氫能是未來最重要的能源載體之一，但它會給測量技術帶來哪些挑戰？氫能系統中的壓力和液位應該如何精準測量？現代化的測量儀表又提供了哪些技術解決方案？在本文中，我們將對氫能應用測量技術中的核心問題進行解答。

為何測量儀表在氫能技術中很重要？

氫極易揮發，同時它的分子體積是最小的，因此它能夠滲透到許多材料中，對密封件和儀表技術提出了特殊的要求。此外，氫氣往往需要在極端的條件下進行儲存和運輸——或是采用高壓儲罐，或是在極低的溫度下將氫氣液化?，F代化的壓力變送器和液位計可以精確監測這些過程，助力整條價值鏈實現氫能的安全高效利用。

氫氣是怎么制造的？

制氫工藝有多種技術路線，在所有生產過程中，測量技術都發揮著核心作用。

蒸汽重整制氫：傳統路線

目前，全球生產的大部分氫氣都是通過天然氣蒸汽重整獲取的。在這一過程中，甲烷在約 800 °C 的溫度下被水蒸汽轉化，產生氫氣和二氧化碳。這種技術應用成熟，但是會產生大量的 CO? 排放，因此被稱作“灰氫”。如果在此過程中將 CO? 捕集、封存或利用，那么這樣制備的氫則屬于“藍氫”。

電解水制氫：環保的新方案

為了生產出對氣候友好的“綠氫”，電解水制氫技術得到了廣泛應用。借助該技術，水通過可再生能源電力（如風電、光伏、水電）分解成氫氣和氧氣。每種電解工藝的技術要求各不相同：

 ● 堿性電解槽 (AEL)：使用氫氧化鉀溶液作為電解液，需要穩定的運行條件。

 ● PEM 電解槽：采用高分子膜，負荷彈性大，因此非常適合搭配波動的可再生能源電力。

 ● 高溫電解槽 (SOEC)：工作溫度超過 1000 °C，因此效率非常高。

為了保障穩定的運行條件，在所有電解水制氫工藝中，精確的電解液液位測量、氣體管道壓力監測以及限位檢測都至關重要。

氫氣是如何運輸和儲存的？

由于氣態氫的能量密度較低，因此需要更高效的氫能儲運方案。哪種技術路線更為合適，取決于運輸方式、效率和安全要求等因素。

高壓儲氫

最常見的儲氫方式是使用耐高壓容器儲存壓縮氫氣。氫氣被壓縮至最高 700 bar，而后儲存到由高性能材料制成的專用容器中。該技術的主要應用場景是燃料電池汽車。高壓儲氫的主要技術難點之一是需要精準測量壓力，以免出現超壓或欠壓的情況，另一個難點是氫滲的控制，它會逐漸導致氫氣泄漏。用于這一場合的高壓壓力變送器必須具備抗氫脆性能。

液化儲氫

為了實現大量氫氣的高效運輸，需要將它冷卻至 -240 至 -253 °C 使其液化，這樣可以大大減少氫氣的體積，但液化過程需要消耗大量能源，約占存儲能源本身的三分之一。液氫極低的溫度對所使用的壓力變送器提出了特殊要求。此外，用于儲存液氫的高絕熱低溫儲罐必須持續得到冷卻和監測，從而盡可能減少蒸發損耗。

化學儲氫

另一種前景廣闊的新方案，是將氫與其他元素結合為化合物，形成氨（NH?）或甲醇等氫能載體。這些載體可以利用現有的基礎設施進行運輸，在需要用氫時，可將它們重新轉變為氫氣。在化學儲氫中，可靠的壓力變送器和液位計同樣發揮著關鍵作用，確保氫能資源得到高效的儲存與分配。

氫氣測量面臨哪些挑戰？

氫氣滲透能力強，因此對測量技術提出了特殊要求。采用鍍金測量元件的儀表可有效防止氫分子滲透，從而確保長期穩定的測量結果。

同時，因為金屬部件存在氫脆風險，所以需要采用 316L 不銹鋼等堅固材質或使用特殊涂層。此外，VEGA 還使用防滲透的高壓連接件，確保儀表即便在極端工況下也能夠可靠運行。

哪些測量儀表適用于氫能領域？

VEGABAR 82

VEGA 提供經過特別研發的測量儀表，可滿足氫能系統的嚴苛要求：

● VEGABAR 83

儀表采用干式電阻應變片測量元件，可在高達 1,000 bar 的極端過程壓力下實現長期穩定的壓力測量。

 ● VEGABAR 82

儀表采用不含傳導油的陶瓷測量元件，能夠可靠測量氣態氫。此外，這款測量元件耐腐蝕性強，可用于電解槽中的氫氧化鉀溶液等介質。

 ● VEGAFLEX 系列

即使在介電常數較低的應用中，儀表也能進行可靠的液位測量。

 ● VEGAPULS 6X

高精度雷達液位計，可用于在制氫過程中測量電解液。

 ● BASIC 系列儀表

對于要求較低的應用場合，VEGA 提供 BASIC 系列測量儀表，幫助氫能領域實現可靠而經濟的壓力和物位測量。

精準的測量儀表構建安全氫能產業

在氫能產業迅猛發展的態勢下，對可靠的氫能測量儀表的要求也在不斷提高。無論是制氫、運氫還是儲氫，高精度的壓力變送器和液位計對于氫能的安全高效利用都至關重要。

VEGA 提供量身定制的解決方案，包括金屬和陶瓷測量元件、防滲透連接件以及專為氫能領域嚴苛工況而研發的高壓壓力變送器。借助 VEGA 測量方案，氫作為未來的能源載體，將得到可靠的充分利用。

 關于VEGA 

VEGA是一家生產物位、限位、壓力和密度測量儀表的全球制造商，并提供將儀表整合到過程控制系統中的設備和軟件。VEGA在全球擁有2,600多名員工，60多年來，VEGA為各類應用場合的測量難題提供了解決方案，包括化工和制藥設備、食品加工、飲用水供應、污水處理、垃圾填埋、采礦、發電、鉆井平臺、船舶、航空，等等。更多信息，歡迎訪問www.vega.cn。