跟着全球对气候变化的重视不断升温,国家碳中和碳达峰方针日益施行。在动力转型进程中,氢气作为一种清洁动力,制取、贮存和运送的技能窘境日渐闪现。电解水制氢和甲醇重整制氢作为两种常见的制氢办法,遭到业表里广泛重视。本文将对这两种制氢办法进行比照,讨论它们的优缺点和适用场景,以期为动力转型供给参阅。

  电解水制氢是运用电能将水(H2O)分解成氢气(H2)和氧气(O2)的进程。该办法具有以下长处:

  2.高纯度氢气:电解水制氢可以取得高纯度的氢气,纯度高,稍作提纯即可直接用于燃料电池等运用。

  3.可再生动力运用:电解水制氢可以与可再生动力(如太阳能和风能)相结合,经过将可再生动力转化为氢气进行贮存和运用,完成动力的可继续运用。

  1.高耗能:电解水制氢需求耗费很多的电能,高电能的需求使此类制氢办法在运用化石燃料发电的区域不具备经济性,一起也存在高排放的问题。

  2.储运氢问题:氢气的贮存和运送相对困难,其间触及高压储氢或液化储氢等技能,增加了体系复杂性和本钱。

  3.高本钱:当时电解水制氢技能的本钱相对较高,首要源于电解设备和度电本钱。

  甲醇重整制氢是将甲醇(CH3OH)经过催化剂的效果,以高温下进行化学反应,发生氢气的进程。该办法具有以下特色:

  1.储运快捷:比较于气体状况的氢气,液态的甲醇更易于贮存和运送,减少了储运氢气带来的本钱以及安全问题。

  2.利旧加油网络设施:储运以及加注甲醇可以运用现有的液体燃料基础设施,无需新建加氢站,可以有用下降动力转型所需的基础设施投入。

  3.质料来历广、价格低廉:甲醇作为一种具有多元化制取办法的燃料,可经过生物质组成或化石动力等办法获取,来历广泛,归于国内存量最多的燃料之一。

  a)碳排放问题:甲醇的生产进程若触及化石燃料的运用,则具有必定的碳排放量,但可经过运用可再生资源制得的绿醇完成碳排放闭环。

  b)氢气纯度较低:甲醇重整制氢所发生的氢气中或许含有必定的杂质,需求经过后续处理才干得到高纯度的氢气。但可经过搭载钯膜提纯设备完成高纯氢气在线输出。

  现在已有液态阳光甲醇生产技能来应对甲醇运用的碳排窘境。液态阳光是指将太阳能/风能制氢所取得的氢气,与捕集的二氧化碳结合生成甲醇。运用此途径生成的甲醇可以以液态的办法贮存氢气,便利运送,安全高效,也可以完成碳排放闭环,然后到达碳中和的方针。

  针对甲醇重整制氢的进程中发生的杂质,市面上已有一些常见的提纯技能将氢气提纯:

  压力摩尔吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA):PSA是一种依据吸附剂将杂质气体别离的办法。在PSA进程中,氢气经过吸附剂床层时,吸附剂挑选性地吸附其他气体成分,如甲烷、一氧化碳等,然后完成氢气的提纯。

  膜别离(Membrane Separation):膜别离是运用特定的半透性膜将气体依照分子巨细或溶解度别离的进程。在氢气的提纯进程中,挑选恰当的膜资料和操作条件,可以将杂质气体从氢气中别离出来。

  常温吸附(Temperature Swing Adsorption,简称TSA):TSA运用吸附剂对不同成分气体在常温下的吸附挑选性来完成别离。经过调理不同气体在吸附剂上的吸附速率和亲和力,可以将杂质气体从氢气中别离出来。

  一般甲醇制氢是以大化工的办法制取氢气,经过化工重整催化制氢后进入PSA变压吸附体系进行提纯,具有必定的区域局限性,制取的氢气相同需求经过高压或液化的办法进行贮存及运送,储运端的本钱问题仍无法处理。

  广东能创科技自主研制的甲醇在线制氢体系可以有用地处理大化工甲醇制氢中氢气的储运问题。甲醇在线制氢体系是将甲醇重整模块和钯膜提纯模块整合,以小设备代替大化工,结构强度高,可以在需求移动或可用占地面积小的项目中完成甲醇在线制氢,即产即用。其间,公司研制的钯膜提纯技能可以在小体积的情况下,有用地将含有杂质的氢气提纯至燃料电池用氢规范纯度。以现在甲醇期货价2200-2500元核算,每公斤制氢本钱仅在16-18元。一起,甲醇也是氢气的液态最优载体,经过甲醇在线制氢的办法,可以大幅下降氢气在储运端的本钱,然后下降终端用户的用氢本钱。

  综上所述,电解水制氢和甲醇重整制氢都是有潜力的制氢办法。电解水制氢具有清洁环保、高纯度氢气和可再生动力运用等长处,适用于可再生动力丰厚且电力供应安稳的区域。甲醇重整制氢具有储运快捷、基础设施运用和适用范围广等优势,适合在现有液体燃料基础设施较为兴旺的区域推广运用。在实践运用中,需依据区域可再生动力资源、动力需求和碳减排方针等要素及运用场景进行归纳考量,选取最合适的制氢办法,以推进动力的转型,完成碳中和的方针。