能源计量

随着天然气逐渐被氢气和生物甲烷取代,未来能源该如何计量呢?

能源计量的现状

过去,天然气用户以千瓦时为单位,为其能源使用量付费。然而,燃气表只能测量燃气的体积量,目前使用的绝大多数燃气表都无法测量标准状况下的体积量。

计算准确的能源使用量,燃气公司需要清楚每位用户接收到的燃气在标准情况(标况)下的体积和热值:

能量= 标准体积 * 热值

目前的解决方法是:在管道注入点安装气相色谱仪(GC),并对输送给用户端的燃气温度和压力做出一般性假设。同时还假设在注入点以外,所有用户都接收到相同质量的气体。

能源计量的未来

当前全球能源的供应趋势是以可再生能源替代化石燃料。就天然气而言,生物甲烷和氢气会逐步取代天然气,之后可能会转向纯氢气。

因此,现在许多国家陆续公布氢能战略计划并调整政策,为这一过渡做好准备。在英国和荷兰,政府要求从2025年起销售的所有锅炉都必须能够使用纯氢气。与此同时,世界各地也在启动多个试点项目,测试管网是否能够适应可再生气体,尤其是特性与天然气差别很大的纯氢气。

与目前的天然气供应相比,可再生气体的生产将更加分散。将可再生气体引入管网将大大增加注入点的数量,因此分配给终端用户的气体会出现不同的热值。

天然气用户被误收费

生物甲烷和氢气的注入会使管网的注入点更为分散,气体热值的可变性也会增加。最新的一项研究表明,靠近生物甲烷注入点的用户接收到的气体热值较低,因此多付了高达 6% 的费用。

为了避免问题的恶化,影响更多的用户,需要新的燃气计费方法。最理想的解决方案是停止分开测量体积量和热值,而使用燃气表进行同步测量。Sensirion 的热式测量技术可以为此提供完善的设备支持。

Sensirion 的燃气表模块可以实现测量(标况下)天然气、生物甲烷、氢气和氢气混合物的体积。随着技术的进一步发展,Sensirion可以实现直接测量能量,其热值测量精度为 OIML R140 B级 (1%) 或 C级(2%),体积流量测量精度为 OIML R137 1.5 级。

一旦法规允许在热值测量中以 B 或 C 级精度直接进行能源计量,Sensirion 将提供一种与氢气和生物甲烷兼容的经济型解决方案,在燃气表上实现体积和热值的同步测量。

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