平板玻璃行业生产需要更环保的氢气

氢有望在能源转型中发挥重要作用，使玻璃工业脱碳。它与氧气反应以产生零排放的能量，而水是其唯一的废物。它是一种无污染的燃料，可以从多种（可再生）能源中产生。此外，氢气在平板玻璃（浮法）工业中用作锡槽保护气氛，以防止氧气进入锡槽。这确保了玻璃的高质量。

氢的来源尽管是一种清洁燃料，但氢气不是自然资源，可以通过蒸汽甲烷重整(SMR)或电解等工艺获得。这些过程不仅会产生碳排放。还有NOx和颗粒物(PM)。随着环境审查的不断加强，生产更环保的氢变得很重要。然而，并不是所有的氢都是相等的。不同的生产和运输选择对氢气的环境足迹有影响。这是因为，在使用SMR时，仍然消耗甲烷，而在使用电解时，使用的是不可再生的电力。此外，由于内燃机，运输氢气会产生排放物。在选择影响最小的氢气时，应考虑CO2、NOx和PM排放。目前，大规模制氢的工艺是SMR，而电解槽在该行业正逐渐流行起来。为了从SMR中生产氢，在催化剂存在的情况下，蒸汽与甲烷混合，生成H2和CO2，而电解槽的工作原理是用电将水分子分解成H2和O2。还有其他正在开发的技术，但还没有准备好用于工业用途。

氢的输送方式除了氢气的制造方法外，还应考虑输送方法。最好的解决办法是通过管道;这将产生最少的排放。然而，用户将始终需要在氢生产工厂附近。在大多数情况下，客户将不得不用卡车运送他们所需的氢气或现场生产。运输氢气需要大量的能源。这些气体必须首先被压缩或液化，以便卡车每次可以运输更多的气体。此外，卡车的内燃机也会产生排放物。在建立氢气基础设施之前，大部分氢气将通过卡车运送给客户。然而，我们可以利用现有的基础设施来减少卡车运输。许多地区已经建立了天然气基础设施和电网。因此，通过拥有现场SMR或电解系统，我们可以利用该基础设施并减少氢气生产和运输的环境问题。为了公平比较供应链，我们使用欧洲平均电力组合的排放量和天然气排放量，以及通过Euro-5卡车向客户运输氢气。从排放数据可以看出，使用天然气通过蒸汽甲烷重整生产的氢气比使用电力生产氢气更环保。与SMR工厂相比，当前的电力组合排放量太大，产生更多的CO、NOx和颗粒物质，即使包括柴油卡车排放也是如此。当今最环保的解决方案是现场生产氢气。它结合了低SMR排放，同时消除柴油卡车的排放。

污染分析

HyGear进行了广泛的研究，以量化不同生产和交付方式排放的污染物。这项调查的结果如图1、2和3所示。

图1生产每千克H2的CO2排放量

图2

生产每千克H2的NOx排放量

图3

生产每千克H2的颗粒物PM排放量但是，要使氢真正实现碳中和还需要进一步的研究和开发。可再生能源发电和储存必须得到进一步发展，碳捕获技术必须更加有效。二氧化碳的使用和储存也必须成熟。在此之前，生产和供应氢气将产生大量污染物。欧洲的能源结构每年的排放都更低。当平均排放量低于186gCO2/kWh时，电解氢的CO2当量排放量与SMR工厂相同。以目前的脱碳速度，这一时刻将超过2030年。因此，同时必须采取更具创新性的减排方式。

欧洲近年来的二氧化碳当量排放量(g/kWh)。电解制氢的二氧化碳排放损益平衡上限与SMR工厂的排放量相当。

HyGear为平板玻璃制造商提供的解决方案平板玻璃制造商使用氢气和氮气混合物作为锡槽保护气。由于杂质的存在，这种气体混合物被连续排放。因此，HyGear开发了专为平板玻璃行业量身定制的Hy.REC，用于吸入排气，分离颗粒物，然后去除氧气。净化后的气体可以重新引入混合站或直接引入锡槽。通过回收气体，不会消耗电力或天然气等不可再生资源。每千克H2的排放量降至超低水平：每千克H2对应0.20gCO2，0.28gNOx和0.01gPM。此外，该技术已被证明可以大大降低因气体消耗量的大幅减少而导致的浮法玻璃生产的运营成本。图1、2和3显示了使用Hy.REC回收氢气与传统生产方法产生的排放量的比较。最终，在绿色氢气得以生产和交付之前，将Hy.GENIHyGear的现场系统(通过SMR将天然气转化为氢气)和Hy.REC串联起来用于平板玻璃行业，将为减少向大气中释放有害气体提供解决方案。这不仅是一个环保的选择，而且是可靠的和