电转气应用

在德国已经至少有20个电转气的科研项目正在运行。德国能源署（Deutsche Energie-Agentur，dena）设立了专门的试点项目信息追踪平台，提供了相关的项目信息。dena和中国也开始了合作。 2100433B

电转气技术用来储能可以存储兆瓦级MWh到吉瓦级GWh的电能 。而转换效率为

电转气技术包括电转氢气和电转甲烷两类。前者的化学反应原理为电解水反应；后者的化学反应原理包括电解水反应和甲烷化反应。

电解水反应

电解水反应是通过电解水产生氢气和氧气。电解水制氢过程是一种能量转换的过程，即将一次能源转换为能源载体氢能的过程。电解水制氢方法主要有碱性电解水制氢、固体聚合物电解水制氢、高温固体氧化物电解水制氢。碱性电解水制氢是技术最成熟、成本低的大规模制氢方法，H₂和O₂的纯度一般可达99. 9%；固体聚合物电解水制氢成本较高、制氢规模较小，H₂和O₂的纯度在99.99%以上；高温固体氧化物电解水制氢工作温度约为800～950℃，高温在提高电解效率的同时也限制了电解池关键材料的选择。电解水反应的效率约为56%～73 %。

甲烷化反应

CO₂催化加氢甲烷化反应是CO₂循环再利用的有效途径之一，主反应产物为CH₄和H₂O，副反应产物有CO₂C、CO₂、C₂H₆、C_xH_y、O₂等。

甲烷化反应为放热反应，从热力学角度，高温下CO₂甲烷化反应受热力学平衡的制约，低温更有利于反应的正向进行；从动力学角度看，低温CO2甲烷化反应具有低的反应速度。由此可知，实现低温CO₂甲烷化的关键是高活性催化剂。CO₂甲烷化反应催化剂主要以VIII B族金属（如Ni、 Co、 Rh、 Ru和Pd等）为活性组分的负载型催化剂。甲烷化反应的效率约为75%～80%。

电转氢气和电转甲烷的比较

电转氢气仅进行电解水反应，反应效率约为56%～73%，避免了甲烷化反应的能量损失，同时削减了甲烷化反应相关的基础建设费用。但氢气注人到现有天然气管道会引起管材方面的风险（氢脆和渗透），故存在一定的限制。天然气管道混合气中氢气的最大允许体积分数约为10%～15%，燃气轮机的燃料中氢气的最大允许体积分数约为5%。

电转气将水电解获得氢气，以及进一步将氢气与二氧化碳等合成甲烷等气体，从而实现电能转化为相对方便储存的气体。在可再生能源电力大规模扩张的形势下，电能储存需求日益高涨。相对成熟的储能技术中，典型的如电池、压缩空气储能、抽水蓄能等技术都存在规模限制，只能在较小的时间尺度进行电量调节。但配备地下储气库的电转气储能技术，是一种大规模储能技术，能够实现季节及以上的调节功能。电转气技术实现了能量从电力系统向天然气系统的传输及能量的大规模、长时间存储，为能源互联网中可再生能源的消纳提供了新的思路。

电气转换器使用开环路控制和小质量磁铁，以比较经济的成本，进行精确的气压控制。不受位置影响以及抗RFI/EMI干扰。

电流或电压输入信号转换为线性比例气动输出压力。这种通用仪表设计为以比较经济的成本，提供高可靠性和可重复性的应用。小量程模型是专为3到5psig输出的标准过程控制设计。扩展量程型号可为更高压力的工业气动和过程控制系统的运行要求提供145psig输出。

电-气转换器的结构原理如图1所示。它是按力矩平衡原理进行工作的。当直流0~10mA电流信号通入置于恒定磁场里的测量线圈时，所产生的磁通与磁钢在空气隙中的磁通相互作用而产生一个向下的电磁力(即测量力)，由于线圈固定在杠杆上，使杠杆绕支承点O偏转，于是装在杠杆一端的档板靠近喷嘴，使其背压升高。经过气动功率放大器后，一方面输出，一方面反馈到波纹管，建立起与测量力矩平衡的反馈力矩，反之亦然。于是输出气压信号的大小就与输入测量线圈电流成一一对应的关系。

1、 电气转换器是直动式(无反馈)仪表，可以得到高功率的气动输出信号。

2、 外形美观，结构巧妙，体积小，重量轻。 灵敏度高，稳定性好，中等精度(特别适用于输出回路)。

3、 现场可直接改变作用方式。 外部带有跨度、零位调节装置，调校维护方便。

4、 转换器的内部线路中附有热敏电阻，可以自动进行温度补偿。5、 供气范围宽、适应各种不同场合使用。耗气量小。

6、 电气转换器能直接用于不同输入电信号，如4-20mADC或0-10mADC。其输出气压亦能分程如20-60kPa或60-100kPa。要达到上述目的的仅需调节“零位”及“跨度”调节装置,即可。

7、能任意角度安装(注：工作安装角度位置应与调校角度位置相合)。

8、防爆性能：本安型防爆等级iaⅡCT5 隔爆型防爆等级dⅡBT6。7、零部件采用精密压铸成型，外形及内部结构制作工艺精致，整体结构紧凑。 8、采用不锈钢紧固件和先进的喷塑工艺，具备了良好的防腐性能。