為何可靠的測量對於氫經濟和綠色轉型至關重要？

作為(wei) 推動綠色能源轉型的關(guan) 鍵因素，氫表現出巨大的潛力和前景，特別是麵臨(lin) 電氣化挑戰的工業(ye) 領域。維薩拉高級戰略和業(ye) 務發展經理

 Anu Pulkkinen 介紹了氫經濟的現況以及準確測量對於(yu) 推動綠色轉型的重要性。

氫經濟是指通過使用氫能源幫助交通運輸、航運航空、重工業(ye) 等難以實現電氣化的經濟領域實現脫碳。與(yu) 其他化石燃料替代品一樣，

根據生產(chan) 方式，氫能源可分為(wei) 以下顏色類型：

綠色氫：利用風能或太陽能等可再生能源產(chan) 生的電力，通過電解水進行生產(chan) 。

藍色氫：通過將化石天然氣分解為(wei) 氫氣和 CO2，然後捕獲並儲(chu) 存或利用產(chan) 生的 CO2 進行生產(chan) 。

灰色氫：當下的常見氫形式，其製造方式與(yu) 藍色氫相同，隻不過 CO2 被釋放到大氣中而不是被捕獲。

藍色氫和綠色氫將在推動氫經濟發展方麵發揮重要作用。

氫能源對於(yu) 全球能源轉型至關(guan) 重要

隨著生產(chan) 技術的持續進步和氫能源應用場景的不斷豐(feng) 富，氫經濟正以的速度發展著。氫能源已廣泛用作煉油、氨和甲醇生產(chan) 等過程中的

原料或燃料，並在製鋼過程中充當還原劑。這些行業(ye) 都在向更清潔的綠色氫能源轉型，這一轉變有望大幅減少排放。

氫能源也廣泛應用於(yu) 燃料電池領域，可用於(yu) 驅動公交車和卡車的電動機，同時也被用作發電過程中的儲(chu) 能介質和能源來源。此外，

氫能源及氫基燃料為(wei) 航運和航空業(ye) 這兩(liang) 個(ge) 實現脫碳尤為(wei) 艱難的行業(ye) 提供了潛力的低碳解決(jue) 方案。

為(wei) 何可靠的測量對於(yu) 氫經濟至關(guan) 重要

維薩拉始終以全局視角對待脫碳問題，包括流程優(you) 化、碳捕獲利用和儲(chu) 存 (CCUS)、電氣化以及新技術和功能改進等方麵。準確測量

濕度、二氧化碳和甲烷等參數對於(yu) 促進氫經濟發展和加速綠色能源轉型至關(guan) 重要。

  維薩拉用於(yu) 測量這些參數的儀(yi) 表可提供穩定、實時的在線測量數據，無需依賴人工采樣。它們(men) 響應迅速，非常易於(yu) 安裝和維護，校準

間隔較長，並且不含任何需要更換的移動部件或耗材。

 維薩拉測量探頭能夠將直流信號 (4-20 mA) 和現場總線 (Modbus) 發送到工廠的自動化係統，無需安裝任何額外的軟件或硬件。所有

維薩拉儀(yi) 表都能在較大的溫度範圍內(nei) 工作，我們(men) 還提供強大的防雨和防爆認證選項，支持在挑戰性的爆炸性環境中進行安裝。讓我

們(men) 通過幾個(ge) 示例來了解一下維薩拉技術如何應用於(yu) 氫能源相關(guan) 應用。

燃料電池依賴於(yu) 可靠的濕度測量

氫能源廣泛用於(yu) 燃料電池應用，其中由於(yu) 燃料電池質子交換機製，濕度控製至關(guan) 重要。燃料電池內(nei) 部是聚合物電解質膜 (PEM)，負責在陽極

和陰極之間傳(chuan) 導質子。必須控製反應氣體(ti) （陽極側(ce) 的氫氣和陰極側(ce) 的空氣）的濕度以保持膜的完整性。

當濕度保持在良好的水平時，PEM 能表現出良好的質子電導率和低電阻特性；然而，一旦過於(yu) 幹燥，其導電性能將急劇下滑，從(cong) 而嚴(yan) 重

製約電池的功率輸出能力。然而，如果濕度過高，則會(hui) 對膜造成機械損壞，導致電阻增大和電壓降低。

自 20 世紀 90 年代初期氫燃料電池技術誕生以來，維薩拉的技術便一直在支持其發展。汽車和造船行業(ye) 的很多頭部企業(ye) 在其燃料電池開發

過程中使用維薩拉 HUMICAP® 技術。維薩拉濕度傳(chuan) 感器也被芬蘭(lan) VTT 技術研究中心廣泛應用於(yu) 氫能源相關(guan) 研究項目。VTT 專(zhuan) 家不斷

探索低溫 (PEM) 和高溫（固體(ti) 氧化物）燃料電池技術，他們(men) 在燃料電池堆前後安裝維薩拉儀(yi) 表以監測和控製過程氣體(ti) 濕度。維薩拉儀(yi) 表

還可用於(yu) 測量氫氣純化和生產(chan) 過程中環境空氣的濕度水平。

測量 CCUS 應用中的 CO2 和濕度

 在全球碳中和進程中，CCUS 扮演至關(guan) 重要的角色。在溫室氣體(ti) (GHG) 減排難度較大的行業(ye) ，CCUS 可能是實現脫碳的途徑。仍依賴化石

燃料的能源密集型行業(ye) 也需要采用 CCUS 技術。

連續、在線測量傳(chuan) 入和傳(chuan) 出氣流中的 CO2 濃度，可幫助捕獲 CO2 的工廠實時監控性能並優(you) 化工藝過程。在研究和開發新的捕獲技術時，

準確的 CO2 和濕度測量也至關(guan) 重要，因為(wei) 這可以提供有關(guan) 過程動力學和性能的寶貴見解。

 丹麥阿邁厄島 CopenHill 垃圾焚燒發電廠使用維薩拉技術進行點源 CO2 捕獲。該工廠每年將 560,000 噸廢物轉化為(wei) 電力、熱能和灰燼。

其碳捕獲過程依靠維薩拉多氣體(ti) 測量探頭 MGP261 來測量濕度和捕獲的 CO2 濃度。捕獲的 CO2 然後可與(yu) 氫氣一起用來生產(chan) 綠色燃料和

化學品。

測量 SOEC 應用中的 CO2、甲烷和濕度

 固體(ti) 氧化物電解 (SOEC) 共電解技術利用 CO2、水和電能來生產(chan) 氫氣和甲烷。盡管該技術仍處於(yu) 試驗階段，但預計它將在日本到 2050 年

實現 90% 可再生能源氣體(ti) 轉型的過程中發揮重要作用。

所使用的 CO2 可以從(cong) 多個(ge) 來源捕獲，包括從(cong) 工業(ye) 排放中捕獲、直接從(cong) 大氣中捕獲，或從(cong) 沼氣中提純生物甲烷的過程中捕獲。SOEC 過程

通常使用可再生能源，不需要貴金屬或稀土元素，這減少了其對環境的影響。

碳捕獲過程中準確測量 CO2 有助於(yu) 提高 SOEC 工藝過程的效率並減少 GHG 排放。在監管製度日益嚴(yan) 格的情況下，這也變得越發重要。

  維薩拉甲烷、二氧化碳和濕度多氣體(ti) 測量探頭 MGP261 可用於(yu) SOEC 共電解工藝過程，實時測量原料（CO2、濕度）和產(chan) 品（甲烷），

以提高效率並優(you) 化工藝過程。

工業(ye) 測量是綠色轉型的重中之重

可再生能源和清潔能源生產(chan) 是每個(ge) 行業(ye) 實現脫碳和綠色轉型的核心所在，而可靠測量對於(yu) 助力實現轉型的創新技術和工藝過程的作用不容

小覷。維薩拉技術通過可靠的儀(yi) 表助力加速脫碳，這些儀(yi) 表可實時提供可靠、穩定的濕度、二氧化碳和甲烷測量數據。讓我們(men) 攜手共進

，有力推動氫經濟的發展，實現真正的可持續變革。