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58个项目!数十家企业布局!甲醇制氢未来有多广?

日期:2021-12-30    来源:国际能源网/氢能汇

能源资讯中心

2021
12/30
20:20
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关键词: 甲醇制氢 燃料电池 加氢站

12月21日,中科院披露甲醇制氢取得新进展,可用于车载燃料电池。如此让人振奋的消息不仅有助于推动甲醇重整制氢技术在车载燃料电池等领域的发展,并为新型整体式催化剂的开发提供了新思路。

无独有偶,工业和信息化部日前发布了《“十四五”工业绿色发展规划》(以下简称《规划》),把“促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广”纳入“绿色产品和节能环保装备供给工程”。种种迹象表明,氢能风口下,甲醇又一次成为舆论的焦点。

由于甲醇自身就是清洁的含氢液体燃料,同时拥有储运便捷、资源丰富、用途广泛等特点,绿色甲醇已经成为全球公认的碳中和必由之路。利用甲醇制氢的技术路线正在被全球企业广泛采纳。

甲醇制氢到底怎么干?

甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂的作用下,发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳,这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。

工业上利用甲醇制氢有以下三种途径:甲醇裂解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。

在甲醇制氢三类技术中,以甲醇水蒸气重整制氢技术的H2含量最高,且技术成熟,是当前甲醇制氢的最佳选择。

甲醇是天然气、煤炭和氢能源的完美载体。甲醇与氢气相比,能量密度更高,而且储运安全;与煤和天然气相比,甲醇原料丰富,更容易储存和运输,因而近年来得到迅速推广。

相比传统的水电解制氢、天然气重整制氢、煤焦碳气化制氢的方式,甲醇制氢具有流程投资小、能耗低、无环境污染、储运方便等特点。

甲醇制氢路线还可以很好地将已有的加油站等基础设施利用起来,与建设加氢站相比,成本优势也很明显。因此,甲醇在线制氢系统在规模化方面有明显优势,可避开燃料电池汽车的商业化在储运等方面的瓶颈,日益受市场追捧。

随着甲醇制氢工艺和催化剂的不断改进,甲醇制氢的规模不断扩大,制氢成本也在不断降低,成为中小规模制氢的首选方案。

甲醇制氢示范项目已投产

基于甲醇制氢技术的特点,可在站内制氢,现制现用,无需H2的大量运输和存贮,也可在化工园区集中制氢,再通过短距离运输(<100km)至加氢站,两种应用方式都具有切实的可行性。

氢能汇记者了解到,甲醇站内制氢加氢的撬装站已经在张家口投运。

随着CO2合成甲醇技术的突破,甲醇制氢能够进一步发展成为甲醇储氢,从而实现CO2的零排放,表现出更广阔的应用前景。基于甲醇制氢技术的应用及其研究进展,采用甲醇制氢技术为加氢站提供H2具有较好的应用前景。

说到甲醇制氢不得不提的一种制氢“神器”,就是——甲醇制氢设备,目前国内甲醇制氢技术成套设备领先的企业有四川亚联高科、天采科技、成都天成碳一化工有限公司、江苏诺盟、蓝博科技、上海汉兴能源科技等。其中,四川亚联高科装置量最多,天采科技次之,装置大型化属上海汉兴能源科技。

此外,中国船舶集团七一八所研制的设备吸附剂寿命长、高效环保、性能稳定、可实现甲醇零排放,广受国内市场欢迎。今年5月份,七一八所成功签订甲醇制氢设备海外供货合同,拓展海外氢能市场,实现甲醇制氢设备出口“零”突破。

中集安瑞科则在提供甲醇制氢的装备上有着自身的优势,在张家口的液态阳光示范项目就是这家公司主导建设的。

制氢装置需求量在快速增长

氢气是炼油、冶金、医药等行业的重要原料,特别是目前国际、国内碳中和形势下,氢气的需求量更是大大增加。除了传统的煤制氢等方式外,甲醇制氢悄然兴起并取得了一定的发展。

上世纪70年代JOHNSON-MATTHEY在实验室研发出了甲醇水蒸气制氢技术,用金属Pd膜分离除CO和CO2后得到高纯氢(99.9%以上),由此开启了甲醇制氢工艺的起步之路。经过近50年的发展,该工艺逐步成为的新材料、新能源领域的新宠。

我国甲醇制氢工艺技术自1993年第一套600Nm3/h工业化以来,迄今为止,仅石化领域运行大小装置愈千套之,且有向80kNm3/h大型化、园区化供气发展。近20年来,在华东区域成功基础上,华北、华中和西南的需求量也在快速增长。

中国已建成的大型甲醇制氢装置,为甲醇制氢技术的成熟和发展提供了重要的积累,已广泛应用于石化、气体、制药等行业。其中山东寿光鲁清石化有限公司60000Nm3/h甲醇制氢装置为该公司230万吨/年柴油加氢精制的配套项目,于2018年1月建成投产,至今已连续运行两年,满负荷运行时,重整气达到93000Nm3/h,是中国运行较好、产气量最大的装置之一。

氢能汇记者统计了中国部分甲醇制氢装置项目,情况如下:

甲醇制氢装置被越来越多的领域所应用,主要是因为以下优势:

1.甲醇制氢装置投资低,建设周期短。由于流程简单,甲醇制氢装置的投资和建设周期远低于煤气化制氢和天然气重整制氢。

2.甲醇制氢装置规模灵活,而且原料易获取。同样由于甲醇裂解制氢工艺流程短,所以在不同的装置规模下,甲醇制氢成本变化不大,因此装置规模可以根据氢气需求灵活设计。而煤制氢只适用于大规模氢气需求。与此同时,甲醇是一个充分市场化的商品,相比天然气,原料的采购和储存都更容易。

3.甲醇制氢项目审批容易。在环保要求日趋严格的当下,相比其他制氢路线,甲醇制氢的项目审批更为容易。

甲醇制氢燃料电池项目从无到有

甲醇重整制氢技术也被越来越多的企业应用到车端,相应的甲醇重整氢燃料电池系统也逐渐被市场认可。对于甲醇制氢,目前有多加企业已布局或有布局意向。

甲醇氢燃料项目也从无到有,逐渐走进人们的视线。

爱驰汽车甲醇重整制氢燃料电池项目,是2019年高平市参加上海进博会招商引资项目,2020年8月正式开工建设。

2021年10月28日上海博氢新能源公司与广西北投能源投资集团有限公司、南宁市良庆区人民政府共同签署了《12GW甲醇重整氢燃料电池产业化项目战略合作框架意向协议》,致力于打造国内首个甲醇重整氢燃料电池终端产品的全产业链,这对我国氢能及燃料电池汽车的发展具有重要推动。

甲醇被誉为“液态阳光”,常温常压处于液态,可实现长期安全稳定的储存,是理想的低成本化学储氢载体;也是实现碳减排的重要路径。甲醇制氢技术具有广阔的市场前景,随着科学研究的不断进步,甲醇制氢能够进一步发展为甲醇储氢,实现零碳排放。甲醇制氢将为解决氢能远距离储运难题提供新的思路,各类企业纷纷布局于此也预示着整个行业将在未来发展欣欣向荣!

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