thiết. Bằng mọi giá phải tránh hình thành hỗn hợp dễ cháy với oxy trong khí quyển. Tuy nhiên, điều này cũng áp dụng cho các ứng dụng khác có khí dễ cháy hoặc dễ bắt lửa mà bộ phận xử lý khí của AERZEN có nhiều kinh nghiệm.

Ông thấy ưu điểm của việc sử dụng máy nén khí trục vít so với các công nghệ máy nén khí khác ở đâu?

Micheal Leitsch:Máy nén trục vít kết hợp những ưu điểm quyết định của máy piston và máy turbo. Do nguyên tắc dịch chuyển, chúng cũng thích hợp để nén các loại khí rất nhẹ - trái ngược với máy turbo, chỉ có thể đạt được chênh lệch áp suất rất nhỏ trên mỗi giai đoạn đối với khí có trọng lượng phân tử thấp. Ngoài ra, máy nén trục vít là máy quay, so với máy nén pittông, có ít bộ phận chuyển động hơn, yêu cầu về không gian nhỏ hơn nhiều và giảm đáng kể nỗ lực bảo trì và bù xung gây ra trong đường ống. Một ưu điểm quan trọng khác là khả năng bơm nước vào buồng vận chuyển. Một mặt, điều này giúp giảm nhiệt nén, mặt khác, nước có thể đóng vai trò là chất làm kín giữa khoang dầu và khí, ví dụ: khi sử dụng phốt cơ khí được làm sạch bằng nước. Vì hydro rời khỏi quá trình điện phân ở trạng thái bão hòa nước, nên việc bơm nước vào là không quan trọng.

Công nghệ vít có thể phát huy tốt nhất thế mạnh của nó ở đâu?

Micheal Leitsch:Máy nén trục vít có thể đóng vai trò quyết định, đặc biệt đối với quá trình nén trước trong các nhà máy điện phân khí quyển - đặc biệt đối với công suất điện phân lắp đặt lớn từ khoảng. 50 MW, tương ứng với lưu lượng âm lượng xấp xỉ. 11.000 m3/giờ. Máy nén pittông thường đạt đến giới hạn về kích thước (đường kính pít-tông và diện tích lắp đặt cần thiết) với những đại lượng này. Các nhà máy ngày nay ngày càng lớn hơn, đạt tới vài 100 MW. Máy nén trục vít có thể được sử dụng ở đây để nén sơ bộ hydro. Kết quả là lưu lượng thể tích giảm cho phép sử dụng tiết kiệm các máy nén pít-tông xuôi dòng, vẫn cần thiết để đạt được áp suất xả cần thiết. Tuy nhiên, trong thời gian chờ đợi, chúng tôi cũng đã nhận được phản hồi từ khách hàng của mình,

AERZEN cung cấp giá trị gia tăng nào cho ngành công nghiệp hydro?

Micheal Leitsch:Là một chuyên gia về khí quy trình, AERZEN đã giải quyết chủ đề nén hydro trong nhiều thập kỷ, vì nó xuất hiện như một thành phần trong hỗn hợp khí cho các ứng dụng khí quy trình điển hình, ví dụ như thu hồi hydro trong các ứng dụng PSA hoặc trong các nhà máy khử trực tiếp để sản xuất thép . Đối với một số ứng dụng hóa học, chúng tôi đã sản xuất thành công máy nén trục vít để nén hydro tinh khiết, điều đó có nghĩa là AERZEN đã có kinh nghiệm liên quan và chuyên môn cao trong lĩnh vực này. So với hầu hết các đối thủ cạnh tranh, chúng tôi có cả máy nén trục vít ngập dầu và không dầu trong danh mục đầu tư của mình, cũng như - đối với tỷ số nén thấp hơn - máy thổi khí dựa trên nguyên tắc Roots. Thêm vao Đoa, chúng tôi là chuyên gia về các giải pháp máy nén và quạt gió tùy chỉnh trong lĩnh vực khí xử lý và do đó có sự linh hoạt cần thiết để đưa ra giải pháp phù hợp cho ứng dụng tương ứng. Ngoài ra, chúng tôi luôn thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của các sản phẩm của chúng tôi trong lĩnh vực này. Ví dụ, vào tháng 8, chúng tôi sẽ giới thiệu máy nén khí trục vít mới được phát triển tại hội chợ thương mại hóa chất Achema ở Frankfurt, nhờ đó chúng tôi có thể nhận ra chênh lệch áp suất cao hơn đáng kể và hiệu suất nén hydro. Với 50 địa điểm trên toàn thế giới, chúng tôi cũng có đại diện gần các địa điểm lắp đặt với những người liên hệ, những người đảm nhận việc hỗ trợ dịch vụ tương ứng cho các nhà máy hiện có. Ví dụ, vào tháng 8, chúng tôi sẽ giới thiệu máy nén khí trục vít mới được phát triển tại hội chợ thương mại hóa chất Achema ở Frankfurt, nhờ đó chúng tôi có thể nhận ra chênh lệch áp suất cao hơn đáng kể và hiệu suất nén hydro. Với 50 địa điểm trên toàn thế giới, chúng tôi cũng có đại diện gần các địa điểm lắp đặt với những người liên hệ, những người đảm nhận việc hỗ trợ dịch vụ tương ứng cho các nhà máy hiện có. Ví dụ, vào tháng 8, chúng tôi sẽ giới thiệu máy nén khí trục vít mới được phát triển tại hội chợ thương mại hóa chất Achema ở Frankfurt, nhờ đó chúng tôi có thể nhận ra chênh lệch áp suất cao hơn đáng kể và hiệu suất nén hydro. Với 50 địa điểm trên toàn thế giới, chúng tôi cũng có đại diện gần các địa điểm lắp đặt với những người liên hệ, những người đảm nhận việc hỗ trợ dịch vụ tương ứng cho các nhà máy hiện có.

Ông Leitsch, cảm ơn ông rất nhiều về cuộc phỏng vấn.

Nguồn: 
https://www.aerzen.com/news/customer-journal.html
https://www.scribd.com/document/620141812/Compress-22-02-EN

Bài viết liên quan

Đăng ký nhận thông tin