明确至2027年的研发重点活动 欧盟发布“清洁氢能联合行动计划”

森林 2022-05-20 09:43:26

  近日,欧盟清洁氢合作伙伴关系“清洁氢能联合行动计划”(Clean Hydrogen JU)[1]发布《2021-2027年氢能战略研究与创新议程》,提出了到2027年氢能研发重点领域和优先事项。

  欧盟在“地平线欧洲”框架下向Clean Hydrogen JU投入10亿欧元用于资助氢能研发示范,此次出台的议程明确了研发重点领域,包括:可再生能源制氢;氢能存储和分配;氢能终端应用;交叉领域研究;氢谷示范项目;供应链相关技术。

  各领域的研发和创新活动如下:

氢能

  一、可再生能源制氢

  1、电解制氢

  (1)早期研究活动。通过开发新材料/制造工艺/概念以降低不同电解技术的成本并延长寿命,涉及新型电极/膜/催化剂材料开发、电堆设计、系统集成等,重点技术包括紧凑型碱性电解槽、无铂族金属质子交换膜电解槽、固体氧化物电解槽加压电堆、阴离子交换膜电解槽、管状或平面质子导体陶瓷电解槽、非纯水电解等。

  (2)技术开发活动。涉及新型电池/电堆设计、更大面积电池/电堆组件、辅助系统(BoP)设计、电解系统监测/诊断/控制工具和方法、高压力电堆、可逆燃料电池和共电解概念、副产品氧气和废热利用等。

  (3)示范活动。涉及电解技术新型集成概念、案例或商业模型示范,连续大批量生产电池/电堆组件的自动化和质量控制流程,阴离子交换膜电解槽和质子导体陶瓷电解槽等新型电解技术的兆瓦级示范,经济性和环境影响,电解制氢与可再生能源、工业生产、原油炼化、化学品生产等的集成示范。

  (4)旗舰行动。支持开发和示范大型电解槽(单个模块数十兆瓦规模)及其集成系统,实现数百兆瓦容量,用于并网或离网、陆上或海上,以进一步降低成本。

  2、其他替代技术

  (1)早期研究活动。涉及生物质和生物废物气化制氢、生物法制氢、微生物电解制氢、直接太阳能制氢等技术。

  (2)技术开发活动。涉及沼气重整制氢、生物质和生物废物气化制氢(如混合系统、太阳能气化等)、生物法制氢、微生物电解制氢及其与可再生能源结合、太阳能制氢等。

  (3)示范活动。涉及垃圾和生物质气化制氢工厂、沼气生产可再生氢工厂、全尺寸生物制氢反应器、中等规模(数百千瓦时)太阳能制氢等的示范。

  (4)旗舰行动。支持大规模部署最具潜力的太阳能制氢技术。

  二、储氢和氢气分配

  1、储氢

  (1)早期研究活动。开发可降低成本并提高储氢效率的新概念,包括使用低压容器与低成本氢化物或具有高可逆性(至少1000次循环后仍保持超过90%的原始储氢容量)的吸附储氢材料。

  (2)技术开发活动。开发成熟的地上和地下储氢概念,并集成到能源系统中,涉及地下储氢井、地下衬砌洞穴储氢、地下储氢的微生物活动和影响、地上储罐、固体纳米结构材料吸附储氢、金属氢化物和吸附储氢材料、储氢容器设计、地下储氢技术经济分析、氢气对天然气地下存储主要基础设施影响。

  (3)示范活动。通过地上和地下储氢示范项目降低成本并提高效率,包括验证和优化地上储氢方案的中等规模项目、大规模地下储氢示范。

  (4)旗舰行动。包括至少25万立方米的大规模地下储氢示范、能源或其他工业应用的大规模储氢需求的政策研究。

  2、氢气用于天然气网络

  (1)早期研究活动。涉及氢气对不同管道材料、管道及焊接接头、配送网中的金属材料、仪表设备中的弹性体材料等的影响,以及氢气(包括混氢气体)的安全风险模拟、现有输配网中污染对氢气纯度影响。

  (2)技术开发活动。包括减小氢气对现有输配网影响的方法、优化氢气输送的新材料、用于混氢气体的计价仪表、泄漏监测/跟踪工具、紧凑型氢气注入装置、氢气对输配网压缩设备或调压站组件的影响、现有天然气管道输运氢的技术经济性等。

  (3)示范活动。包括将当前离网项目与天然气市场连接、建设混氢和纯氢跨境管道示范项目。

  (4)旗舰行动。示范跨境输送项目,重点关注混氢技术,以及将氢气用于工业、交通和住宅等。

  3、液态氢载体

  (1)早期研究活动。涉及新型氢液化技术及材料、氢载体技术等。

  (2)技术开发活动。包括新型小规模液氢生产技术、氢载体技术的规模扩大、大容量加氢/脱氢装置的设计与优化等。

  (3)示范活动。包括氢气液化示范,以及将最具前景概念部署在实际应用中。

  (4)旗舰行动。在技术就绪且成本够低的情况下,支持针对不同终端应用的不同氢气输运方案的旗舰项目。

  4、改进现有氢气输运方式

  (1)早期研究活动。涉及耐纯氢新型高强度轻质材料、适用于纯氢的焊接工艺、氢脆/渗透研、氢气加臭研究。

  (2)技术开发活动。涉及大容量高压长管拖车、液氢道路运输和存储、纯氢专用终端和/或液化天然气与氢气共存终端。

  (3)示范活动。比较不同氢气输运方式的技术经济性,并探索其整合和优化方法。

  5、氢气压缩、净化

  (1)早期研究活动。包括化学、电化学、低温压缩等新型压缩技术,膜、电化学、热化学等新型净化/分离技术,天然气管道中氢气和杂质比例的纯度管理技术,临氢材料测试。

  (2)技术开发活动。包括现场压缩装置、将氢气注入天然气管道的大型压缩技术、氢气分离技术、抗氢中毒技术等。

  (3)示范活动。示范真实场景下的新型压缩概念、氢气净化/分离概念等,以及将新型测量、管道和仪表技术整合到氢能项目中。

  6、加氢站

  (1)早期研究活动。包括加氢技术优化、更低入口压力的加氢技术、重型车辆加氢的特殊部件。

  (2)技术开发活动。包括降低加氢站碳足迹及成本、大型车辆大规模加氢站、通过低入口压力和灵活运行技术促进对可再生氢的使用。

  (3)示范活动。包括用于重型车辆、大型船舶、火车或公交加氢站设备、组件、标准及按需加氢、紧凑型移动加氢站等新型商业模式。

  (4)旗舰行动。支持加氢站运营商投资新技术,降低成本,以建立部署燃料电池汽车所需的初始网络。

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