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张月桂:金属水蒸气热化学制氢的推广难点及对策
2025-03-11 返回列表
  金属水蒸气热化学制氢技术作为一种新兴的制氢方法,因独特的优势逐渐成为研究热点。该技术通过金属与水蒸气在高温下发生化学反应制取氢气,具有显着的安全、高效和低成本特点。常用的金属包括铝、锌、镁和铁等。
  
  中国石油集团渤海石油装备制造有限公司和江苏中熙氢能源科技有限公司已经在金属水蒸气热化学制氢领域取得了显着进展,其制氢装置单台产氢量分别可达350 m3/h和500 m3/h。该技术70%成本来自金属裂解剂,随着技术进步和产量扩大,应该会有较大的下降空间;30%成本来自水蒸气,由于160 ℃水蒸气来源广泛,不少工业废气都可以用作热源,所以,成本下降空间也比较大。
  
  在各种制氢流程中,金属水蒸气制氢在总成本上也展现出明显优势(除煤制氢外)。另外,不同制储运氢流程的运氢成本占比很大,而金属水蒸气制氢的运输成本主要集中在金属的运输上,这部分成本是最低的。综上所述,在众多制氢方法中,金属热化学制氢在总成本方面也具备很强的竞争优势。
  
  (1)安全高效与低成本。该技术通过精确控制反应条件,能够实现氢气的高纯度产出,确保了系统的安全性和高效性。
  
  (2)环境友好。制氢过程不排放CO2,不产生有害的固体、液体和气体废物。
  
  (3)规模灵活性。既可在小型实验室规模下进行,也可以扩展到工业规模生产。应用案例展示了该技术在不同规模下的应用潜力,而通过系统集成和自动化生产线的建立,可以实现规模化生产,满足不断增长的氢能源需求。
  
  (4)运行独立性。该技术用热能制氢,无须大电网支持独立运行,使得该制氢技术可以在多种环境下部署,增加了能源供应的可靠性和灵活性。
  
  针对该技术存在的技术难点提出以下建议:① 用户对这一颠覆性技术的认可度不高,持怀疑和观望态度。为此,需要通过科普宣传和演示项目来提高用户的认知和信任。② 现场制备氢气缺乏管理规范和标准,需要地方安全部门建立相应的监督检查依据。此外,绿氢属性的证明也是一个问题,需要及早组织新项目的绿氢认证。③ 为了促进绿氢发挥作用,政策上应允许在非化工园区制氢,并避免因就地制氢环节而提高整个厂区的安全级别。同时,应用端的天然气掺氢燃烧领域研究进展还有待突破,需要在独立工业区或社区尽快开展先导示范。④ 发挥碳税调节作用,提高绿氢的市场竞争力,这也是推动该技术发展的关键。

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