作為推動綠色能源轉(zhuǎn)型的關鍵因素，氫表現(xiàn)出巨大的潛力和前景，特別是面臨電氣化挑戰(zhàn)的工業(yè)領域。維薩拉高級戰(zhàn)略和業(yè)務發(fā)展經(jīng)理

 Anu Pulkkinen 介紹了氫經(jīng)濟的現(xiàn)況以及準確測量對于推動綠色轉(zhuǎn)型的重要性。

氫經(jīng)濟是指通過使用氫能源幫助交通運輸、航運航空、重工業(yè)等難以實現(xiàn)電氣化的經(jīng)濟領域?qū)崿F(xiàn)脫碳。與其他化石燃料替代品一樣，

根據(jù)生產(chǎn)方式，氫能源可分為以下顏色類型：

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

藍色氫：通過將化石天然氣分解為氫氣和 CO2，然后捕獲并儲存或利用產(chǎn)生的 CO2 進行生產(chǎn)。

灰色氫：當下的常見氫形式，其制造方式與藍色氫相同，只不過 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(jīng)濟發(fā)展方面發(fā)揮重要作用。

氫能源對于全球能源轉(zhuǎn)型至關重要

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

原料或燃料，并在制鋼過程中充當還原劑。這些行業(yè)都在向更清潔的綠色氫能源轉(zhuǎn)型，這一轉(zhuǎn)變有望大幅減少排放。

氫能源也廣泛應用于燃料電池領域，可用于驅(qū)動公交車和卡車的電動機，同時也被用作發(fā)電過程中的儲能介質(zhì)和能源來源。此外，

氫能源及氫基燃料為航運和航空業(yè)這兩個實現(xiàn)脫碳尤為艱難的行業(yè)提供了潛力的低碳解決方案。

為何可靠的測量對于氫經(jīng)濟至關重要

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

濕度、二氧化碳和甲烷等參數(shù)對于促進氫經(jīng)濟發(fā)展和加速綠色能源轉(zhuǎn)型至關重要。

  維薩拉用于測量這些參數(shù)的儀表可提供穩(wěn)定、實時的在線測量數(shù)據(jù)，無需依賴人工采樣。它們響應迅速，非常易于安裝和維護，校準

間隔較長，并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?qū)⒅绷餍盘?(4-20 mA) 和現(xiàn)場總線 (Modbus) 發(fā)送到工廠的自動化系統(tǒng)，無需安裝任何額外的軟件或硬件。所有

維薩拉儀表都能在較大的溫度范圍內(nèi)工作，我們還提供強大的防雨和防爆認證選項，支持在挑戰(zhàn)性的爆炸性環(huán)境中進行安裝。讓我

們通過幾個示例來了解一下維薩拉技術如何應用于氫能源相關應用。

燃料電池依賴于可靠的濕度測量

氫能源廣泛用于燃料電池應用，其中由于燃料電池質(zhì)子交換機制，濕度控制至關重要。燃料電池內(nèi)部是聚合物電解質(zhì)膜 (PEM)，負責在陽極

和陰極之間傳導質(zhì)子。必須控制反應氣體（陽極側(cè)的氫氣和陰極側(cè)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(xiàn)出良好的質(zhì)子電導率和低電阻特性；然而，一旦過于干燥，其導電性能將急劇下滑，從而嚴重

制約電池的功率輸出能力。然而，如果濕度過高，則會對膜造成機械損壞，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(fā)展。汽車和造船行業(yè)的很多頭部企業(yè)在其燃料電池開發(fā)

過程中使用維薩拉 HUMICAP® 技術。維薩拉濕度傳感器也被芬蘭 VTT 技術研究中心廣泛應用于氫能源相關研究項目。VTT 專家不斷

探索低溫 (PEM) 和高溫（固體氧化物）燃料電池技術，他們在燃料電池堆前后安裝維薩拉儀表以監(jiān)測和控制過程氣體濕度。維薩拉儀表

還可用于測量氫氣純化和生產(chǎn)過程中環(huán)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 扮演至關重要的角色。在溫室氣體 (GHG) 減排難度較大的行業(yè)，CCUS 可能是實現(xiàn)脫碳的途徑。仍依賴化石

燃料的能源密集型行業(yè)也需要采用 CCUS 技術。

連續(xù)、在線測量傳入和傳出氣流中的 CO2 濃度，可幫助捕獲 CO2 的工廠實時監(jiān)控性能并優(yōu)化工藝過程。在研究和開發(fā)新的捕獲技術時，

準確的 CO2 和濕度測量也至關重要，因為這可以提供有關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(fā)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(zhuǎn)化為電力、熱能和灰燼。

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

化學品。

測量 SOEC 應用中的 CO2、甲烷和濕度

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

實現(xiàn) 90% 可再生能源氣體轉(zhuǎn)型的過程中發(fā)揮重要作用。

所使用的 CO2 可以從多個來源捕獲，包括從工業(yè)排放中捕獲、直接從大氣中捕獲，或從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(huán)境的影響。

碳捕獲過程中準確測量 CO2 有助于提高 SOEC 工藝過程的效率并減少 GHG 排放。在監(jiān)管制度日益嚴格的情況下，這也變得越發(fā)重要。

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

以提高效率并優(yōu)化工藝過程。

工業(yè)測量是綠色轉(zhuǎn)型的重中之重

可再生能源和清潔能源生產(chǎn)是每個行業(yè)實現(xiàn)脫碳和綠色轉(zhuǎn)型的核心所在，而可靠測量對于助力實現(xiàn)轉(zhuǎn)型的創(chuàng)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表助力加速脫碳，這些儀表可實時提供可靠、穩(wěn)定的濕度、二氧化碳和甲烷測量數(shù)據(jù)。讓我們攜手共進

，有力推動氫經(jīng)濟的發(fā)展，實現(xiàn)真正的可持續(xù)變革。