Kỹ thuật & Công nghệ

Năng lượng từ chất thải được chuyển hóa thành hydro để di chuyển sạch sẽ

120 nhiều năm sau khi Wuppertal's Schwebebahn mở cửa, thành phố đang đưa mình lên bản đồ một lần nữa với cách tiếp cận sáng tạo trong dịp này kết hợp xử lý rác thải bằng không- tính lưu động của khí thải. Hydro xanh được tạo ra từ quá trình đốt rác thải đô thị sẽ được sử dụng làm véc tơ năng lượng để cung cấp năng lượng cho một đoàn xe buýt điện chạy bằng pin nhiên liệu (FVEB). Willy Görtz, người đứng đầu dự án cho biết: “Khái niệm kết hợp lĩnh vực này, sử dụng hydro để liên kết việc xử lý rác với phương tiện giao thông công cộng không phát thải là một trong nhiều dự án đang được thực hiện trong Khu vực năng lực sử dụng hydro ở Wuppertal, Düsseldorf và các thị trấn khác ở Nordrhein Westfahlen”, Willy Görtz, người đứng đầu dự án cho biết bộ phận tại AWG Abfallwirtschaftsgesellschaft mbH ở Wuppertal (tổ chức thu gom và xử lý rác thải của thành phố). Ảnh: Maximator “Lĩnh vực Năng lượng và Chất thải của các cơ quan dịch vụ thành phố Wuppertal đã làm việc cùng nhau một cách hiệu quả trong nhiều năm. Ví dụ: chúng tôi đã được trao giải nhất trong Giải thưởng Stadtwerke 2019. Trong sáng kiến ​​kết hợp lĩnh vực mới nhất này, chúng tôi đã mở rộng sự hợp tác của mình với nhóm giao thông công cộng trong thành phố ”Görtz nói. “Chúng tôi cần phải khử carbon hoàn toàn trước 2050 và điều đó thực sự không quá xa vời. Chúng ta phải bắt đầu ngay bây giờ với các dự án đầy tham vọng có thể được nhân rộng và mở rộng. Tái chế, và những thay đổi trong ngành công nghiệp và sản xuất điện có thể có tác động lớn, nhưng việc di chuyển và vận chuyển cũng phải đạt được tiến bộ để giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch. Dự án của chúng tôi đang thực hiện một bước hữu hình theo hướng này và chúng tôi hy vọng rằng nó sẽ là một ngọn hải đăng soi đường cho những người khác làm theo ”. Năng lượng điện để điện phân tạo ra hydro sẽ được tạo ra từ quá trình đốt chất thải rắn đô thị. Lò đốt chất thải Wuppertal đốt hơn 1000 tấn chất thải rắn đô thị mỗi ngày được thu gom từ các doanh nghiệp địa phương và khoảng 1,5 triệu người dân trong khu vực. Một phần điện năng được tạo ra bởi lò đốt sẽ được sử dụng để sạc máy điện phân. Các hộ gia đình ở Wuppertal sử dụng bốn thùng để đựng rác thải của họ: một thùng đựng giấy và bìa cứng, một thùng đựng rác xanh từ vườn hoặc thức ăn thừa từ nhà bếp, thùng thứ ba để đóng gói như túi nhựa và thùng thứ tư để đựng 'mọi thứ khác' hoặc 'Restmüll' . Giấy, bao bì và rác thải xanh đều có cách xử lý riêng biệt. Chỉ có Restmüll – loại rác khó xử lý nhất theo các cách khác – được sử dụng làm nguyên liệu cho lò đốt chất thải. Ảnh: Maximator Mặc dù đã được các hộ gia đình loại bỏ vật liệu xanh và giấy, nhưng Restmüll từ người dân vẫn có hàm lượng sinh khối lớn hơn 50%. Bằng cách sử dụng nguyên liệu này và giao dịch phát thải carbon dioxide, điện được tạo ra từ lò đốt chất thải Wuppertal do đó có thể được phân loại là 'Xanh'. Điều này cho phép hydro được tạo ra trên máy điện phân có cùng thông tin xác thực thân thiện với môi trường. Lò đốt chất thải Wuppertal được xây dựng nhằm mục đích sản xuất điện từ việc đốt chất thải rắn đô thị. Nó đã đi vào hoạt động trong 1976 và được trang bị hai 20 MW và một tuabin phát điện 8 MW. Trở lại với Willy Götz, anh ấy xác nhận tin tốt là “kế hoạch Wuppertal đã được lên kế hoạch để nhân rộng ở thị trấn Herten, 50 km về phía bắc nơi chúng tôi đang ở Wuppertal ”. Hàng năm, khoảng 650 000 hàng tấn rác thải sinh hoạt, thương mại và công nghiệp được đốt trong nhà máy đốt rác RZR Herten. Điều này thể hiện một đóng góp đáng kể vào việc cân bằng carbon dioxide tích cực vì hoạt động của nhà máy điện thải tiết kiệm được một lượng lớn nhiên liệu hóa thạch và do đó làm giảm tác động môi trường chung của việc phát điện trong khu vực. Được đưa vào vận hành 1982, nhà máy điện Herten bao gồm sáu dây chuyền đốt, đảm bảo xử lý nhiệt tối ưu chất thải rắn đô thị. Để đảm bảo rằng lượng khí thải được kiểm soát tốt, máy lọc khí thải kết hợp một bộ lọc tinh vi để đảm bảo rằng lượng khí thải của nhà máy điện thông thường chỉ dưới 10% giới hạn pháp lý. Khi các kế hoạch khu vực này phát triển, các ứng dụng di chuyển bằng hydro có thể mở rộng đến các đội xe taxi địa phương khi họ chuyển đổi sang xe điện chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV). Sân bay Düsseldorf cũng có thể trở thành một khu vực di chuyển phát thải thấp với việc chuyển đổi 2000 các phương tiện vận chuyển vật liệu và hậu cần hàng không, chẳng hạn như máy kéo xe hành lý và máy bay kéo lùi. Chúng hiện đang hoạt động bằng nhiên liệu diesel, nhưng việc chuyển đổi các đoàn tàu điện của chúng sang pin nhiên liệu chạy bằng hydro sẽ có thể thực hiện được. Di chuyển không phát thải trong lĩnh vực giao thông công cộng đô thị Một nghìn xe buýt hoạt động trong khu vực và nhiều xe buýt trong số đó sẽ chuyển từ năng lượng diesel sang hydro không phát thải làm nhiên liệu. Những chiếc xe buýt chạy pin nhiên liệu A 330 FC đầu tiên đã đến Wuppertal tại 2019 từ nhà sản xuất Bỉ Van Hool và nhiều hơn nữa đã đến 2020. Mỗi xe buýt hai trục dài 12 m có thể chở 75 hành khách và được trang bị pin nhiên liệu Ballard Power Systems 85 kW để chuyển đổi hydro thành động cơ lực lượng. Đối với mỗi mười FCEB trên đường, khoảng 700 tấn khí thải carbon dioxide mỗi năm từ quá trình đốt cháy nhiên liệu diesel có thể được loại bỏ. Trong ngân sách tổng thể của dự án khoảng € 12 triệu, chỉ hơn một nửa sẽ được phân bổ cho việc mua mới xe buýt và phần còn lại đã được phân bổ để thực hiện hệ thống sản xuất, lưu trữ và nhiên liệu hydro. Hydro cho FCEBs sẽ được sản xuất trên máy điện phân 1. 25 MW được cung cấp bởi công ty Hydrogenics của Canada, một bộ phận của Cummins Inc. Nó sử dụng công nghệ màng điện phân polyme (PEM) để tạo ra khí hydro có độ tinh khiết cao. Độ tinh khiết là rất quan trọng để đảm bảo khả năng tương thích với các tế bào nhiên liệu nhạy cảm trên xe buýt. Các tạp chất trong hydro có thể gây ngộ độc cho các chất xúc tác của pin nhiên liệu và các khí trơ như nitơ tích tụ theo thời gian làm giảm hiệu suất của pin nhiên liệu, dẫn đến mất động cơ cho xe. Trạm tiếp nhiên liệu hydro – áp suất cao và mật độ năng lượng tối đa Hệ thống nén khí và bộ phân phối nhiên liệu để cung cấp hydro đã được Maximator GmbH sản xuất tại nhà máy của họ ở Nordhausen, khoảng 300 km về phía đông của Wuppertal ở bang Thüringen. Maximator cũng đóng vai trò hàng đầu trong việc thiết kế ý tưởng sản xuất, lưu trữ và nhiên liệu hydro, tích hợp hệ thống và quản lý dự án. Görtz cho biết thêm rằng “chúng tôi chọn cung cấp dự án này cho Maximator vì hệ thống của họ có thời gian hoạt động khả dụng cao nhất và đại diện cho giá trị đồng tiền tốt nhất”. Các trạm tiếp nhiên liệu Maximator được thiết kế để cung cấp một lượng lớn hydro cho các phương tiện giao thông một cách nhanh chóng. Mathias Kurras, Trưởng bộ phận phụ trách bộ phận Hydrogen của Maximator tuyên bố ủng hộ 'Vùng Hydrogen Kompetenz' trong khu vực Düsseldorf và Wuppertal: “Chúng tôi rất vui mừng rằng tiềm năng năng lượng xanh của hydro sẽ được mở rộng hơn nữa thông qua dự án kết hợp lĩnh vực có tầm nhìn xa này tại Wuppertal và chương trình phát triển cơ sở hạ tầng di động hydro liên quan mà nó sẽ cho phép ”. Giải pháp của Maximator chứa nhiều vòng đệm áp suất cao được nạp tự động vào máy nén khí của trạm tiếp nhiên liệu hydro theo yêu cầu. Hệ thống thay đổi miếng đệm tự động này dẫn đến sự gia tăng đáng kể về tính khả dụng của trạm tiếp nhiên liệu. Nó cũng dẫn đến giảm đáng kể chi phí bảo trì do giảm đáng kể tần suất các chuyến thăm của nhóm dịch vụ đến trạm tiếp nhiên liệu được yêu cầu. Đổi mới đoạt giải thưởng Khu vực DüsselRheinWupper đã được khen thưởng vì nỗ lực của họ hướng tới một tương lai không có carbon vào ngày 15 của Tháng 10 2020, giành chiến thắng trong cuộc thi cấp nhà nước về tính di động của hydro và sau đó giành được danh hiệu là “Khu vực kiểu mẫu về tính di động của hydro”. Bộ trưởng Kinh tế và Năng lượng của North Rhine-Westaphalia. Giáo sư Tiến sĩ Andreas Pinkwark nhận xét rằng “hydro rất cần thiết để giảm phát thải khí nhà kính và cho sự thành công của quá trình chuyển đổi năng lượng. Việc sử dụng nhất quán trong giao thông và công nghiệp đã giúp tránh được một phần tư lượng khí thải hiện nay. Ngoài khả năng di chuyển của pin-điện, tính di động của pin nhiên liệu với hydro cũng sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được các mục tiêu khí hậu trong giao thông trong tương lai. Với sự cạnh tranh của mình, chúng tôi đã tìm kiếm một khu vực hoặc đô thị muốn đi đầu trong việc triển khai và ứng dụng công nghệ pin nhiên liệu và hydro ở North Rhine-Westphalia với các phương pháp tiếp cận sáng tạo.

  • Trang chủ
  • Công nghệ đóng gói
  • Back to top button