氢管道(HPL)是实现氢社会的氢运输系统之一。HPL氢泄漏是一个挑战,因为氢具有较宽的易燃范围和低最小点火能。因此,必须迅速检测到HPL的氢泄漏,应采取适当的动作。泄漏检测对于HPL的安全操作很重要。HPL的基本泄漏检测方法涉及监视传感器的压力和流速值。但是,在某些情况下,很难使用此方法区分非泄漏和泄漏条件。在这项研究中,我们根据压力和流速数据之间的关系,将使用机器学习(ML)的泄漏检测方法重点关注。将基于ML的泄漏检测方法应用于HPL面临两个挑战。首先,在过程设计阶段,ML的操作数据不足。其次,由于泄漏不经常发生,因此很难在氢泄漏过程中获得压力和流速行为。因此,这项研究采用了一种基于使用HPL物理模型模拟的数据,采用了一种无监督的ML方法。首先,构建了HPL(HPL模型)的物理模型,并根据数据
为了加速经济脱碳,政府和企业正在投资氢气作为低排放或零排放燃料,以取代化石气体(也称为天然气或甲烷气体)。在联邦层面,2021 年 6 月,美国能源部 (DOE) 启动了首个“能源地球计划”,旨在十年内将“清洁氢气”的成本降低 2 至 1 美元/公斤,从而为应对气候危机做出贡献。3 为了支持这一目标,《通胀削减法案》引入了新的清洁氢气生产税收抵免,并扩大了现有的投资税收抵免范围,以适用于氢气项目和独立的氢气储存技术。4 此外,通过《两党基础设施法》,联邦政府将向七个区域氢气中心投资 70 亿美元,5 预计这也将催化超过 400 亿美元的私人投资。6
2022 年 3 月,州长 Pedro Pierluisi 发布了第 2022-022 号行政命令 (EO 2022-022),宣布其政府的公共政策是采用氢气作为可再生能源,同时还指出氢气的生产应“符合”第 17-2019 号法律、该岛的《能源公共政策法》和第 33-2019 号法律、波多黎各的《气候变化缓解、适应和恢复力法》。(这些法律要求到 2022 年,该岛 20% 的电力来自可再生能源,到 2025 年达到 40%,到 2040 年达到 60%,到 2050 年达到 100%。因此,任何用于发电的氢气生产都必须最迟在 2050 年之前由可再生能源生产,以符合第 17-2019 号法律和第 33-2019 号法律的规定)。 EO 2022-022 要求所有参与实施或监督能源政策实施的机构将氢气视为可再生能源。1 行政命令似乎为天然气或其他不可再生能源生产的氢气敞开了大门,用于运输或工业用途,被视为“可再生能源”。2
4。氢车不是可行的净零解决方案。由于燃料的成本很高,燃料的可用性差,因此氢汽车的销售正在迅速下降。BEV的BEV比世界上的氢车高1000倍,消费者绝大多数选择BEV作为更引人注目的选择。随着高燃料成本,高昂的维持氢能设备的高昂成本以及缺乏氢供应,有限的氢加油基础设施已开始迅速收缩。在加利福尼亚,英国和丹麦就是这种情况。电动汽车充电基础设施在每个国家都更容易获得,消费者能够在家中或在数千个公共收费地点为其车辆充电。在奥林匹克运动会上积极促进氢车辆的后果将不可避免地延迟BEV的推出,从而损害了能量过渡的进度。
显然,海运业是全球贸易的关键推动因素,也是世界经济不可或缺的一部分,但也越来越明显的是,需要采取紧急行动来应对该行业不断增长的排放。全球向可再生和可持续能源的转变,以限制气候变化的最严重影响,对包括海运业在内的每个行业都是一个挑战。海运每年排放约 9.4 亿吨二氧化碳,2018 年占全球温室气体 (GHG) 排放量的 2.8% [1]。在欧盟层面,海运的二氧化碳排放量在 2018 年超过 1.42 亿吨,2019 年为 1.36 亿吨。这相当于欧盟温室气体总排放量的约 4%。如果不迅速采取缓解措施,这些排放量预计将大幅增加。
本研究调查了决定欧洲低成本供应氢气能力的四个因素:氢气需求规模、投资大规模氢气储存的可能性、耗氢行业的工艺灵活性以及氢气需求产生的地理区域。通过将成本最小化电力系统投资模型 eNODE 应用于 0 – 2,500 TWh H2 范围内的氢气需求水平,研究了氢气需求对未来欧洲零排放电力系统的影响。研究发现,假设风能和太阳能发电的扩张不会因社会接受度不足而受到阻碍,未来欧洲大部分氢气需求可以通过 VRE 以经济有效的方式满足,成本约为 60 – 70 欧元/兆瓦时 H2(2.0 – 2.3 欧元/千克 H2)。如果将氢气消耗战略性地定位在风能和太阳能发电条件良好且电力需求低的地区,欧洲的氢气成本可降低约 10 欧元/兆瓦时 H2。氢气消耗的完全时间灵活性所带来的成本节约潜力比战略性氢气消耗本地化所带来的成本节约潜力高出 3 倍。随着氢气需求量相对于传统电力需求和可用的 VRE 资源的增加,每公斤氢气的成本增加,灵活性的价值降低。因此,通过为氢气消费者实施效率和灵活性措施以及提高 VRE 的接受度,可以实现低成本氢气。
欧洲氢战略设定了雄心勃勃的目标,以期发展氢经济。该策略代表了迈向成功的第一步。现在,欧盟需要“行动”才能将野心变为现实。当前的氢政策和氢的调节元素分布在气体,电力,燃料,排放和工业框架上,总体协调有限。是时候从事后思考转移到能量系统的中心支柱的时候,其在提供气候中立的关键作用意味着它值得一个专用的框架。拟议的“氢行法”不是一项立法,它旨在成为旨在协调和整合所有独立氢相关的行动和立法的伞框架的愿景。《氢行法》侧重于基础设施和市场方面,描述了发展的三个阶段:启动阶段,升级阶段和市场增长阶段。
在我们的第一种情况下(图1),我们计算了美国墨西哥湾沿岸产生的蓝色氢的排放强度,并以氨向荷兰出口。图表1表明,根据3.38 kgco 2 Eq/kgh 2(附录A和B)的设定阈值,使用保守的假设,在欧盟中,来自欧洲墨西哥湾沿岸的出口产品不会以生命周期为基础,在欧盟的生命周期基础上符合资格,并使用保守的假设,用于上游甲烷泄漏,2 Zere甲烷泄漏,2 Zere-carbon运输率和85%的捕获率和85%的水分生产。准确地考虑上游甲烷泄漏值通常被低估了,尤其是在使用国家平均值时会增加生命周期排放强度值(图1和附录C中的C1)。同样,即使在氢生产节点处有100%的捕获率,蓝色氢在欧盟中也不有资格,因为在现实世界应用中所见(附录C中的表图C2),欧盟的较低碳的捕获率可能远低于85%。